JP2007142873A - Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card - Google Patents

Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card Download PDF

Info

Publication number
JP2007142873A
JP2007142873A JP2005334701A JP2005334701A JP2007142873A JP 2007142873 A JP2007142873 A JP 2007142873A JP 2005334701 A JP2005334701 A JP 2005334701A JP 2005334701 A JP2005334701 A JP 2005334701A JP 2007142873 A JP2007142873 A JP 2007142873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
pulse
signal
binarization
induced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005334701A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Honma
友之 本間
Satoshi Baba
聡 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2005334701A priority Critical patent/JP2007142873A/en
Publication of JP2007142873A publication Critical patent/JP2007142873A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carrier extraction circuit, a RF tag, and a contactless IC card capable of avoiding a malfunction of an internal circuit even when a change in the amplitude of an AC signal induced in an antenna is great. <P>SOLUTION: The carrier extraction circuit connectable to the antenna receiving an electromagnetic wave, in one terminal a of which a first AC signal INa is induced and in the other terminal b of which a second AC signal INb inverse to the first AC signal INa is induced, includes a binary circuit 31a for binarizing the first and second AC signals INa, INb to output first and second binary pulses BINP, BINM; a pulse generating circuit 32 for generating a first trigger pulse TRGP synchronously with the first binary pulse BINP and generating a second trigger pulse TRGM synchronously with the second binary pulse BINM; and an output circuit 33a for receiving the first and second trigger pulses TRGP, TRGM and outputting a clock CLK with a fixed duty ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リーダ・ライタ(R/W)との電磁結合により電力を得るRFタグ及び非接触ICカードに関し、特にアンテナに誘起される交流信号(キャリア)を抽出可能なキャリア抽出回路、RFタグ、及び非接触ICカードに関する。   The present invention relates to an RF tag and a non-contact IC card that obtains electric power by electromagnetic coupling with a reader / writer (R / W), and in particular, a carrier extraction circuit that can extract an AC signal (carrier) induced in an antenna, and an RF tag And a non-contact IC card.

RFタグや非接触ICカードでは、電源を搭載しないことや筐体の制約から、水晶発振器などによって高精度なクロックを得ることが難しい。このため、アンテナが受信した電磁波(磁界)から受信キャリアを抽出して内部回路の動作クロックとする方法が用いられることがある。この場合、アンテナの一端に誘起した主キャリアによる交流信号を二値化するインバータと、二値化された交流信号を1/2分周する1/2分周回路が備えられる(例えば、特許文献1参照。)。   In RF tags and non-contact IC cards, it is difficult to obtain a high-accuracy clock using a crystal oscillator or the like due to a lack of a power supply and restrictions on the housing. For this reason, a method of extracting a reception carrier from an electromagnetic wave (magnetic field) received by an antenna and using it as an operation clock of an internal circuit may be used. In this case, an inverter that binarizes the AC signal generated by the main carrier induced at one end of the antenna and a 1/2 frequency divider that divides the binarized AC signal by 1/2 are provided (for example, Patent Documents). 1).

アンテナに誘起される交流信号の振幅は、受信距離によって大きく変化するため、閾値電圧Vthが固定であるインバータで二値化すると、クロックのデューティ比が変動する。更に、二値化された交流信号を1/2分周することでクロックの周波数がキャリア周波数の1/2となるため、内部回路の高速動作化の妨げとなる。また、クロックのデューティ比の変動に起因して、内部回路の誤動作が生じる恐れがあり、信頼性の高いRFタグ及び非接触ICカードを実現できない。
特開2002−269517号公報(図6)
Since the amplitude of the AC signal induced in the antenna varies greatly depending on the reception distance, if the signal is binarized by an inverter having a fixed threshold voltage Vth, the clock duty ratio varies. Furthermore, since the frequency of the clock becomes 1/2 of the carrier frequency by dividing the binarized AC signal by 1/2, this hinders the high-speed operation of the internal circuit. In addition, the internal circuit may malfunction due to fluctuations in the duty ratio of the clock, and a highly reliable RF tag and non-contact IC card cannot be realized.
JP 2002-269517 A (FIG. 6)

本発明は、アンテナに誘起される交流信号の振幅の変化が大きい場合においても内部回路の誤動作を回避可能なキャリア抽出回路、RFタグ、及び非接触ICカードを提供する。   The present invention provides a carrier extraction circuit, an RF tag, and a non-contact IC card that can avoid malfunction of an internal circuit even when a change in the amplitude of an AC signal induced in an antenna is large.

本発明の一態様によれば、電磁波を受信することで第1の交流信号が一端に誘起され、第1の交流信号と逆相の第2の交流信号が他端に誘起されるアンテナと接続可能なキャリア抽出回路であって、第1及び第2の交流信号を二値化して第1及び第2の二値化パルスを出力する二値化回路と、第1の二値化パルスに同期して第1のトリガパルスを生成し、第2の二値化パルスに同期して第2のトリガパルスを生成するパルス生成回路と、第1及び第2のトリガパルスを入力として、デューティ比固定のクロックを出力する出力回路とを備えるキャリア抽出回路が提供される。   According to one aspect of the present invention, a first AC signal is induced at one end by receiving electromagnetic waves, and a second AC signal having a phase opposite to that of the first AC signal is induced at the other end. A possible carrier extraction circuit, which binarizes first and second AC signals and outputs first and second binarized pulses and is synchronized with the first binarized pulse The first trigger pulse is generated, the second trigger pulse is generated in synchronization with the second binarization pulse, and the duty ratio is fixed with the first and second trigger pulses as inputs. A carrier extraction circuit is provided that includes an output circuit that outputs the clock of the carrier.

本発明の他の態様によれば、電磁波を受信することで第1の交流信号が一端に誘起され、第1の交流信号と逆相の第2の交流信号が他端に誘起されるアンテナと、第1及び第2の交流信号を二値化して第1及び第2の二値化パルスを出力する二値化回路と、第1の二値化パルスに同期して第1のトリガパルスを生成し、第2の二値化パルスに同期して第2のトリガパルスを生成するパルス生成回路と、第1及び第2のトリガパルスを入力として、デューティ比固定のクロックを出力する出力回路と、クロックに同期して動作する内部回路とを備えるRFタグが提供される。   According to another aspect of the present invention, an antenna in which a first AC signal is induced at one end by receiving an electromagnetic wave, and a second AC signal having a phase opposite to the first AC signal is induced at the other end; A binarization circuit that binarizes the first and second AC signals and outputs the first and second binarization pulses, and a first trigger pulse in synchronization with the first binarization pulse. A pulse generation circuit that generates and generates a second trigger pulse in synchronization with the second binarization pulse; and an output circuit that outputs a clock with a fixed duty ratio by using the first and second trigger pulses as inputs An RF tag including an internal circuit that operates in synchronization with a clock is provided.

本発明の更に他の態様によれば、電磁波を受信することで第1の交流信号が一端に誘起され、第1の交流信号と逆相の第2の交流信号が他端に誘起されるアンテナと、第1及び第2の交流信号を二値化して第1及び第2の二値化パルスを出力する二値化回路と、第1の二値化パルスに同期して第1のトリガパルスを生成し、第2の二値化パルスに同期して第2のトリガパルスを生成するパルス生成回路と、第1及び第2のトリガパルスを入力として、デューティ比固定のクロックを出力する出力回路と、クロックに同期して動作する内部回路とを備える非接触ICカードが提供される。   According to still another aspect of the present invention, an antenna in which a first AC signal is induced at one end by receiving an electromagnetic wave and a second AC signal having a phase opposite to that of the first AC signal is induced at the other end. A binarization circuit that binarizes the first and second AC signals and outputs the first and second binarization pulses, and a first trigger pulse in synchronization with the first binarization pulse Generating circuit that generates a second trigger pulse in synchronization with the second binarization pulse, and an output circuit that outputs a clock with a fixed duty ratio by using the first and second trigger pulses as inputs And a non-contact IC card provided with an internal circuit that operates in synchronization with the clock.

本発明によれば、アンテナに誘起される交流信号の振幅の変化が大きい場合においても内部回路の誤動作を回避可能なキャリア抽出回路、RFタグ、及び非接触ICカードを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a carrier extraction circuit, an RF tag, and a non-contact IC card that can avoid malfunction of the internal circuit even when the change in the amplitude of the AC signal induced in the antenna is large.

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings in the following embodiments, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

本発明の実施形態に係るRFタグ1は、図1に示すように、アンテナ11及びアンテナ11に接続されるIC12を備える。RFタグ1としては、カード型の形状に限らず、箱型、円筒型、円盤型、スティック型、又はラベル型等の形状を採用可能である。アンテナ11は、実装上は、例えばIC12を取り囲むようにして形成される。IC12は、キャリア抽出回路121a、整流回路122、定電圧回路123、復調回路124、及び内部回路125を備える。キャリア抽出回路121aは、内部回路125の動作クロックとしてのクロックCLKを生成するため、アンテナ11がR/W2から受信した電磁波のキャリア成分を抽出する。R/W2側のアンテナ22との電磁結合によって、RFタグ1において第1の交流信号INaがアンテナ11の一端aに誘起され、第1の交流信号INaと逆相の第2の交流信号INbがアンテナ11の他端bに誘起される。二値化回路31aは、第1及び第2の交流信号INa,INbを二値化して第1及び第2の二値化パルスBINP,BINMを出力する。パルス生成回路32は、第1の二値化パルスBINPに同期して第1のトリガパルスTRGPを生成し、第2の二値化パルスBINMに同期して第2のトリガパルスTRGMを生成する。出力回路33aは、第1及び第2のトリガパルスTRGP,TRGMを入力として、デューティ比固定のクロックCLKを出力する。   As shown in FIG. 1, the RF tag 1 according to the embodiment of the present invention includes an antenna 11 and an IC 12 connected to the antenna 11. The RF tag 1 is not limited to a card type shape, and may be a box type, a cylindrical type, a disk type, a stick type, a label type, or the like. For example, the antenna 11 is formed so as to surround the IC 12. The IC 12 includes a carrier extraction circuit 121a, a rectifier circuit 122, a constant voltage circuit 123, a demodulation circuit 124, and an internal circuit 125. The carrier extraction circuit 121a extracts the carrier component of the electromagnetic wave received by the antenna 11 from the R / W 2 in order to generate the clock CLK as the operation clock of the internal circuit 125. Due to the electromagnetic coupling with the antenna 22 on the R / W2 side, the first AC signal INa is induced in the RF tag 1 at one end a of the antenna 11, and the second AC signal INb having a phase opposite to the first AC signal INa is generated. It is induced at the other end b of the antenna 11. The binarization circuit 31a binarizes the first and second AC signals INa and INb and outputs first and second binarization pulses BINP and BINM. The pulse generation circuit 32 generates a first trigger pulse TRGP in synchronization with the first binarization pulse BINP, and generates a second trigger pulse TRGM in synchronization with the second binarization pulse BINM. The output circuit 33a receives the first and second trigger pulses TRGP and TRGM and outputs a clock CLK with a fixed duty ratio.

このようにキャリア抽出回路121aが、アンテナ11の両端a,bにおいて発生する各交流信号INa,INbを利用することで、交流信号INa,INbの振幅変動と無関係に良好なデューティ比を有するクロックCLKを生成可能としている。   In this way, the carrier extraction circuit 121a uses the AC signals INa and INb generated at both ends a and b of the antenna 11, so that the clock CLK having a good duty ratio regardless of the amplitude fluctuation of the AC signals INa and INb. Can be generated.

また、アンテナ11の一端aに誘起された第1の交流信号INaは、IC12の端子13を介して整流回路122及び二値化回路31aに供給される。同様に、RFタグ1側のアンテナ11の他端bに誘起された第2の交流信号INbは、IC12の端子13を介して整流回路122及び二値化回路31aに供給される。   The first AC signal INa induced at one end a of the antenna 11 is supplied to the rectifier circuit 122 and the binarization circuit 31a through the terminal 13 of the IC 12. Similarly, the second AC signal INb induced at the other end b of the antenna 11 on the RF tag 1 side is supplied to the rectifier circuit 122 and the binarization circuit 31a via the terminal 13 of the IC 12.

整流回路122は、第1及び第2の交流信号INa,INbを整流して、整流信号RECを定電圧回路123及び復調回路124に出力する。定電圧回路123は、整流信号RECを定電圧化(直流電圧化)することで内部動作電圧VDDを生成する。生成された内部動作電圧VDDは、キャリア抽出回路121a、復調回路124、及び内部回路125の電源電圧として用いられ、この結果バッテリレス動作が実現される。   The rectifier circuit 122 rectifies the first and second AC signals INa and INb and outputs the rectified signal REC to the constant voltage circuit 123 and the demodulator circuit 124. The constant voltage circuit 123 generates the internal operating voltage VDD by making the rectified signal REC constant (DC voltage). The generated internal operation voltage VDD is used as a power supply voltage for the carrier extraction circuit 121a, the demodulation circuit 124, and the internal circuit 125, and as a result, a batteryless operation is realized.

更に、復調回路124は、整流信号RECから受信データを復調して、復調した受信データを内部回路125に伝達する。内部回路125は、例えば図示を省略する論理回路、ROM、及びRAMを備える。ROMは論理回路において実行される認証処理等を実行するためのプログラムを格納する。これに対してRAMは、論理回路におけるプログラム実行処理中に利用されるデータ等の格納領域及び作業領域として利用される。   Further, the demodulation circuit 124 demodulates the reception data from the rectified signal REC and transmits the demodulated reception data to the internal circuit 125. The internal circuit 125 includes a logic circuit, a ROM, and a RAM (not shown), for example. The ROM stores a program for executing an authentication process or the like executed in the logic circuit. On the other hand, the RAM is used as a storage area and a work area for data used during program execution processing in the logic circuit.

尚、R/W2に対するデータ送信時においてはロードスイッチング方式が利用される。ロードスイッチング方式とは、RFタグ1側のアンテナ11のインピーダンスを変化させることで、R/W2側のアンテナ22の負荷を増減させるものである。この結果、R/W2側のアンテナ22においてキャリア振幅の変動が、RFタグ1からの送信データとして検出される。   Note that a load switching method is used when data is transmitted to the R / W2. In the load switching method, the load on the antenna 22 on the R / W2 side is increased or decreased by changing the impedance of the antenna 11 on the RF tag 1 side. As a result, carrier amplitude fluctuation is detected as transmission data from the RF tag 1 in the antenna 22 on the R / W 2 side.

以下に、図2を参照して、図1に示したアンテナ11、整流回路122、二値化回路31a、パルス生成回路32、及び出力回路33aの具体的な構成例について説明する。アンテナ11は、例えばコイル(受電コイル)L1とコンデンサCからなる並列共振回路として構成される。整流回路122は、ブリッジ接続された第1〜第4ダイオードD1〜D4からなるダイオードブリッジとして構成されている。 A specific configuration example of the antenna 11, the rectifier circuit 122, the binarization circuit 31a, the pulse generation circuit 32, and the output circuit 33a illustrated in FIG. 1 will be described below with reference to FIG. The antenna 11 is configured as a parallel resonant circuit including a coil (power receiving coil) L 1 and a capacitor C, for example. The rectifier circuit 122 is configured as a diode bridge including first to fourth diodes D 1 to D 4 that are bridge-connected.

二値化回路31aは、第1及び第2のp型チャネルのMOSトランジスタ(以下、単に「pMOSトランジスタ」という。)P1,P2と、第1及び第2のn型チャネルのMOSトランジスタ(以下、単に「nMOSトランジスタ」という。)N1,N2と、2つのインバータ311,312とを備える。第1のpMOSトランジスタP1及び第1のnMOSトランジスタN1の各ゲートが端子13に接続され、第2のpMOSトランジスタP2及び第2のnMOSトランジスタN2の各ゲートが端子14に接続される。第1のpMOSトランジスタP1及び第1のnMOSトランジスタN1の各ドレインの接続ノードn1がインバータ311の入力に接続され、第2のpMOSトランジスタP2及び第2のnMOSトランジスタN2の各ドレインの接続ノードn2がインバータ312の入力に接続される。 The binarization circuit 31 a includes first and second p-type channel MOS transistors (hereinafter simply referred to as “pMOS transistors”) P 1 and P 2, and first and second n-type channel MOS transistors ( Hereinafter, it is simply referred to as “nMOS transistor”.) N 1 and N 2 and two inverters 311 and 312 are provided. The gates of the first pMOS transistor P 1 and the first nMOS transistor N 1 are connected to the terminal 13, and the gates of the second pMOS transistor P 2 and the second nMOS transistor N 2 are connected to the terminal 14. . Connection node n 1 of the first pMOS transistor P 1 and the first of each drain of the nMOS transistor N 1 is connected to the input of an inverter 311, a second pMOS transistor P 2 and second drains of the nMOS transistor N 2 the connection node n 2 is connected to the input of inverter 312.

また、第1のpMOSトランジスタP1及び第1のnMOSトランジスタN1により第1のCMOSインバータが構成され、第2のpMOSトランジスタP2及び第2のnMOSトランジスタN2により第2のCMOSインバータが構成される。第1及び第2のCMOSインバータの各閾値電圧Vthは、例えば1/2VDD程度に設計される。インバータ311,312は、第1及び第2の二値化パルスBINP,BINMの波形整形のために用いられているが、インバータ311,312を不要とすることも可能である。 The first pMOS transistor P 1 and the first nMOS transistor N 1 constitute a first CMOS inverter, and the second pMOS transistor P 2 and the second nMOS transistor N 2 constitute a second CMOS inverter. Is done. Each threshold voltage Vth of the first and second CMOS inverters is designed to be about ½ VDD, for example. The inverters 311 and 312 are used for waveform shaping of the first and second binarized pulses BINP and BINM, but the inverters 311 and 312 can be omitted.

接続ノードn1には、第1の交流信号INaを二値化及び反転した信号が発生する。接続ノードn2には、第2の交流信号INbを二値化及び反転した信号が発生する。インバータ311は、接続ノードn1で発生した信号の論理を反転して第1の二値化パルスBINPを出力する。インバータ312は、接続ノードn2で発生した信号の論理を反転して第2の二値化パルスBINMを出力する。したがって、第1及び第2の交流信号INa,INbの各周波数と等しい周波数をそれぞれ有する第1及び第2の二値化パルスBINP,BINMが得られる。 A signal obtained by binarizing and inverting the first AC signal INa is generated at the connection node n 1 . A signal obtained by binarizing and inverting the second AC signal INb is generated at the connection node n 2 . The inverter 311 inverts the logic of the signal generated at the connection node n 1 and outputs the first binarized pulse BINP. Inverter 312 inverts the logic of the signal generated at connection node n 2 and outputs a second binarized pulse BINM. Therefore, first and second binarized pulses BINP and BINM having frequencies equal to the frequencies of the first and second AC signals INa and INb are obtained.

パルス生成回路32は、第1及び第2の遅延回路321,322と、第1及び第2のNAND回路323,324とを備える。第1及び第2の遅延回路321,322の入力は、インバータ311,312の出力にそれぞれ接続される。第1のNAND回路323の入力は、インバータ311及び第1の遅延回路321の各出力に接続される。第2のNAND回路324の入力は、インバータ312及び第2の遅延回路322の各出力に接続される。   The pulse generation circuit 32 includes first and second delay circuits 321 and 322, and first and second NAND circuits 323 and 324. The inputs of the first and second delay circuits 321 and 322 are connected to the outputs of the inverters 311 and 312, respectively. The input of the first NAND circuit 323 is connected to each output of the inverter 311 and the first delay circuit 321. The input of the second NAND circuit 324 is connected to the outputs of the inverter 312 and the second delay circuit 322.

第1の遅延回路321は、第1の二値化パルスBINPを一定時間遅延させる。第1のNAND回路323は、第1の二値化パルスBINPと、第1の遅延回路321の出力信号の反転信号とをNAND演算する。この結果、第1の遅延回路321の出力信号がロウ(L)レベル且つ第1の二値化パルスBINPがハイ(H)レベルの期間にのみ第1のトリガパルスTRGPがLレベルとなる。   The first delay circuit 321 delays the first binarized pulse BINP for a certain time. The first NAND circuit 323 performs NAND operation on the first binarized pulse BINP and the inverted signal of the output signal of the first delay circuit 321. As a result, the first trigger pulse TRGP becomes L level only when the output signal of the first delay circuit 321 is low (L) level and the first binarization pulse BINP is high (H) level.

同様に、第2の遅延回路322は、第2の二値化パルスBINMを一定時間遅延させる。第2のNAND回路324は、第2の二値化パルスBINMと、第2の遅延回路322の出力信号の反転信号とをNAND演算する。この結果、第2の遅延回路322の出力信号がLレベル且つ第2の二値化パルスBINMがHレベルの期間にのみ第2のトリガパルスTRGMがLレベルとなる。   Similarly, the second delay circuit 322 delays the second binarized pulse BINM for a certain time. The second NAND circuit 324 performs NAND operation on the second binarized pulse BINM and the inverted signal of the output signal of the second delay circuit 322. As a result, the second trigger pulse TRGM becomes L level only during the period when the output signal of the second delay circuit 322 is L level and the second binarized pulse BINM is H level.

出力回路33aは、第1及び第2のNAND回路331,332を具備するRSラッチ回路として構成される。出力回路33aの第1のNAND回路331の入力は、パルス生成回路32の第1のNAND回路323の出力、及び出力回路33aの第2のNAND回路332の出力に接続される。出力回路33aの第2のNAND回路332の入力は、パルス生成回路32の第2のNAND回路324の出力、及び出力回路33aの第1のNAND回路331の出力に接続される。出力回路33aの第1のNAND回路331の出力信号は、図1に示した内部回路125へのクロックCLKとして用いられる。   The output circuit 33 a is configured as an RS latch circuit including first and second NAND circuits 331 and 332. The input of the first NAND circuit 331 of the output circuit 33a is connected to the output of the first NAND circuit 323 of the pulse generation circuit 32 and the output of the second NAND circuit 332 of the output circuit 33a. The input of the second NAND circuit 332 of the output circuit 33a is connected to the output of the second NAND circuit 324 of the pulse generation circuit 32 and the output of the first NAND circuit 331 of the output circuit 33a. The output signal of the first NAND circuit 331 of the output circuit 33a is used as a clock CLK to the internal circuit 125 shown in FIG.

よって、出力回路33aにおいては、第1及び第2のトリガパルスTRGP,TRGMの合成周波数を1/2分周するのと同様の動作が行われる。したがって、良好なデューティ比を有し、第1及び第2の交流信号INa,INbの各周波数に等しい周波数を有するクロックCLKを生成可能なキャリア抽出回路121aが構成される。   Therefore, the output circuit 33a performs the same operation as dividing the combined frequency of the first and second trigger pulses TRGP and TRGM by 1/2. Therefore, a carrier extraction circuit 121a that has a good duty ratio and can generate a clock CLK having a frequency equal to each frequency of the first and second AC signals INa and INb is configured.

以下に、図3及び図4に示すタイムチャートを参照して、キャリア抽出回路121aの動作を説明する。先ず、図3を用いて、図1に示すR/W2及びRFタグ1間の距離が比較的遠い場合、即ち第1及び第2の交流信号INa,INbの各振幅が比較的小さい場合について説明する。図3(a)に示すように、第1及び第2の交流信号INa,INbは、振幅が等しく、位相が逆相(180°シフト)の関係となっている。   The operation of the carrier extraction circuit 121a will be described below with reference to the time charts shown in FIGS. First, the case where the distance between the R / W 2 and the RF tag 1 shown in FIG. 1 is relatively long, that is, the case where the amplitudes of the first and second AC signals INa and INb are relatively small will be described with reference to FIG. To do. As shown in FIG. 3A, the first and second AC signals INa and INb have the same amplitude and the opposite phases (180 ° shift).

(A1)先ず、図3の時刻t2〜t3の期間において、図3(a)に示す第1の交流信号INaの振幅が閾値電圧Vthを超え、二値化回路31aが、図3(b)に示す第1の二値化パルスBINPをLレベルからHレベルに立ち上げる。この結果、図3(c)に示すように、パルス生成回路32が、時刻t2から一定期間においてLレベルの第1のトリガパルスTRGPを生成する。出力回路33aは、第1のトリガパルスTRGPの立ち下がりエッジにより、図3(f)に示すように、クロックCLKをLレベルからHレベルに立ち上げる。   (A1) First, in the period from time t2 to time t3 in FIG. 3, the amplitude of the first AC signal INa shown in FIG. 3A exceeds the threshold voltage Vth, and the binarization circuit 31a changes to the state shown in FIG. The first binarized pulse BINP shown in FIG. 2 is raised from the L level to the H level. As a result, as shown in FIG. 3C, the pulse generation circuit 32 generates the L-level first trigger pulse TRGP for a certain period from time t2. The output circuit 33a raises the clock CLK from the L level to the H level as shown in FIG. 3F by the falling edge of the first trigger pulse TRGP.

(B1)図3の時刻t4〜t5の期間において、図3(a)に示す第2の交流信号INbの振幅が閾値電圧Vthを超え、二値化回路31aが、図3(d)に示す第2の二値化パルスBINMをLレベルからHレベルに立ち上げる。この結果、図3(e)に示すように、パルス生成回路32が、時刻t4から一定期間においてLレベルの第2のトリガパルスTRGMを生成する。出力回路33aは、第2のトリガパルスTRGPの立ち下がりエッジにより、図3(f)に示すように、クロックCLKをHレベルからLレベルに立ち下げる。   (B1) In the period from time t4 to time t5 in FIG. 3, the amplitude of the second AC signal INb shown in FIG. 3A exceeds the threshold voltage Vth, and the binarization circuit 31a is shown in FIG. The second binarized pulse BINM is raised from the L level to the H level. As a result, as shown in FIG. 3E, the pulse generation circuit 32 generates the L-level second trigger pulse TRGM for a certain period from time t4. The output circuit 33a causes the clock CLK to fall from the H level to the L level as shown in FIG. 3 (f) by the falling edge of the second trigger pulse TRGP.

(C1)以後の期間においても、上記(A1)及び(B1)と同様の動作が交互に行われる。よって、図3に示すように、アンテナ11の両端a,bに誘起される各交流信号INa,INbと等しい周波数を有するクロックCLKを生成できるので、内部回路125の高速動作化に寄与することができる。   In the period after (C1), the same operations as in (A1) and (B1) are performed alternately. Therefore, as shown in FIG. 3, the clock CLK having the same frequency as the AC signals INa and INb induced at both ends a and b of the antenna 11 can be generated, which contributes to high-speed operation of the internal circuit 125. it can.

次に、図4に示すタイムチャートを参照して、R/W2とRFタグ1との間の距離が比較的近い場合、即ち第1及び第2の交流信号INa,INbの各振幅が比較的大きい場合におけるキャリア抽出回路121aの動作について説明する。   Next, referring to the time chart shown in FIG. 4, when the distance between the R / W 2 and the RF tag 1 is relatively short, that is, the amplitudes of the first and second AC signals INa and INb are relatively The operation of the carrier extraction circuit 121a when it is large will be described.

(A2)先ず、図4の時刻t1〜t4の期間において、図4(a)に示す第1の交流信号INaの振幅が閾値電圧Vthを超え、二値化回路31aが、図4(b)に示す第1の二値化パルスBINPをLレベルからHレベルに立ち上げる。この結果、図4(c)に示すように、パルス生成回路32が、時刻t1から一定期間においてLレベルの第1のトリガパルスTRGPを生成する。出力回路33aは、第1のトリガパルスTRGPの立ち下がりエッジにより、図4(f)に示すように、クロックCLKをLレベルからHレベルに立ち上げる。   (A2) First, in the period from time t1 to time t4 in FIG. 4, the amplitude of the first AC signal INa shown in FIG. 4A exceeds the threshold voltage Vth, and the binarization circuit 31a is replaced with the one shown in FIG. The first binarized pulse BINP shown in FIG. 2 is raised from the L level to the H level. As a result, as shown in FIG. 4C, the pulse generation circuit 32 generates the L-level first trigger pulse TRGP for a certain period from time t1. The output circuit 33a raises the clock CLK from the L level to the H level as shown in FIG. 4F by the falling edge of the first trigger pulse TRGP.

ここで、図4(b)に示す第1の二値化パルスBINPのパルス幅(時刻t1〜t4の期間)は、図4(f)に示すクロックCLKの半周期(時刻t1〜t3の期間)よりも大きい。しかしながら、パルス生成回路32が、第1の二値化パルスBINPのパルス幅の1/2以下のパルス幅を有する第1のトリガパルスTRGPを生成するため、出力回路33aを安定して動作させることができる。   Here, the pulse width of the first binarized pulse BINP shown in FIG. 4B (period from time t1 to t4) is the half cycle of the clock CLK shown in FIG. 4F (period from time t1 to t3). Bigger than). However, since the pulse generation circuit 32 generates the first trigger pulse TRGP having a pulse width equal to or less than ½ of the pulse width of the first binarized pulse BINP, the output circuit 33a is stably operated. Can do.

(B2)図4の時刻t3〜t6の期間において、図4(a)に示す第2の交流信号INbの振幅が閾値電圧Vthを超え、二値化回路31aが、図4(d)に示す第2の二値化パルスBINMをLレベルからHレベルに立ち上げる。この結果、図4(e)に示すように、パルス生成回路32が、時刻t3から一定期間においてLレベルの第2のトリガパルスTRGMを生成する。出力回路33aは、第2のトリガパルスTRGPの立ち下がりエッジにより、図4(f)に示すように、クロックCLKをHレベルからLレベルに立ち上げる。   (B2) During the period from time t3 to time t6 in FIG. 4, the amplitude of the second AC signal INb shown in FIG. 4A exceeds the threshold voltage Vth, and the binarization circuit 31a is shown in FIG. The second binarized pulse BINM is raised from the L level to the H level. As a result, as shown in FIG. 4E, the pulse generation circuit 32 generates the L-level second trigger pulse TRGM for a certain period from time t3. The output circuit 33a raises the clock CLK from the H level to the L level as shown in FIG. 4F by the falling edge of the second trigger pulse TRGP.

図4(c)に示す第2の二値化パルスBINMのパルス幅(時刻t3〜t6の期間)は、図4(f)に示すクロックCLKの半周期よりも大きい。しかしながら、パルス生成回路32が、第2の二値化パルスBINMのパルス幅の1/2以下のパルス幅を有する第2のトリガパルスTRGMを生成するため、出力回路33aを安定して動作させることができる。   The pulse width (period from time t3 to t6) of the second binarized pulse BINM shown in FIG. 4C is larger than the half cycle of the clock CLK shown in FIG. However, since the pulse generation circuit 32 generates the second trigger pulse TRGM having a pulse width equal to or less than ½ of the pulse width of the second binarized pulse BINM, the output circuit 33a can be operated stably. Can do.

(C2)以後の期間においても、上記(A2)及び(B2)と同様の動作が交互に行われる。   In the period after (C2), the same operations as in (A2) and (B2) are performed alternately.

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係るキャリア抽出回路121a及びRFタグ1によれば、R/W2と交信可能な広範囲な距離に渡って、良好なデューティ比を有するクロックCLKを得ることができ、内部回路125の動作マージンを大きく維持できる。したがって、アンテナ11に誘起される交流信号の振幅の変化が大きい場合においても内部回路125の誤動作を回避可能となる。   As described above in detail, according to the carrier extraction circuit 121a and the RF tag 1 according to the embodiment of the present invention, the clock CLK having a good duty ratio can be obtained over a wide range that can be communicated with the R / W2. The operation margin of the internal circuit 125 can be maintained large. Therefore, even when the change in the amplitude of the AC signal induced in the antenna 11 is large, it is possible to avoid the malfunction of the internal circuit 125.

(変形例)
本発明の実施形態の変形例に係るキャリア抽出回路121bは、図5に示すように、二値化回路31b及び出力回路33bの各構成が図2とは異なる。具体的には、図5に示す二値化回路31bは、図2の第1及び第2のpMOSトランジスタP1,P2に代えて、第1及び第2の抵抗R1,R2を用いている。
(Modification)
As shown in FIG. 5, the carrier extraction circuit 121b according to the modification of the embodiment of the present invention is different from that of FIG. 2 in the configuration of the binarization circuit 31b and the output circuit 33b. Specifically, the binarization circuit 31b shown in FIG. 5 uses first and second resistors R 1 and R 2 instead of the first and second pMOS transistors P 1 and P 2 of FIG. ing.

また、出力回路33bは、NAND回路333及びトグル−フリップ・フロップ(T−FF)334を備える。NAND回路333の入力は、第1及び第2のNAND回路323,324の各出力に接続される。T−FF334においては、内部動作電圧VDDがT端子に入力され、NAND回路333の出力信号がCK端子に入力され、出力QからはクロックCLKが出力される。尚、NAND回路333に代えてEXOR回路を使用しても構わない。   The output circuit 33 b includes a NAND circuit 333 and a toggle-flip flop (T-FF) 334. An input of the NAND circuit 333 is connected to outputs of the first and second NAND circuits 323 and 324. In the T-FF 334, the internal operating voltage VDD is input to the T terminal, the output signal of the NAND circuit 333 is input to the CK terminal, and the clock CLK is output from the output Q. An EXOR circuit may be used instead of the NAND circuit 333.

本発明の実施形態の変形例に係るキャリア抽出回路121aによれば、図2に示したキャリア抽出回路121aと同様の効果を得ることができる。更に、二値化回路31bにおいて、第1及び第2のpMOSトランジスタP1,P2に代えて第1及び第2の抵抗R1,R2を用いているので、二値化回路31bの構成を簡略化できる。 According to the carrier extraction circuit 121a according to the modification of the embodiment of the present invention, the same effect as the carrier extraction circuit 121a shown in FIG. 2 can be obtained. Further, in the binarization circuit 31b, the first and second resistors R 1 and R 2 are used in place of the first and second pMOS transistors P 1 and P 2. Can be simplified.

(その他の実施形態)
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

上述した実施形態の説明においては、IC12をRFタグ1に実装する一例を説明したが、図1に示したアンテナ11及びIC12をカード基板により被覆して、非接触ICカードを形成可能である。この場合、RFタグの場合よりも高度な機能を有する内部回路125を使用可能である。   In the above description of the embodiment, an example in which the IC 12 is mounted on the RF tag 1 has been described. However, the antenna 11 and the IC 12 shown in FIG. 1 can be covered with a card substrate to form a non-contact IC card. In this case, the internal circuit 125 having a higher function than that of the RF tag can be used.

更に、IC12が、例えば携帯電話端末、パーソナル・ハンディホン(PHS)、又はパーソナル・デジタル・アシスタンス(PDA)等の携帯情報端末等に実装されても構わない。この場合、携帯情報端末が具備する電源(バッテリ)から、IC12に電源電圧が供給可能であるため、定電圧回路123に代えてリミッタ回路等を用いることが好ましい。   Further, the IC 12 may be mounted on a portable information terminal such as a mobile phone terminal, a personal handy phone (PHS), or a personal digital assistance (PDA). In this case, since a power supply voltage can be supplied to the IC 12 from a power supply (battery) included in the portable information terminal, it is preferable to use a limiter circuit or the like instead of the constant voltage circuit 123.

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。   Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.

本発明の実施形態に係るRFタグの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the RF tag which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るアンテナ、整流回路、及びキャリア抽出回路の具体的な構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structural example of the antenna, rectifier circuit, and carrier extraction circuit which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るキャリア抽出回路の動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation example of the carrier extraction circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るキャリア抽出回路の動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the operation example of the carrier extraction circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係るキャリア抽出回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the carrier extraction circuit which concerns on the modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11…アンテナ
31a,31b…二値化回路
32…パルス生成回路
33a,33b…出力回路
121a,121b…キャリア抽出回路
125…内部回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Antenna 31a, 31b ... Binarization circuit 32 ... Pulse generation circuit 33a, 33b ... Output circuit 121a, 121b ... Carrier extraction circuit 125 ... Internal circuit

Claims (5)

電磁波を受信することで第1の交流信号が一端に誘起され、前記第1の交流信号と逆相の第2の交流信号が他端に誘起されるアンテナと接続可能なキャリア抽出回路であって、
前記第1及び第2の交流信号を二値化して第1及び第2の二値化パルスを出力する二値化回路と、
前記第1の二値化パルスに同期して第1のトリガパルスを生成し、前記第2の二値化パルスに同期して第2のトリガパルスを生成するパルス生成回路と、
前記第1及び第2のトリガパルスを入力として、デューティ比固定のクロックを出力する出力回路
とを備えることを特徴とするキャリア抽出回路。
A carrier extraction circuit that can be connected to an antenna in which a first AC signal is induced at one end by receiving an electromagnetic wave, and a second AC signal having a phase opposite to that of the first AC signal is induced at the other end. ,
A binarization circuit that binarizes the first and second AC signals and outputs first and second binarization pulses;
A pulse generation circuit that generates a first trigger pulse in synchronization with the first binarization pulse, and generates a second trigger pulse in synchronization with the second binarization pulse;
An output circuit that receives the first and second trigger pulses and outputs a clock with a fixed duty ratio.
前記第1及び第2のトリガパルスの各パルス幅が、前記第1及び第2の二値化パルスの各パルス幅の1/2以下であることを特徴とする請求項1に記載のキャリア抽出回路。   The carrier extraction according to claim 1, wherein each pulse width of the first and second trigger pulses is ½ or less of each pulse width of the first and second binarized pulses. circuit. 前記クロックの周波数が、前記第1及び第2交流信号の各周波数に等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載のキャリア抽出回路。   3. The carrier extraction circuit according to claim 1, wherein a frequency of the clock is equal to each frequency of the first and second AC signals. 電磁波を受信することで第1の交流信号が一端に誘起され、前記第1の交流信号と逆相の第2の交流信号が他端に誘起されるアンテナと、
前記第1及び第2の交流信号を二値化して第1及び第2の二値化パルスを出力する二値化回路と、
前記第1の二値化パルスに同期して第1のトリガパルスを生成し、前記第2の二値化パルスに同期して第2のトリガパルスを生成するパルス生成回路と、
前記第1及び第2のトリガパルスを入力として、デューティ比固定のクロックを出力する出力回路と、
前記クロックに同期して動作する内部回路
とを備えることを特徴とするRFタグ。
An antenna in which a first AC signal is induced at one end by receiving an electromagnetic wave, and a second AC signal having a phase opposite to that of the first AC signal is induced at the other end;
A binarization circuit that binarizes the first and second AC signals and outputs first and second binarization pulses;
A pulse generation circuit that generates a first trigger pulse in synchronization with the first binarization pulse, and generates a second trigger pulse in synchronization with the second binarization pulse;
An output circuit for outputting a clock with a fixed duty ratio, using the first and second trigger pulses as inputs;
An RF tag comprising: an internal circuit that operates in synchronization with the clock.
電磁波を受信することで第1の交流信号が一端に誘起され、前記第1の交流信号と逆相の第2の交流信号が他端に誘起されるアンテナと、
前記第1及び第2の交流信号を二値化して第1及び第2の二値化パルスを出力する二値化回路と、
前記第1の二値化パルスに同期して第1のトリガパルスを生成し、前記第2の二値化パルスに同期して第2のトリガパルスを生成するパルス生成回路と、
前記第1及び第2のトリガパルスを入力として、デューティ比固定のクロックを出力する出力回路と、
前記クロックに同期して動作する内部回路
とを備えることを特徴とする非接触ICカード。
An antenna in which a first AC signal is induced at one end by receiving an electromagnetic wave, and a second AC signal having a phase opposite to that of the first AC signal is induced at the other end;
A binarization circuit that binarizes the first and second AC signals and outputs first and second binarization pulses;
A pulse generation circuit that generates a first trigger pulse in synchronization with the first binarization pulse, and generates a second trigger pulse in synchronization with the second binarization pulse;
An output circuit for outputting a clock with a fixed duty ratio, using the first and second trigger pulses as inputs;
And an internal circuit that operates in synchronization with the clock.
JP2005334701A 2005-11-18 2005-11-18 Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card Pending JP2007142873A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005334701A JP2007142873A (en) 2005-11-18 2005-11-18 Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005334701A JP2007142873A (en) 2005-11-18 2005-11-18 Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007142873A true JP2007142873A (en) 2007-06-07

Family

ID=38205180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005334701A Pending JP2007142873A (en) 2005-11-18 2005-11-18 Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007142873A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5533331A (en) * 1978-08-30 1980-03-08 Oki Electric Ind Co Ltd Waveform shaping circuit
JPH10210096A (en) * 1997-01-22 1998-08-07 Hitachi Ltd Demodulating circuit and semiconductor integrated circuit and ic card
JP2001267892A (en) * 2000-03-21 2001-09-28 Nec Corp Clock input circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5533331A (en) * 1978-08-30 1980-03-08 Oki Electric Ind Co Ltd Waveform shaping circuit
JPH10210096A (en) * 1997-01-22 1998-08-07 Hitachi Ltd Demodulating circuit and semiconductor integrated circuit and ic card
JP2001267892A (en) * 2000-03-21 2001-09-28 Nec Corp Clock input circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011022923A (en) Contactless ic card and wireless system
JPH08186513A (en) Radio card communication equipment
JPH08167012A (en) Data storage medium
JPH0962816A (en) Non-contact ic card and non-contact ic card system including the same
JP3531477B2 (en) Contactless card communication method and integrated circuit used for the communication
US20070100921A1 (en) Random number generator using jitter sampled RF carrier
CN113259292A (en) Differential input demodulation circuit for amplitude modulated wave envelope signals of radio frequency identification tags
US7614564B2 (en) Clock generation method and device for decoding from an asynchronous data signal
TWI446270B (en) Transponder circuit with double clock extractor unit
JP2007142873A (en) Carrier extraction circuit, rf tag, and contactless ic card
CN109586749B (en) Radio frequency analog front-end system of information sensing SOC (system on chip) of Internet of things
Zhao et al. Design of a rectifier-free UHF Gen-2 compatible RFID tag using RF-only logic
US20120207246A1 (en) Phase-Shift Keying Demodulators and Smart Cards Including the Same
JP2022044659A (en) Semiconductor device, non-contact electronic device, and cycle detection method
US8253469B2 (en) Semiconductor device
US6828853B2 (en) Wide dynamic range demodulator for smart cards or contactless tickets
KR20110135170A (en) Circuit design method for rfid tags using organic printed thin film transistors
JP2010259066A (en) Semiconductor device
Cai et al. A 2.4 pJ/bit ASK demodulator with 100% modulation rate for 13.56 MHz NFC/RFID applications
JP5107777B2 (en) Receiving device, reader / writer, and RFID system
WO2008032356A1 (en) Radio frequency identification ic tag reader and radio frequency identification ic tag system
CN201029038Y (en) Carbon powder box radio frequency recognizing chip
Sato et al. High-speed start-up and low-power decoding circuit for body-centric communications
Abdo et al. A new modulation scheme for low power consumption and small size passive RFID tags
Rabén et al. A CMOS front-end for RFID transponders using multiple coil antennas

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080514

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100223

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100706