JP2002528826A - 減少した消費電力を伴う、遠隔操作可能な集積回路 - Google Patents

減少した消費電力を伴う、遠隔操作可能な集積回路

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JP2002528826A
JP2002528826A JP2000578768A JP2000578768A JP2002528826A JP 2002528826 A JP2002528826 A JP 2002528826A JP 2000578768 A JP2000578768 A JP 2000578768A JP 2000578768 A JP2000578768 A JP 2000578768A JP 2002528826 A JP2002528826 A JP 2002528826A
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セラ ディディエラ
パンゴー ニコラ
マルタン ミシェル
ベルギニァン フランソワ
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インサイド テクノロジーズ
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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

(57)【要約】 本発明は、アンテナコイル（Ｌｃ）の負荷を変調する装置（ＬＭＣ）と、クロック信号（Ｈ）を抽出する装置（ＣＥＣ１）と、コンデンサ（Ｃａｓ）の充電または放電により非同期的に検査される持続時間を伴う、一連の負荷変調パルスより成る、パルス負荷変調信号（Ｓｌｍ４）を供給する手段（ＣＣ１）と、少なくとも負荷変調パルスが放出されている間は、クロック抽出装置（ＣＥＣ１）を制止する手段（ＩＮＶ１、Ｔ５、Ｔ６）とにより構成される、遠隔操作で動作する集積回路（ＩＣＩ）に関する。発明は、データ伝送の合間の集積回路の電力消費を減少させることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、遠隔操作可能なチップカード、電子ラベル、電子タグ等に用いられ
るタイプの、電磁誘導を用いる遠隔操作可能な集積回路に関するものである。
【０００２】 本発明は、特に、アンテナコイルの負荷の変調装置と、クロック抽出装置と、
伝送される２進信号に応じて、負荷変調信号を供給する手段とにより構成される
、遠隔操作可能な集積回路に関するものである。
【０００３】 図１は、接続ピンｐ１、ｐ２によりアンテナコイルに接続された、遠隔操作可
能な集積回路ＩＣの構造を模式的に示している。コイルＬｓは、集積コンデンサ
Ｃ１と共に、自身の周波数Ｆｏを有する共振回路を形成する。回路ＩＣは、一次
コイルＬｐを備えた、データ放出―受信ステーションＲＤ、例えばチップカード
読取装置に、近接して配置される。全装置は、電磁結合により、双方向データ伝
送システムを形成する。
【０００４】 回路ＩＣは、中央演算処理装置ＵＣと、ＥＥＰＲＯＭ型不揮発性メモリＭＥＭ
と、平滑コンデンサＣ２が後に続く整流ブリッジＰｄと、クロック抽出回路ＣＥ
Ｃとにより構成される。一次コイルＬｐにより放出される周波数Ｆｏの交番磁場
の存在下において、交流誘導電圧Ｖａｃが、コイルＬｓの端子に現れる。整流器
Ｐｄは、電圧Ｖａｃから直流電圧を抽出して回路ＩＣの電圧供給を提供し、回路
ＣＥＣは、電圧Ｖａｃから、周波数が搬送波Ｆｏの約数であるクロック信号Ｈを
抽出する。ステーションＲＤも、自身のクロック信号を周波数Ｆｏから抽出し、
そのため回路ＩＣとステーションＲＤが同期化される。
【０００５】 そのようなシステムにおいて、データＤＴＲの集積回路ＩＣへの伝送は、通常
、磁場ＦＬＤの振幅を変調することで行われ、回路ＩＣは、その趣旨で、誘導電
圧Ｖａｃを復調し、変調信号をデコード化し、受信データＤＴＲを中央演算処理
装置ＵＣに供給する回路ＤＤＣにより構成される。
【０００６】 以下に、負荷変調を用いた、データＤＴXのステーションＲＤへの伝送につい
て、より詳細に論じられている。そのような負荷変調は、通常、コイルＬｓの端
子に接続され、例えば、スイッチＴｌｍと、直列に配置された抵抗Ｒｌｍとによ
り構成される、変調器回路ＬＭＣにより得られる。伝送されるデータＤＴXは、
コーダ回路ＣＣに加えられ、その出力は、変調器回路ＬＭＣに加えられるコード
化した変調信号Ｓｌｍを供給する。信号Ｓｌｍと負荷変調に応じた、後半の短絡
コイルＬｓは、一次コイルＬｐ上の電磁結合を通過する。反対の、復調及びデコ
ード化動作は、ステーションＲＤがデータＤＴXを受信することを可能にする。
【０００７】 負荷変調を考慮した従来技術例として、米国特許4,681,111は、その図１及び
２に関連して、（位相シフトされた）ＢＰＳＫコード化負荷変調信号を用いる、
集積回路について記述している。この特許は、また、その図１３及び１４に関連
して、それに応じてアンテナ回路がスイッチにより直流電圧で加圧される、本出
願の状況に帰属しないデータ伝送技術について記述している。スイッチは、可変
幅のパルスにより構成されるコード化信号により駆動し、その閉鎖は、アンテナ
回路における、データ受信ステーションのコイルを進む振動の存在を引き起こす
。
【０００８】 さらに、米国特許4,857,893、及び米国特許5,345,231またはそれに相当するEP
0473569に記述されているように、負荷変調は、搬送波Ｆｏから抽出した副搬送
波Ｆｓｃと結合した、２進変調信号Ｓｌｍにより行われ得ることが知られている
。米国特許4,857,893に記述されている負荷変調は、論理ゲートにより、整流ブ
リッジの分岐に副搬送波を送ることに存する、ということに言及せねばならない
。“０”の送入は、整流ブリッジの分岐の部分的短絡、つまり、アンテナコイル
と平行に配置されたスイッチにより得られるものに相当する負荷変調を引き起こ
しす。
【０００９】 そのような負荷変調は、より小さい変調の深さ、例えば、２進負荷変調の５０
〜７０％に比べ、約３０％の選択を許容し、負荷変調期間中における回路ＩＣへ
のエネルギーの転送を向上させ、受信時のより良い信号／ノイズ比率のために２
進負荷変調より好都合であることが、一般的に認められている。
【００１０】 しかしながら、実際には、負荷変調期間は、副搬送波が使用されても、集積回
路ＩＣに伝送されるエネルギーの相当の減衰を引き起こす。これは、誘導電圧Ｖ
ａｃと電圧供給Ｖｃｃを減じ、その結果、回路ＩＣに関し、それを越えると該回
路ＩＣが作動を停止する、最大通信距離Ｄを減少させる。
【００１１】 この問題は、実際、集積回路ＩＣの消費量の問題に追加され、例えば、搬送波
Ｆｏが１３．５６の標準値を有する時に、高周波の適用に現れる。集積回路ＩＣ
は、通常、ＣＭＯＳ技術集積回路であり、その消費量は、回路を構成するトラン
ジスタのスイッチング速度に依存する。特に、搬送波Ｆｏによって駆動するクロ
ック抽出回路ＣＥＣは、２Ｖの電圧Ｖｃｃと共に約１０μＡの電流を、約２０μ
Ａの集積回路の総消費量として、単独で消費することができる。このような消費
量は、最大通信距離の減少を再び伴い、ステーションＲＤと回路ＩＣ間の、より
強い電磁結合によって補正されねばならない。
【００１２】 従って、本発明の目的は、磁場をあまり乱さず、遠隔操作可能な集積回路への
エネルギーのより良い伝送を可能にする、負荷変調方法を提供することである。
【００１３】 本発明の他の目的は、負荷変調中の、遠隔操作可能な集積回路の消費量を減少
させることである。
【００１４】 これらの目的を達成するため、本発明は、少なくとも一つのコンデンサの充電
あるいは放電により、持続時間が非同期的に検査される一連の負荷変調パルスよ
り成る、パルス負荷変調信号を供給する手段により構成される、これより前段で
定義されたタイプの遠隔操作可能な集積回路を提供する。
【００１５】 有利に、集積回路は、少なくとも負荷変調パルスの放出中には、クロック抽出
装置を制止する手段により構成される。
【００１６】 実施の形態によると、パルス負荷変調信号を供給する手段は、少なくとも二つ
のコンデンサと、負荷変調パルスの放出前に、設定数のクロックサイクルにより
決定された時間の間、定電流を有する第一コンデンサを充電し、パルスの放出の
間、定電流を有する第二コンデンサを充電し、第二コンデンサの充電電圧が第一
コンデンサの端子の電圧と等しくなると、パルスの放出を停止する手段とにより
構成される。
【００１７】 実施の形態によると、集積回路は、伝送される２進信号を、２進信号の各ビッ
トにおいて、少なくとも上昇または下降変異エッジを提供する、２進コード化信
号に変形し、２進コード化信号の変異エッジを、伝送される２進信号のビットの
持続時間に比べ、短期間の持続時間の負荷変調パルスに変形する手段により構成
される。
【００１８】 実施の形態によると、上昇または下降の、同タイプのみの、２進コード化信号
の変異エッジは、変調信号を供給する手段により、負荷変調パルスに変形される
。
【００１９】 実施の形態によると、パルス負荷変調信号は、交流信号パルスより成る負荷変
調信号を形成するため、交流信号と結合する。
【００２０】 望ましくは、負荷変調パルスは、伝送される２進信号のビットの持続時間の４
分の１より短い、あるいはそれと同等の持続時間を有する。
【００２１】 実施の形態によると、クロック抽出装置は、負荷変調パルスの放出後、少なく
とも負荷変調パルスの持続時間と同等の時間、制止状態に維持される。
【００２２】 実施の形態によると、クロック抽出装置は、アンテナコイルにおいて誘導され
た交流電圧から、クロック信号を抽出するように配置されている。
【００２３】 実施の形態によると、集積回路は、アンテナコイルにおいて誘導された交流電
圧から、直流供給電圧を抽出する手段により構成される。
【００２４】 実施の形態によると、クロック抽出装置を制止する手段は、抽出装置の電源を
切る手段により構成される。
【００２５】 本発明の、これらの目的、特徴と利点、及びその他は、以下の、本発明に係る
負荷変調方法、本発明に係る負荷変調装置及びそのような装置により構成される
集積回路の説明において、添付図面と関連して、より詳しく述べられる。
【００２６】 （従来技術に関する概要） 図２Ａ〜２Ｃは、序文において述べられた、従来の２進負荷変調技術を示して
いる。図２Ａは、伝送される信号ＤＴXを示し、図２Ｂは、信号ＤＴXから得られ
る２進負荷変調信号Ｓｌｍ１を示し、図２Ｃは、信号ＤＴXの伝送中の、磁場Ｆ
ＬＤのエンベロープを示している。信号Ｓｌｍ１は、ここではマンチェスター・
コーディング信号ＤＴXにより得られ、これにより、信号ＤＴXの“０”のビット
は、ビットシリーズ“０１”によりコード化され、“１”のビットは、ビットシ
リーズ“１０”によりコード化される。信号Ｓｌｍ１が１の時、磁場ＦＬＤは、
磁気短絡により、妨害のない定振幅の減衰をもたらす。２進期間Ｔｂの最中の下
降変調エッジは、“１”の伝送に対応し、上昇変調エッジは“０”の伝送に対応
する。
【００２７】 図２Ｅは、負荷変調が、例えば、図１に示す回路ＣＥＣによって搬送波Ｆｏか
ら抽出された、副搬送波Ｆｓｃにより行われる時の、磁場ＦＬＤのエンベロープ
を示している。図２Ｂの信号Ｓｌｍ１は、図２Ｄに表される変調信号Ｓｌｍ２を
形成するため、副搬送波Ｆｓｃと結合する。この場合、信号Ｓｌｍ１のマンチェ
スター・コーディングによると、後に休止期間の続く変調期間は、“１”の伝送
に対応し、後に変調期間の続く休止期間は、“０”の伝送に対応する。
【００２８】 選択された方法がどのようなものであれ、変調期間は、データＤＴXを転送す
るのに必要な時間の、少なくとも５０％に相当する。序文において説明したよう
に、負荷変調は、誘導により伝送されるエネルギーを制限し、遠隔操作の可能な
集積回路に関し、最大通信距離を減少させる。
【００２９】 （発明の第一の側面：負荷変調期間の持続時間の減少） 発明の第一の側面によれば、従来の負荷変調信号の変異エッジの、変調パルス
への変形が提供され、これにより、本発明に係る負荷変調信号は、負荷変調パル
スにより構成されるパルス信号となる。幅が小さく、少ないパルス再発を提供す
るコード化を伴う、変調パルスを選択することで、変調期間の持続時間は著しく
減少し、誘導によるエネルギーの転送は向上する。
【００３０】 例により、図３Ａは、図２Ａの信号と同一の、負荷変調により伝送される信号
ＤＴXを示している。図３Ｂは、図２Ｂの信号Ｓｌｍ１と同一の、マンチェスタ
ー・コーディングにより得られるコード化信号Ｓ１を示しており、図３Ｄは、磁
場ＦＬＤのエンベロープを示している。ここで、発明によると、信号Ｓ１は、変
調信号として使用されず、変調信号Ｓｌｍ３を形成する一連のパルスＩ１、Ｉ２
、Ｉ３…Ｉｎに変形される。図３Ｄに見られるように、ここで、パルスの持続時
間は、２進期間Ｔｂの４分の１と同等、あるいはそれより短く選択され、負荷変
調期間は、統計的には、信号ＤＴXの転送時間の５０％未満に相当する。
【００３１】 図４Ａ〜４Ｄは、以前の例に比べ、負荷変調パルスの再発、つまり時間単位の
平均パルス数が減少する、本発明に係る方法の好ましい実施の形態を示している
。図４Ａと４Ｂは、図３Ａと３Ｂと同一で、伝送される信号ＤＴX、及びマンチ
ェスター・コーディング信号Ｓ１を示している。ここで、同一タイプのみの信号
Ｓ１の変異エッジ、ここでは下降エッジは、図４Ｄに表される変調信号Ｓｌｍ４
を形成するため、負荷変調パルスに変形される。実際には、信号Ｓ１の、信号Ｓ
ｌｍ４への変形は、同一タイプの信号Ｓ１の各エッジにおける上昇あるいは下降
エッジ、ここでは下降エッジを提供する、ミラー・コード化信号Ｓ２へ、信号Ｓ
１を変形する中間工程により得られる。そして、信号Ｓ２の上昇及び下降の各エ
ッジは、負荷変調パルスＩ１、Ｉ２、Ｉ３…Ｉｎに変形され、その持続時間は、
ここでは信号ＤＴXの２進期間Ｔｂの４分の１と同等に選択される。
【００３２】 信号Ｓｌｍ４のコード化は、パルス・ミラー・コーディングの名称で、それ自
体知られているが、本発明は、新しいコード化技術の目的を有さず、むしろ、平
均負荷変調時間を減少させ、負荷変調期間中の、誘導による、エネルギーのより
良い伝送を得るため、既知のコード化技術の、負荷変調の分野への適用に存する
、ということに言及せねばならない。出願人により行われた実験により、このよ
うな変調パルスは、従来の復調回路を備え、特に、一次コイルＬｐにおける、短
く、妨害のない電流パルスを供給する、図１に表されているタイプの放出―受信
ステーションにより、容易に検出できることが明らかとなった。
【００３３】 一旦、変調パルスが検出されると、信号ＤＴXのビットを回復するための、信
号Ｓｌｍ４のデコード化は、二つのパルスを分離する持続時間Ｔｉの、単なるカ
ウントを要する。より良い理解を助けるため、以後の表１は、信号Ｓｌｍ４のデ
コーディング・アルゴリズムを示しており、ビット、または次に続くビットの値
を、ビット、または以前のビットの値、及び二つのパルス間の持続時間Ｔｉに応
じて与える。ビット、または以前のビットは知られており、次に続くビットの値
、または次に続くビットのカップルは、直接、持続時間Ｔｉから得られる。アル
ゴリズムを初期化するため、信号ＤＴXに、デコード化を提供する装置で知られ
ている、慣習により選択された、２進系列を挿入することが好都合である。この
系列は、例えば、一連の“１”（一つの“１”のみで十分）、または一連の“０
”（数個のゼロ“００”で十分）であり得る。さらに、表において言及された値
は、信号１の上昇エッジを変調パルスに変形するために選択されるのなら、反転
されねばならない。
【表１】
【００３４】 従って、本発明は、負荷変調パルスが、ビットの系列順序に応じて、一つ、あ
るいは二つのビットのコード化を許容し、負荷変調期間の著しい減少を提供する
。統計的に、信号ＤＴXの２進期間Ｔｂの４分の１と同等のパルス幅のため、負
荷変調期間は、信号ＤＴXが“０”と“１”の交替で構成されている時、該信号
ＤＴXの転送時間の１２．５％に相当し、信号ＤＴXが一連の“１”または一連の
“０”により構成されている時、転送時間の２５％に相当する。どの信号ＤＴX
に関しても、平均負荷変調持続時間は、これら二つの極値間に位置する。
【００３５】 当然、“変調パルス”という言葉は、本発明に係る負荷変調が２進変調である
という意味のみとして解釈されてはならない。実際には、負荷変調パルスは、副
搬送波パルスを生じさせるため、副搬送波Ｆｓｃと結合し得る。副搬送波Ｆｓｃ
の、そのようなパルスにより、変調される磁場ＦＬＤの側面は、図４Ｅに表され
る。この場合、負荷変調パルスは、変調ウィンドウを定義するのみである。さら
に、信号Ｓｌｍ４により直接、変調される、磁場ＦＬＤの側面は、図４Ｆに表さ
れる。
【００３６】 （発明の第二の側面：不可変調中の電気消費量の減少） 負荷変調の期間中の、遠隔操作可能な集積回路の電気消費量の減少を目的とし
て、発明のもう一つの側面が述べられる。序文において示されたように、クロッ
ク抽出回路は、集積回路に供給された電流の２５％から５０％を、それ自体で消
費でき、遠隔操作可能な集積回路の消費量は、Ｈ．Ｆ．搬送波と共に、無視でき
るものではない。
【００３７】 そこで、本発明の意図は、コンデンサを充電あるいは放電し、パルスの放出期
間中にクロック抽出回路を停止させるタイプの、アナログ非同期回路により、負
荷変調パルスの持続時間を検査することである。より良い理解を助けるために、
図４Ｇは、発明に係るクロック禁止信号ＣＫＥＮを示しており、図４Ｈは、搬送
波Ｆｏから抽出されたクロック信号Ｈを示している。信号ＣＫＥＮは、負荷変調
パルスの放出中、１に設定され、クロック信号Ｈは、これらの期間中、中断され
る。このように動作する集積回路は、電気消費量が実質的にゼロに等しくなる非
同期動作期間を、負荷変調パルスの放出中に有し、パルスの終わりと次のパルス
の始めとの間に、同期動作期間を有する。
【００３８】 発明のこの側面は、図５において、遠隔操作可能な集積回路ＩＣ１内に表され
る、コード化回路ＣＣ１により実行される。集積回路ＩＣ１は、従来の回路ＣＣ
に代わるコード化回路、及び従来の回路ＣＥＣに代わるクロック抽出回路ＣＥＣ
１を除いて、図１の回路ＩＣと類似している。回路ＩＣ１の、その他の要素は、
図１と同一の参照により示される。
【００３９】 コード化回路ＣＣ１は、ワイヤード論理シーケンス回路ＷＬＣＣと、コンデン
サＣｒｅｆと、コンデンサＣａｓと、ＮＭＯＳトランジスタの形状を有する、種
々のスイッチＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４と、比較器ＣＭＰと、カレントミラー内に
配置され、電圧ＶIrefにより制御される、二つの電流発電機ＣＧ１、ＣＧ２とに
より構成される。ここで、二つのコンデンサＣｒｅｆ、Ｃａｓは、同一値を有し
ており、発電機ＣＧ１、ＣＧ２は、同じ電流Ｉｒｅｆを供給する。シーケンス回
路ＷＬＣＣは、信号ＩＮＩＴ１、ＲＳＴ１、ＩＮＩＴ２、ＲＳＴ２、上記クロッ
ク禁止信号ＣＫＥＮ、及び負荷変調回路ＬＭＣに加えられる変調信号Ｓｌｍ４を
供給する。シーケンス回路ＷＬＣＣは、伝送され、メモリＭＥＭで読み取られ、
中央演算装置ＵＣにより送信されるデータＤＴXを、入力ＩＮ１で受信する。シ
ーケンス回路ＷＬＣＣは、また、入力ＩＮ２で、比較器ＣＭＰの出力信号ＯＵＴ
ＣＭＰを受信し、入力ＩＮ３で、抽出回路ＣＣ１により供給されるクロック信号
Ｈを受信する。コンデンサＣｒｅｆは、信号ＩＮＩＴ１により駆動するスイッチ
Ｔ１によって、発電機ＣＧ１に接続されている。スイッチＴ２は、コンデンサＣ
ｒｅｆと平行に配置され、信号ＲＳＴ１により駆動する。同様に、コンデンサＣ
ａｓは、信号ＩＮＩＴ２により駆動するスイッチＴ３によって、発電機ＣＧ２に
接続されている。スイッチＴ４は、コンデンサＣａｓと平行に配置され、信号Ｒ
ＳＴにより駆動する。最後に、電圧がそれぞれＶｒｅｆ、Ｖａｓに等しい、コン
デンサＣｒｅｆ、Ｃａｓの陽極は、比較器ＣＭＰの入力に加えられる。
【００４０】 クロック抽出回路ＣＥＣ１は、従来通り、翼列に配置されたＤラッチ、例えば
、五つのラッチＤ１〜Ｄ５により構成される。ラッチは、その出力／Ｑが入力Ｄ
に戻され、各ラッチの出力Ｑは、続くラッチのクロック入力ＣＫを送る。最後の
ラッチＤ５の出力Ｑは、クロック信号Ｈを供給する。始めのラッチＤ１の入力Ｃ
Ｋは、絶縁コンデンサＣｉ、及び入力バッファとして使用される反転ゲートＩＮ
Ｖ１により、周波数Ｆｏの電圧Ｖａｃを受信する。従って、ここで、クロックＨ
の周波数ＦHは、１６で割った搬送周波数Ｆｏに等しく、つまり、１３．５６Ｍ
Ｈｚの搬送波に対し、８４７ｋＨｚである。
【００４１】 発明によると、ゲートＩＮＶ１は、信号ＣＫＥＮにより駆動するＰＭＯＳトラ
ンジスタＴ５により、電圧Ｖｃｃを供給され、ゲートＩＮＶ１の出力は、信号Ｃ
ＫＥＮにより駆動するＮＭＯＳトランジスタＴ６により、地面に接続されている
。従って、信号ＣＫＥＮが１の時は、抽出回路ＣＥＣ１は制止され、それ以上電
流を消費しない。
【００４２】 回路ＣＣ１の動作は、信号Ｓｌｍ４、ＣＫＥＮ、ＲＳＴ１、ＩＮＩＴ１、Ｖｒ
ｅｆ、ＲＳＴ、ＩＮＩＴ２、Ｖａｓ、ＯＵＴＣＭＰをそれぞれ示す、図６Ａ〜６
Ｉに説明されている。クロック信号Ｈにより回路ＣＣＩが同期化される、同期動
作期間と、信号ＣＫＥＮが１で、クロック抽出回路ＣＥＣ１が制止される、非同
期動作期間が見られる。
【００４３】 （同期動作期間） これらの期間中、信号ＲＳＴ２は１で、コンデンサＣａｓは、放電されて維持
される。シーケンス回路ＷＬＣＣは、信号ＤＴXの新しいビットを受信し、パル
スが送信されるべき瞬間を算定する。同時に、シーケンス回路ＷＬＣＣは、コン
デンサＣｒｅｆを放電するため、直ちに、信号ＲＳＴ１を１に設定し、そして、
時間Ｔｒｅｆの間、信号ＩＮＩＴ１を１に設定する。時間Ｔｒｅｆは、設定数の
、クロックＨのサイクルにより決定され、ここでは、信号ＤＴXの２進期間Ｔｂ
の４分の１である。コンデンサＣｒｅｆの端子において現れる電圧Ｖｒｅｆは、
従って、充電時間Ｔｒｅｆ、及び電流Ｉｒｅｆにより決定される。
【００４４】 （非同期動作期間） 信号Ｓｌｍ４が１に設定されている時、つまり、変調パルスが送信される時、
信号ＣＫＥＮは１に設定され、信号ＲＳＴ２は０に設定され、信号ＩＮＩＴ２は
、１に設定される。コンデンサＣａｓは、時間Ｔａｓの間、その端子における電
圧Ｖａｓが値Ｖｒｅｆに達し、信号ＯＵＴＣＭＰが１に切り換わるまで、充電す
る。信号ＯＵＴＣＭＰが１に切り換わると、信号Ｓｌｍ４は、パルスの終わりを
表す０にリセットされる。
【００４５】 非同期動作期間は、この瞬間に終了し、信号ＣＫＥＮは０にリセットされ得る
。しかしながら、回路ＩＣ１の消費量をさらに減少させるため、任意で、その持
続時間を延長することが好ましい。従って、図６に見られるように、コンデンサ
Ｃａｓは、即座に再充電されるため（ＩＮＩＴ２＝１）、各パルスの終わりにお
いて、直ちに放電される（ＲＳＴ＝２）。図６Ｂの信号ＣＫＥＮは、信号ＯＵＴ
ＣＭＰが二度目に１に切り換わると、追加的な充電サイクルの終わりにおいての
み、０にリセットされる。非同期期間の持続時間は、従って、ここでは２Ｔａｓ
に等しい。
【００４６】 前文より、コンデンサＣｒｅｆ及びＣａｓは同一値を有し、同一電流Ｉｒｅｆ
により充電され、時間Ｔａｓは、同期的に決定される時間Ｔｒｅｆと等しいこと
になる。従って、変調パルスは、時間、集積回路の温度、及び損耗によって変化
しない持続時間Ｔａｓを有する。持続時間Ｔａｓは、“擬似同期”として定義さ
れることができ、集積回路ＩＣ１が、クロック信号Ｈの周期的な停止にかかわら
ず、放出―受信ステーションのデータと同期のままであることを許容する。発明
のこの側面が、異なり得る、コンデンサＣｒｅｆ、Ｃａｓ、及び充電電流の値に
関し、種々の選択肢を有しそうであることは明らかである。また、持続時間Ｔａ
ｓは、Ｔｒｅｆの倍数、または約数であり得る。重要なことは、コンデンサＣｒ
ｅｆは同期的な方法で充電され、時間が経過する時、コンデンサＣｒｅｆの充電
電流と、コンデンサＣａｓの充電電流間の比率は一定のままである、ということ
である。
【００４７】 他方、集積回路ＩＣ１の全ての同期要素は、非同期動作期間中はＯＦＦであり
、集積回路ＩＣ１の電気消費量は、充電電流Ｉｒｅｆと、実質的にゼロに等しい
消費量である、約１マイクロアンペアの、整流ブリッジＰｄにより消費される電
流とに制限されることが明らかである。従って、発明は、負荷変調期間中の、遠
隔操作可能な集積回路の消費量の問題を、効果的に解決する。集積回路ＩＣ１に
関する通信距離は、その最大値に至り、データ放出―受信ステーションのアンテ
ナコイルの放出電力により決定される。
【００４８】 （シーケンス回路ＷＬＣＣの実施の形態の例） 図７は、信号ＤＴXの２進期間Ｔｂが、クロックＨの１６サイクル、つまり、
８４７ｋＨｚのクロックＨの周波数に対し、約５２ｋＨｚの２進クロック周波数
Ｈｂにより構成される場合の、シーケンス回路ＷＬＣＣの簡単な実施の形態の例
を示している。シーケンス回路ＷＬＣＣは、信号ＤＴXのパルス・ミラー・コー
ディングを行う、従来のコード化回路ＭＬＰにより実行され、信号ＤＴXの、マ
ンチェスター・コーディング中間信号Ｓ１への変形が暗示されている。従来通り
、回路ＭＬＰは、入力として、シフトレジスタＳＨＲＧに格納されている、信号
ＤＴXの三つのビットｂｎ、ｂｎ＋１、ｂｎ＋２と、２進クロックＨｂの各新し
いサイクルにおける新しいビットである、一つのビットを受信する。さらに、従
来通り、回路ＭＬＰは、それぞれ、２進期間Ｈｂの４分の１と２進期間Ｈｂの２
分の１が達成されたことを示す、信号ＳｑとＳｈを、入力として受信する。ビッ
トＳｑは、ここでは、クロック信号Ｈにより駆動し、四つの出力ビットｂ０、ｂ
１、ｂ２、ｂ３、により構成される、４ビットのカウンタＣＰ１の出力において
取得される、ビットｂ２である。ビットＳｈは、ビットｂ３である。
【００４９】 ここでは２進期間Ｔｂの半分、つまり、８クロックサイクルを表す、非同期期
間中のクロック信号のロスを補正するため、カウンタＣＰ１は、インプットＲＳ
Ｔにおける各リセットの後、８に等しいオフセット値から、各新しいカウントを
始めるよう取り決められている。同じ理由から、期間Ｔｂの２進クロック信号Ｈ
ｂは、従来技術における１６サイクルに代わり、クロックＨの毎８サイクル、ク
ロック信号Ｈｂを提供する、カウンタＣＰ２により供給される。
【００５０】 回路ＭＬＰのパルス・ミラー出力は、クロック信号Ｈにより同期化されたラッ
チＤ６の入力Ｄに加えられる。ラッチＤ６の出力Ｑは、ラッチＳＲ１の入力Ｓと
、カウンタＣＰ１のリセット入力ＲＳＴとに加えられる。ラッチＳＲ１の出力Ｑ
は、ラッチＤ７の入力と、もう一方の入力でラッチＤ７の出力Ｑを受信する、Ｏ
ＲゲートＯＲ１の入力に加えられる。ゲートＯＲ１の出力は、ＡＮＤゲートＡＤ
１の入力と、ＯＲゲートＯＲ２の反転入力に送信される。ゲートＡＤ１は、また
、反転入力において、ゲートＯＲ２の出力を受信する。比較器ＣＭＰ（図５）に
より供給される信号ＯＵＴＣＭＰは、それぞれ、ゲートＯＲ２の入力、ラッチＤ
７のクロック入力ＣＫ、ラッチＳＲ１の入力Ｒ、及びラッチＤ６のリセット入力
ＲＳＴに加えられる。
【００５１】 信号Ｓｌｍ４は、ラッチＤ６の出力において取得され、クロック禁止信号ＣＫ
ＥＮは、ゲートＯＲ１の出力において取得され、信号ＩＮＩＴ２は、ゲートＡＤ
１の出力において取得され、信号ＲＳＴ２は、ゲートＯＲ２の出力において取得
される。
【００５２】 （パルスの送信） 負荷変調パルスの開始は、コーダＭＬＰにより誘発され、ラッチＤ６によって
クロックＨと同期化される。パルスが放出される時（Ｓｌｍ４＝１）、カウンタ
ＣＰ１はオフセット値に戻され、ラッチＤ６及びＳＲ１のＱ出力は、１に切り換
わる。信号ＣＫＥＮ及びＩＮＩＴ２は、１に切り換わり、信号ＲＳＴ２は０に切
り換わる。
【００５３】 （パルスの終了） 変調パルスの終了は、時間Ｔａｓ＝Ｔｒｅｆの後、信号ＯＵＴＣＭＰの１への
切り換えにより誘発される。コンデンサＣａｓが放電されるまで、ラッチＤ６は
リセットされ、信号ＲＳＴ２は、一時的に１に設定される。
【００５４】 （非同期期間の延長） パルスの終わりに、ラッチＳＲ１は、０に切り換わるが、ラッチＤ７の出力Ｑ
は、１に切り換わり、信号ＣＫＥＮが１で維持されることを許容する。コンデン
サＣａｓの、第二の充電サイクルの終わりに、信号ＯＵＴＣＯＭＰは、二度目に
、１に切り換わり、ラッチＤ７の出力は０に切り換わり、そのため信号ＣＫＥＮ
は０に切り換わる。クロック信号Ｈは再放出され、カウンタＣＰ１は再活性化さ
れる。
【００５５】 （同期期間：Ｃｒｅｆの初期化） シーケンス回路ＷＬＣＣは、クロック信号Ｈにより駆動し、信号ＣＫＥＮをリ
セット入力ＲＳＴで受信する、カウンタＣＰ３により構成される。あるカウント
値、例えば“３”が達成されると、カウンタＣＰ３は、同期期間の開始において
リセットされた後、その出力を一度だけ１に設定する。カウンタＣＰ３の出力は
、論理単安定回路ＭＳＴ、及び論理遅延線ＤＬに加えられる。単安定回路は、信
号ＲＳＴ１を、パルスの形で供給し、遅延線ＤＬは、パルスＲＳＴ１の後、信号
ＩＮＩＴ１を供給する。
【００５６】 （発明の他の方法） 本発明が、種々の選択肢、及び改善を有しそうであることは、当業者にとって
明らかであろう。
【００５７】 一方では、パルス・ミラー・コーディング、及び信号Ｓ１のマンチェスター・
コーディングの使用は、非限定的な例によってのみ提供されてきた。一般的に、
信号Ｓ１は、各２進期間Ｔｂにおける、少なくとも一つの変異エッジにより構成
される、いかなるコード化形式をも有し得る。また、この変異エッジは、上記の
ように、期間Ｔｂの半分において決定される代わりに、期間Ｔｂの４分の１、期
間Ｔｂの４分の３、…において決定される。
【００５８】 他方では、コンデンサの充電または放電による、発明に係る非同期時間基準シ
ステムの、他の選択的な実施の形態を提供することは、当業者の技術範囲内にあ
る。
【００５９】 さらに、選択的な実施の形態は、コンデンサＣａｓの充電サイクルを、必要な
だけ更新することで、非同期期間の持続時間を延長させることに存する。実際、
二つのパルス間の持続時間Ｔｉに依存する、不同の持続時間の、種々の同期動作
期間Ｔｓ１、Ｔｓ２、Ｔｓ３が、図６Ｂに見られる。より長い同期期間Ｔｓ２、
Ｔｓ３は、従って、コンデンサＣａｓの、幾つかの充電サイクルを連結すること
で、短縮され、最も短い同期期間Ｔｓ１の持続時間に至らせられる。実際には、
同期動作期間の持続時間は、従って、最小限、つまりメモリＭＥＭにおけるビッ
トを読み取り、そのビットをシーケンス回路ＷＬＣＣに伝送することに要する時
間、及びシーケンス回路ＷＬＣＣが次の変調パルスの位置を算定することに要す
る時間に減じられる。例えば、上記読み取り、伝送、及び算定動作を行うために
は、２進クロックＨｂの各期間Ｔｂにおいて、ここで放出される、１６個のクロ
ックパルスＨのうち、一般的に、４個または５個のみで十分である。二つのパル
ス間の持続時間Ｔｉによる、非同期期間持続時間の制御は、シーケンス論理回路
により、シフトレジスタＳＨＲＧ内に存在する、ｂｎ、ｂｎ＋１、ｂｎ＋２の値
を用い、放出されたパルスと次のパルス間の持続時間Ｔｉを算定し、次のパルス
の前に行われ得る、コンデンサＣａｓの充電サイクルの最大数を決定して、簡単
な方法で得られる。
【００６０】 最後に、本発明は、概して、誘導により伝送されるエネルギーと、集積回路に
より消費されるエネルギー間の比率を向上させることを目的としているが、上記
パルスによる負荷変調、及びパルス持続時間の非同期決定の技術は、データ放出
―受信ステーションと同期的に動作するが、独自の供給源により構成される、遠
隔操作可能な集積回路に適している。他方で、発明は、磁場の振幅の１００％を
表す変調の深さが提供されることを許容し、受信時の信号／ノイズ比率を向上さ
せる。本発明は、また、いかなるタイプのクロック抽出回路、例えば、交流誘導
電圧を受信するための、負荷変調コイルとは異なるコイルを使用するもの等にも
適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 遠隔操作可能な集積回路の従来の構造をブロック形状で示す図である。
【図２】 二つの従来の負荷変調方法を示す、電気信号のタイミング図である。
【図３】 本発明に係る負荷変調方法の一般原則を示す、電気信号のタイミング図である
。
【図４】 本発明に係る方法の好ましい実施の形態を示す、電気信号のタイミング図であ
る。
【図５】 図５の負荷変調装置により構成される、遠隔操作可能な集積回路の電気図であ
る。
【図６】 本発明に係る負荷変調装置において現れる、種々の電気信号のタイミング図で
ある。
【図７】 図５にブロック形状で表された、論理回路の電気図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミシェル マルタン フランス国 Ｆ−13840 ローニュ シュ マン デ デュンヌ カルティエ レ モ ヴァール (72)発明者 フランソワ ベルギニァン フランス国 Ｆ−13100 エクス アン プロヴァンス シュマン デ プレ ル ルヴェスト−リグリーヌ 320 Ｆターム(参考） 5B035 AA05 BB09 CA11

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アンテナコイル（Ｌｓ）の負荷を変調する装置（ＬＭＣ）と
    、 クロック（Ｈ）を抽出する装置（ＣＥＣ１）と、伝送される２進信号（ＤＴX
    ）に応じて負荷変調信号を供給する手段とを備え、 少なくとも一つのコンデンサ（Ｃａｓ）の充電または放電により、持続時間が
    非同期的に検査される一連の負荷変調パルス（Ｉ１〜Ｉｎ）より成る、パルス負
    荷変調信号（Ｓｌｍ４）を有する、 ことを特徴とする遠隔操作可能な集積回路（ＩＣ１）。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の集積回路において、 上記集積回路は、少なくとも負荷変調パルスの放出中は、上記クロック（Ｈ）
    抽出装置（ＣＥＣ１）を制止する手段（ＷＬＣＣ、ＩＮＶ１、Ｔ５、Ｔ６）を備
    えた、 ことを特徴とする集積回路。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の集積回路において、 上記パルス変調信号（Ｓｌｍ４）を供給する上記手段（ＣＣ１）は、 少なくとも二つのコンデンサ（Ｃｒｅｆ、Ｃａｓ）と、 負荷変調パルスの放出前に、設定数のクロックサイクル（Ｈ）により決定され
    た時間（Ｔｒｅｆ）の間、定電流（Ｉｒｅｆ）を有する第一コンデンサ（Ｃｒｅ
    ｆ）を充電し、 パルスの放出中に、定電流（Ｉｒｅｆ）を有する第二コンデンサ（Ｃａｓ）を
    充電し、 上記第二コンデンサの充電電圧（Ｖａｓ）が、上記第一コンデンサの端子にお
    ける電圧（Ｖｒｅｆ）と等しくなると、パルスの放出を停止しする手段（ＷＬＣ
    Ｃ、ＣＧ１、ＣＭＰ、Ｄ６、ＳＲ１、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）とを備えた、 ことを特徴とする集積回路。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の集積回路において、 上記集積回路は、 上記伝送される２進信号（ＤＴX）を、上記２進信号の各ビットにおいて、少
    なくとも上昇または下降変異エッジを提供する、２進コード化信号（Ｓ１）に変
    形し、 上記２進コード化信号（Ｓ１）の変異エッジを、上記伝送される２進信号（Ｄ
    ＴX）のビットの持続時間（Ｔｂ）に比べ、短い持続時間の上記負荷変調パルス
    （Ｉ１〜Ｉｎ）に変形する手段（ＷＬＣＣ）を備えた、 ことを特徴とする集積回路方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の集積回路において、 上昇または下降の、同一タイプのみの、上記２進コード化信号（Ｓ１）の変異
    エッジは、上記パルス変調信号を供給する上記手段（ＣＣ１）により、負荷変調
    パルスに変形される、 ことを特徴とする集積回路方法。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の集積回路において、 上記変調信号（Ｓｌｍ４）は、交流信号パルスより成る負荷変調信号を形成す
    るため、交流信号（Ｆｓｃ）と結合する、 ことを特徴とする集積回路。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の集積回路において、 上記負荷変調パルスは、上記伝送される２進信号（ＤＴX）のビットの持続時
    間の４分の１より短い、あるいはそれと同等の持続時間（Ｔａｓ）を有する。 ことを特徴とする集積回路。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の集積回路において、 上記クロック抽出装置（ＣＥＣ１）は、負荷変調パルスの放出後、少なくとも
    負荷変調パルスの持続時間と同等の時間（Ｔｒｅｆ、Ｔａｓ）、制止状態に維持
    される、 ことを特徴とする集積回路。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の集積回路において、 上記クロック抽出装置（ＣＥＣ１）は、上記アンテナコイル（Ｌｓ）において
    誘導された交流電圧（Ｖａｃ）から、クロック信号（Ｈ）を抽出するよう配置さ
    れている、 ことを特徴とする集積回路。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の集積回路において、 上記集積回路は、上記アンテナコイル（Ｌｓ）において誘導された上記交流電
    圧（Ｖａｃ）から、直流供給電圧（Ｖｃｃ）を抽出する手段（Ｐｄ、Ｃ２）を備
    えた、 ことを特徴とする集積回路。
  11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載の集積回路において
    、 上記クロック抽出装置（ＣＥＣ１）を制止する手段は、上記抽出装置（ＣＥＣ
    １）の電源を切る手段（Ｔ５、Ｔ６）を備えた、 ことを特徴とする集積回路。
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