JP3504328B2 - デ−タキャリア・システム - Google Patents

デ−タキャリア・システム

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JP3504328B2
JP3504328B2 JP08173494A JP8173494A JP3504328B2 JP 3504328 B2 JP3504328 B2 JP 3504328B2 JP 08173494 A JP08173494 A JP 08173494A JP 8173494 A JP8173494 A JP 8173494A JP 3504328 B2 JP3504328 B2 JP 3504328B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デ−タ記憶手段とし
て、EEP−ROMやF−RAM等の不揮発性半導体メ
モリを備えたデ−タキャリアと、該デ−タキャリアにア
クセスするためのアクセス装置とから成るデ−タキャリ
ア・システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年においては、アクセス可能な距離も
比較的大きな、いわゆるリモ−ト型のデ−タキャリアの
応用が進んでおり、これらに関する最先端の技術とし
て、デ−タキャリアおよびアクセス装置相互間の双方向
通信化と、デ−タキャリアの無電池化とが急速に進展し
ている。すなわち初期のデ−タキャリアでは、固定的な
デ−タを一方的にアクセス装置に対して送信する機能し
か有していなかったのに対して、最新のデ−タキャリア
においては、アクセス装置からの命令やデ−タの送信を
受けて自身の記憶回路内の記憶デ−タを書き換える等の
機能も備えた、いわゆる双方向通信型のものが多くなっ
ている。さらに加えては、デ−タキャリア側で動作上、
必要となる電力についても、電磁誘導結合を利用してア
クセス装置側から供給するように構成された、いわゆる
無電池型、かつ双方向通信型のデ−タキャリアも既に一
般化されつつある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに無電池型デ−
タキャリアを使用した双方向通信型のデ−タキャリア・
システムにおいては、デ−タキャリア側への電力の供給
のために、アクセス装置側からは強力な搬送波が電・磁
界として放射され、その中で双方向のデ−タの交換が行
なわれるという条件のために、一般にデ−タキャリア側
から返信される微弱な送信デ−タ成分をアクセス装置側
で受信することは、非常に困難となる。特に複数個のア
クセス装置が併設されている場合には、各アクセス装置
側からデ−タキャリア側に対してデ−タ送信を行なうと
きの前記搬送波の変調に伴って、その強大な変調信号が
近接する他のアクセス装置にも飛び込むために、これら
の近接する他のアクセス装置においては、自身のアクセ
ス・エリア内にあるデ−タキャリアから送られてくるデ
−タの受信を妨害されて、受信誤動作が発生する危険性
が非常に高くなる。従来のデ−タキャリア・システムに
おいては、この問題を解決するために、近接するアクセ
ス装置の相互間で動作上の何らかの同期をとることによ
り、あるアクセス装置からのデ−タ送信が他のアクセス
装置に与える干渉を回避したり、軽減する方法が試みら
れている。しかし従来技術においては、上記の同期のた
めに、複数個のアクセス装置相互間をケ−ブルで接続す
る必要があり、装置の設置上の制約条件になっていた
り、さらには、同期をとっても隣接するアクセス装置間
の相互干渉がなお激しくて、通信障害が発生している、
等の欠点が生じていた。
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改
良し、複数個のアクセス装置を併設したときでも、近接
するアクセス装置が相互間で与える干渉を最小限に抑え
ることのできるデ−タキャリア・システムを実現するこ
とにある。さらに本発明の他の目的は、近接するアクス
ス装置からの影響だけでなく、一般の外来ノイズに対す
る耐性にも優れたデータキャリア・システムを実現する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】アクセス装置側は、所定
の搬送波を放射するためのアンテナと、デ−タ送信時に
シリアル送信デ−タに応じて前記搬送波を変調する変調
手段と、デ−タキャリア側から返信される送信信号を受
けて受信デ−タを復調する受信復調手段とを有し、デ−
タキャリア側は、前記搬送波を受信するアンテナ・コイ
ルと、該アンテナ・コイルを介して受信された搬送波を
整流することにより、該デ−タキャリア自身を駆動する
ための電力となる直流電源を生成する整流手段と、前
受信された搬送波を受けて前記アクセス装置からのシリ
アル送信デ−タを復調する受信復調手段と、前記アクセ
ス装置に対してデ−タを返信するための送信変調手段と
を有して成る双方向通信型デ−タキャリア・システムに
おいて、前述の目的を達成するために、本発明は、以下
の構成を備えている。すなわち、前記デ−タキャリア側
の送信変調手段は、前記受信された搬送波を基準信号と
して、該搬送波の周波数の1/8乃至1/16の範囲の
分周周波数を有する変調用周波数信号を形成する変調用
周波数信号形成手段と、前記アクセス装置に送信するシ
リアル送信デ−タの内容および前記変調用周波数信号に
基づいて、前記アンテナ・コイルに対するインピーダン
スを変化させるスイッチング手段とを含み、かつ前記ア
クセス装置側の受信復調手段は、該アクセス装置側の前
記アンテナにおける信号の中から、前記変調用周波数信
号に対応する周波数成分を抽出する受信信号成分抽出手
段と、該受信信号成分抽出手段からの出力を受けて受信
デ−タの復調を行なうデ−タ復調手段より構成される。
【0006】
【作用】アクセス装置側におけるアンテナ中の信号は、
基本的には搬送波そのものの周波数を有する信号である
が、その包絡線は、微小ではあってもデ−タキャリア側
での送信変調用周波数信号に対応した形状を有してい
る。ここで受信信号成分抽出手段において、前記包絡線
の交流成分に相当する信号、すなわち前記送信変調用周
波数信号に対応する周波数成分を受信信号成分として抽
出し、さらにデ−タ復調手段において、前記受信信号成
分に基づいて受信デ−タの復調を行なう。
【0007】
【実施例】図1〜図5は、本発明の第1実施例によるデ
−タキャリア・システムを示しており、図1は、そのア
クセス装置の構成を示す回路図である。この図1に示さ
れる回路では、基準電位(GND)に対して、±15V
程度の正負の電圧の電源が用いられている。発振回路1
の出力信号は、後述のデ−タキャリア側に対して送られ
る搬送波の原信号として、送信用変調回路2を介して、
アンテナ駆動回路4に入力されており、アンテナ5を直
列共振にて駆動する。なお命令やデ−タ等に関する送・
受信を制御しているデ−タ処理制御回路3からは、送信
信号TAが変調回路2に入力されており、アクセス装置
側からのシリアル・デ−タ送信時においては、アンテナ
から放射される搬送波は、送信信号TAのデ−タ内容に
従って振幅変調される。アクセス装置側とデ−タキャリ
ア側との間のシリアル・デ−タの送・受信は、いずれの
方向についても、調歩同期式にて行なわれており、アン
テナ5から放射される搬送波は、送信信号TAがデ−タ
“1”となっている状態(アクセス装置側からのデ−タ
の送信が行なわれていないアイドリング状態も含む)で
は無変調状態に、また送信信号TAがデ−タ“0”とな
っている状態では振幅を抑制された変調状態に制御され
る。一方、アンテナ5は抵抗より成る受波器6に接続さ
れ、ここでアンテナ5に流れる電流が電圧に変換され
る。すなわち受波器6は、デ−タキャリア側からの返信
を受信するための受信手段として設けられたものであ
り、デ−タキャリア側からの送信デ−タ内容に応じて、
アンテナ5内に生ずる電流変化を電圧変化に変換する機
能を果たしている。受波器6での受信信号は、増幅回路
7および絶対値回路8を経て、バンドパス・フィルタ回
路(以下BPF)10および増幅回路11より成る受信
信号成分抽出回路9に入力され、ここで受信信号中の変
調用周波数信号に対応した包絡線成分が交流信号として
抽出される。すなわちBPF10にて、まず搬送波自体
の周波数成分が消されるとともに、前記変調用周波数信
号に対応した包絡成分の抽出が行なわれ、さらに増幅回
路11にて、その交流成分の抽出および増幅が行なわれ
る。このように受信信号成分抽出回路9では、アンテナ
5における信号の中から、前記変調用周波数信号に対応
する周波数成分の抽出が行なわる。さらに増幅回路11
の出力信号は、絶対値回路13、ダイオ−ド検波回路1
4およびコンパレ−タ回路15より成るデ−タ復調回路
12に入力されて、受信デ−タの復調が行なわれる。す
なわち前記増幅回路11からの出力信号は、絶対値回路
13および検波回路14によって、受信デ−タに相似し
た検波信号RSに変換された後、増幅回路として設けら
れたコンパレ−タ回路15にて最終的に受信デ−タの復
調が行なわれる。以上のように、アクセス装置側の受信
復調手段は、受波器6、受信信号成分抽出回路9および
デ−タ復調回路12等より構成されており、該デ−タ復
調回路12のコンパレ−タ回路15から出力される受信
デ−タRAは、デ−タ処理制御回路3に入力されてい
る。
【0008】図2は、本実施例のデ−タキャリア側の構
成を示す回路図である。この回路系では、VDD側が基準
電位(GND)となっており、アクセス装置側から放射
される搬送波を受信するためのアンテナ・コイル21
は、その一端が基準電位に接続されている。またアンテ
ナ・コイル21は、共振用コンデンサC1とともに並列
共振回路を構成しており、さらにダイオ−ドD1および
コンデンサC2によってレベルシフト回路が構成されて
いる。アンテナ・コイル21を介して受信された搬送波
は、前記レベルシフト回路によるレベルシフトを受けた
後、電源コンデンサC4および整流用ダイオ−ドD2よ
り成る整流回路22にて整流され、その結果、直流電源
S が生成される。直流電源VS は、さらに定電圧回路
23に入力され、ここで所定の電圧の定電圧電源VSS
レギュレ−トされる。なお上記のようにアンテナ・コイ
ル21において受信した搬送波を、一旦、レベルシフト
させてから整流する構成については、アンテナ・コイル
21の一端を回路系の基準電位レベルとすることができ
るために、例えば送信変調用トランジスタ32も含む回
路系全体のIC化が容易となること、および整流電源V
S の電圧を大きくすることができるために、通信距離を
延ばすことが可能であること、等の利点によっている。
一方、前記受信された搬送波は、リニア・アンプ回路よ
り成るクロック信号生成回路24にも入力されており、
該クロック信号生成回路24は、前記受信された搬送波
の交流信号成分に基づいて、搬送波周波数と同じ周波数
のクロック信号fc を生成する。該クロック信号はさら
に、バッファ回路25を介して分周回路26に入力さ
れ、ここで後述の変調用周波数信号fm およびシステム
・クロック信号fs に分周される。すなわち受信復調回
路27、受信デ−タ処理機能や送信デ−タ処理機能を有
する後述のデ−タ処理制御回路28、および記憶回路2
9等より成るデ−タ・キャリアの主要回路部は、前記定
電圧電源VSSを駆動電力とし、必要に応じて前記システ
ム・クロック信号fs の供給を受けて動作するように構
成されている。なお電源コンデンサC4に対して並列に
接続されているツェナ−ダイオ−ドD3は、直流電源V
s の電圧が一定以上にはならないように抑制するために
設けられたものである。すなわち、デ−タキャリアの通
信可能な距離を大きくするためには、アクセス装置側の
アンテナ5からの搬送波出力も大きくする必要がある
が、その結果、デ−タキャリアがアンテナ5に非常に接
近した状態では、デ−タキャリア側で受信された搬送波
の振幅や、定電圧回路23の入力である直流電源VS
電圧も非常に大きくなってしまい、そのままでは定電圧
回路23等のデ−タキャリア側の回路に損傷が発生する
危険性がある。前記ツェナ−ダイオ−ドD3は、これに
対して過電圧を防止するための電圧抑制手段として設け
られたものであり、アンテナ・コイル21と該電圧抑制
用のツェナ−ダイオ−ドD3とに対して直列の関係とな
るように、抵抗R1が挿入されている。前記受信された
搬送波は、このアンテナ・コイル21と抵抗R1との間
から、受信デ−タを復調するための受信信号RWとして
取り出され、受信復調回路27に入力される。該受信復
調回路27は、ダイオ−ド検波回路27aと、該検波回
路27aによって生成される検波信号RXを受けて最終
的に受信デ−タRDを復調するための増幅回路27bと
によって構成され、該受信復調回路27より出力される
受信デ−タRDは、デ−タ処理制御回路28の受信機能
部に入力される。デ−タ処理制御回路28は、受信復調
回路27を介して受けたアクセス装置側からの命令やデ
−タに基づいて、EEP−ROMやF−RAM等の不揮
発性の半導体記憶回路より成る記憶回路29に対する記
憶デ−タの書込みや読出しを実行し、その処理結果や読
出しデ−タ等をアクセス装置側への送信デ−タTDとし
て出力する。該送信デ−タTDは、インバ−タ30を介
して、前述の変調用周波数信号fm とともにNAND回
路31に入力されており、さらに該NAND回路31の
出力は、送信変調用スイッチング手段として設けられた
トランジスタ32のゲ−ト側に入力されるように構成さ
れている。すなわち、デ−タキャリア側からアクセス装
置側へのシリアル・デ−タ送信時にて、送信デ−タTD
がデ−タ“0”とならない限り、NAND回路31はO
FF状態に制御されており、その結果、トランジスタ3
2もOFF状態に制御されて、アンテナ・コイル21と
コンデンサC1によって構成される並列共振回路は、共
振状態を保っている。
【0009】ここで、アクセス装置側からデ−タキャリ
ア側に対してデ−タを送信するときの通信動作について
説明する。図3は、デ−タキャリア側のアンテナ・コイ
ル21の受信信号AWの電圧波形を示す波形図であり、
図示は省略するが、アクセス装置側のアンテナ5の電流
波形も、この受信信号AWと同じような振幅変化を有し
ている。すなわちデ−タ処理制御回路3からの送信信号
TAが、デ−タ“1”の状態になっているとき(非送信
状態も同じ)には、アンテナ5の電流波形は一定の状態
に保たれており、また送信信号TAがデ−タ“0”とな
る状態では、単純に振幅が小さくなるように変調され
る。この結果、デ−タキャリア側の受信信号AWについ
ても、アクセス装置側からの送信デ−タが“1”となっ
ている状態と比較して、デ−タが“0”となっている状
態では、その振幅が小さい状態に変調された波形とな
る。一方、図4は、前記受信信号AWがレベルシフト回
路により、波形の尖頭がほぼ基準電位レベルとなるよう
にレベルシフトされて成る受信信号LWを示す波形図で
あり、図5は、受信デ−タの復調のためにアンテナ・コ
イル21と抵抗R1との間から取り出された受信信号R
Wを示す波形図である。図4および図5は、特にデ−タ
キャリアがアクセス装置側のアンテナ5に対して非常に
接近して、アンテナ・コイル21に発生する受信信号の
レベルが非常に大きくなった状態に対応した波形を示す
ものである。すなわち、そのような状態では、過電圧発
生を防止するための電圧抑制用ツェナ−ダイオ−ドD3
の介在により、レベルシフトされた受信信号LWの振幅
は、電圧抑制用のツェナ−ダイオ−ドD3のツェナ−電
圧VZ と電源整流用のダイオ−ドD2における降下電圧
Dとの和VZ +VD に等しい電圧でクランプされた状
態となる。この結果、アクセス装置側からの送信デ−タ
が“0”であり、従って振幅が小さくなるように変調さ
れた状態でさえも、受信信号LWの振幅が、上記のVZ
+VD を越えてしまうような状況となると、受信信号L
Wにおいては、図4に示されるように、デ−タ“1”の
無変調時とデ−タ“0”の変調時との相互間で、波形の
振幅変化はつぶされてなくなった状態となる。しかし受
信復調回路27に入力されている受信信号RWについて
は、そのような状況でも抵抗R1内を流れる電流変化の
影響が、該抵抗R1自体の両端における電圧変化として
現れるために、図5に示されるように、無変調時と変調
時との間で、十分に大きな振幅差を確保することが可能
となり、受信復調回路27にて、確実かつ容易に受信デ
−タを復調することができる。ここで抵抗R1の値は、
受信復調回路の感度にもよるが、100Ω以上で、かつ
10KΩ以下が適当である。すなわち100Ω以下の場
合には、確保できる振幅変化が小さいために、受信復調
回路の感度を上げる必要があり、それだけ外乱ノイズに
対して過度に反応して誤動作を起こす危険性が高まるこ
とになる。また10KΩ以上の場合には、送信変調用ト
ランジスタ32がOFF状態となったときに、該トラン
ジスタ32に印加される電圧が過大となって損傷する危
険がある。なお図示は省略するが、デ−タキャリアがア
クセス装置側のアンテナ5から離れるに従って、受信信
号AWの振幅も小さくなっていく。この結果、受信信号
LWにおける変調時(デ−タ“0”の時)の振幅も、前
記VZ +VD より小さくなっていくが、それに応じて受
信信号LWにおいても、無変調状態と変調状態との間の
振幅変化が、より大きく現れるようになる。
【0010】一方、前記受信信号RWは、受信復調回路
27のダイオ−ド検波回路27aにて検波され、ここで
形成された検波信号RXが増幅回路27bに入力され
る。増幅回路27bは、DCカット用コンデンサC5
と、バイアス設定用抵抗R2、R3と、比較基準電圧V
R 形成用抵抗R4、R5と、コンパレ−タ回路27c等
より構成されている。なお抵抗R6およびコンデンサC
6は、検波信号RXより搬送波の周波数成分を消して信
号をなだらかにするためのロウパス・フィルタを構成し
ている。増幅回路27においては、アクセス装置側のア
ンテナ5とデ−タキャリアとの間の距離が変化してもよ
いように、ダイオ−ド検波回路27aからの検波信号R
Xは、コンデンサC5によってDCカットされた後、一
定以上の時定数で所定の電圧レベルにバイアスされるよ
うに構成されている。すなわちコンパレ−タ回路27c
の−入力側の入力信号VX のレベルは、抵抗R2とR3
とによって、+入力側の比較基準電圧VR よりも適正な
レベルだけ低い電圧にバイアスされるように構成されて
おり、従ってアクセス装置側からの送信が無い状態(ア
ンテナ5からの出力搬送波に振幅変調の無い状態)が続
いたときには、コンパレ−タ回路27cの出力信号(す
なわち受信デ−タRD)はデ−タ“1”レベルに維持さ
れる。またこの状態より変調状態に移行すると、検波信
号RXの電圧レベルが上がり、それに応じて入力信号V
X のレベルも上がって比較基準電圧VR を越えるため
に、受信デ−タRDは“0”レベルに反転する。さらに
再び無変調状態に戻れば、検波信号RXの下降に応じて
入力信号VX のレベルも下がって比較基準電圧VR 以下
となり、受信デ−タRDも“1”レベルに戻される。と
ころで図6は、アクセス装置側のアンテナ5とデ−タキ
ャリアとの間の距離が変化した場合の受信信号RWの包
絡線の変化の状態を示す図であり、N1およびN2は、
アクセス装置側のアンテナ5に対してデ−タキャリアが
近接したときにおける無変調状態および変調状態をそれ
ぞれ示し、M1およびM2は、デ−タキャリアが離れた
ときにおける無変調状態および変調状態をそれぞれ示
す。また図7は、受信信号RWが図6に示されるように
変化したときに、それに応じて検波信号RXの状態が変
化する様子を示す波形図である。このように、デ−タキ
ャリアがアクセス装置側のアンテナ5に近接していると
きの変調時N2の振幅および検波信号RXの電圧レベル
は、離れているときの無変調時M1の振幅および検波信
号RXの電圧レベルよりも大きいために、単純に検波信
号RXの電圧レベル自体を比較しても、受信デ−タの復
調を行なうことはできない。しかし本実施例の増幅回路
27bの場合には、入力信号VX は適当な電圧レベルに
バイアスされるために、アクセス装置側のアンテナ5と
デ−タキャリアとの間の距離が様々に異なる場合でも、
確実に受信デ−タを復調することができる。ただし、こ
の場合に前記コンデンサC5と抵抗R2、R3によって
形成される時定数は、アクセス装置側のアンテナ5から
送信される1単位のデ−タの長さ、言い換えれば通信上
において変調状態が続く可能性のある最大時間幅(例え
ば調歩同期式にて8ビット1単位で送信する場合には、
その8ビット1単位を送るための所要時間)より大きな
値に設定する必要がある。すなわち1単位のデ−タの長
さよりも上記の時定数を短く設定してしまうと、1単位
のデ−タ長さに渡って変調状態がずっと続いた場合に
は、やがてコンパレ−タ回路27cの−入力側の電圧レ
ベルは、無変調時と同じレベルにバイアスされてしまう
ために、受信デ−タの復調が不可能となってしまうから
である。一方、デ−タキャリアの距離が刻々と変化する
場合でも、例えば人間の動きによる場合等、上記時定数
と比較して距離の変化が比較的ゆっくりとしたものであ
るときには、常に入力信号VX のバイアスも適当なレベ
ルに追従され続けるために、受信デ−タの復調は容易に
行なわれる。
【0011】次に、デ−タキャリア側からアクセス装置
側に対して送信(返信)するときの通信動作について説
明する。アクセス装置側については、デ−タキャリアに
対する送信を一旦、終了すると、今度は、デ−タキャリ
ア側からの返信を待つ状態となるが、このデ−タキャリ
ア側からの返信を受信しようとする状態では、もちろん
アンテナ5からの出力搬送波は、無変調の状態に制御さ
れている。ここでデ−タキャリア側からの送信が開始さ
れ、デ−タ処理制御回路28からの送信デ−タTDが
“0”の状態となると、NAND回路31がON状態と
なるために、変調用周波数信号fに応じてトランジス
タ32のスイッチング動作が引き起こされ、この結果、
アンテナ・コイル21に対するインピ−ダンスに周期的
な変化が発生して、デ−タキャリア側からの送信動作に
よる送信変調状態となる。図8は、このデ−タキャリア
側の送信変調状態におけるアンテナ・コイル21内の信
号波形を示す波形図である。本実施例では、分周回路2
6から出力されている変調用周波数信号fは、搬送波
と同じ周波数のクロック信号fに対して、1/8の周
波数に分周されているために、上記の送信変調状態で
は、搬送波の4周期ごとにトランジスタ32がON状態
とOFF状態とを繰り返す状態となる。すなわちトラン
ジスタ32がON状態となる区間では、アンテナ・コイ
ル21とコンデンサC1より成る並列共振回路に対し
て、さらに変調用コンデンサC3が並列に接続された状
態となるために、本来のQの高い並列共振の状態は崩さ
れて、アンテナ・コイル21に対するインピ−ダンスが
高い状態となり、その結果、アンテナ・コイル21にお
ける信号波形は、無変調時と比較して振幅が減少した状
態となる。またトランジスタ32がOFF状態に戻る区
間では、並列共振状態に戻るために、アンテナ・コイル
21における信号波形の振幅も元の状態に戻る。この結
果、上記の送信変調状態では、アンテナ・コイル21に
おける信号波形は、図8に示されるように、搬送波の4
周期ごとに、振幅が小さく変調された状態と元の状態と
を交互に繰り返すことになる。なお上記変調時にアンテ
ナ・コイル21に生ずる振幅変化は、搬送波周期との対
比において、ある程度の時間幅を要するものであるため
に、変調用周波数信号fの周波数が元の搬送波周波数
と近すぎる場合には、十分な振幅変化すなわち変調用周
波数信号の包絡線成分が得られず、その結果、アクセス
装置側への送信能力も不十分なものとなる。またアクセ
ス装置側における受信復調を確実かつ容易にするために
は、送信時のデ−タ単位であるビット長さ当たりにおい
て、上記の振幅変調の交互繰り返しの回数を一定以上確
保する必要があり、その結果、変調用周波数信号f
周波数が元の搬送波周波数より小さすぎる場合には、ビ
ット長が大きくなることから、通信所要時間が長くなっ
てしまうという欠点が生ずる。これらを考慮すると、上
記の変調用周波数信号fの周波数は、元の搬送波周波
数の1/8乃至1/16の範囲が好ましく、またデ−タ
キャリアからアクセス装置側への送信時のデ−タのビッ
ト長さは、変調用周波数信号fの周期の4倍乃至16
倍の範囲が適当である。
【0012】一方、上記のデ−タキャリア側における送
信変調動作の結果として、アクセス装置側のアンテナ5
を流れる電流波形にも変化が発生する。図9は、受波器
6における受信波形を示す波形図であり、デ−タキャリ
ア側における送信変調の影響を受ける区間(すなわちデ
−タキャリア側からの送信デ−タTDが“0”となって
いる区間)では、この受信波形にも前記変調用周波数信
号に応じた周期的な振幅変化が現れる。すなわち、この
段階での受信信号の周波数成分は、搬送波の周波数成分
そのものであるが、その包絡線は、微小な振幅変化では
あるが、前記変調用周波数信号に対応した形状を有して
いる。この受信信号は、増幅回路7にて必要に応じて適
当なレベルに増幅された後、絶対値回路8に入力されて
全波整流される。図10は、絶対値回路8からの出力信
号を示す波形図であり、この出力信号についても、もち
ろんデ−タキャリア側で送信変調が行なわれている区間
では、前記変調用周波数信号に応じた周期的な振幅変化
が現れる。なお、上記のように絶対値回路8にて全波整
流を行なう構成によれば、前記変調用周波数信号に対応
して現れている包絡線Pの形状自体は前段の増幅回路7
からの出力と同じでも、実質的に2倍の周波数の信号と
なるために、復調対象の受信信号としては、より緻密な
信号が得られることになり、後段における受信復調も、
より確実かつ容易なものとなる。
【0013】前記絶対値回路8からの出力信号は、受信
信号成分抽出回路9のBPF10に入力され、ここで前
記変調用周波数信号に対応した包絡線成分を抽出された
後、増幅回路11にて、その交流成分の抽出および増幅
が行なわれる。図11は、増幅回路11からの出力信号
を示す波形図であり、BPF10および増幅回路11よ
り成る受信信号成分抽出回路9によって、搬送波の周波
数成分の除去と、前記変調用周波数信号に基づく交流成
分の抽出と増幅とが行なわれる。ところで、動く可能性
のある装置や人間等がデ−タキャリアを所持している場
合には、その動きに応じて、アクセス装置側のアンテナ
5に対するデ−タキャリアの距離も変化する可能性があ
り、その距離の変化の影響は、受波器6における受信信
号の振幅の変化としても現れる。しかし上記の受信信号
成分抽出回路9においては、BPF10にて前記変調用
周波数信号の周波数付近の帯域の信号の抽出を行い、さ
らに増幅回路11にて、その交流成分を抽出するように
構成されているために、上記の距離の変化によるような
比較的ゆっくりした信号の変化(すなわち低周波の信号
成分)については、その成分は除去されることになり、
結局、受信デ−タの復調に対して障害となる上記の距離
変化の影響は、ここで解消されている。
【0014】前記増幅回路11の出力信号は、デ−タ復
調回路12の絶対値回路13に入力される。図12は、
絶対値回路13からの出力信号を示す波形図であり、増
幅回路11から出力されている正負の両極性を有する信
号は、ここで全波整流されている。図12は、該絶対値
回路13の出力信号を示す波形図であり、このような構
成によれば、デ−タ復調対象の信号としては、実質的に
2倍の信号密度となるために、デ−タの復調をより容易
に行なうことができる。絶対値回路13からの出力信号
は、さらにダイオ−ド検波回路14およびコンパレ−タ
回路15によって、受信デ−タRAとして復調される。
図13は、検波回路14から出力される検波信号Rs
示す波形図であり、前記絶対値回路13からの出力信号
は、ここで波形整形される。検波回路14から出力され
る検波信号Rs は、最終的な受信デ−タとほぼ相似した
信号となっており、さらに増幅回路として設けられたコ
ンパレ−タ回路15に入力されて、ここで最終的に受信
デ−タRAとして復調される。図14は、コンパレ−タ
回路15から出力される受信デ−タRAを示す波形図で
ある。コンパレ−タ回路15は、上記の検波信号Rs
レベルが−入力側の比較基準電圧Vr に対して低いレベ
ルとなると、受信デ−タRAが“0”レベルに反転し、
逆に上記の検波信号Rs のレベルが−入力側の比較基準
電圧Vr より高いレベルに戻ると、受信デ−タRAが
“1”レベルに戻るように構成されている。
【0015】ここで複数個のアクセス装置が併設されて
いて、あるアクセス装置からデ−タキャリアに対するデ
−タ送信が行なわれた状態を想定すると、その送信のた
めに当該アクセス装置のアンテナ5から放射されている
搬送波に加えられる変調の影響は、当然ながら他のアク
セス装置の受波器6上に現れることになる。しかしアク
セス装置側における送信変調は、単純な振幅変調である
ために、影響を受ける側のアクセス装置内の受信信号成
分抽出回路9からの出力信号の段階で、上記の影響は消
去されてしまうために、デ−タ復調回路13における受
信デ−タの復調の障害となることはない。すなわち受信
信号成分抽出回路9は、デ−タキャリア側における送信
変調用周波数信号の周波数帯域以外の周波数成分は消去
するように機能しているために、他のアクセス装置から
の送信に伴う搬送波の変調による信号成分も、デ−タ復
調回路13に入力される前に取り除かれることになり、
デ−タ復調回路13でのデ−タ復調結果に対して影響を
与えることはなく、正常な受信デ−タRAが得られるこ
とになる。
【0016】なお上記の実施例においては、受波器6に
おける受信信号が、そのまま増幅回路7に入力されるよ
うに構成されているが、この受信信号の振幅が、変調周
波数信号に対応する包絡線成分の振幅よりも大きすぎる
場合には、この受信信号から引算回路によって、無変調
時の振幅にほぼ相当する一定の振幅成分を除去すること
により、増幅回路7に入力される信号の中の変調成分の
比率を高めておくことも可能である。受信信号成分抽出
回路9については、受信信号をBPF10に入力する前
に、一旦、ダイオ−ド検波回路を介し、そこである程度
までの搬送波の周波数信号成分を取り除いてから、BP
F10に入力するように構成することも可能である。ま
た回路全体に渡って、必要に応じて増幅回路やボルテ−
ジ・フォロワ回路、各種フィルタ回路等を介在させて、
受信復調のための機能をサポ−トすることも可能であ
る。さらに上記の実施例においては、デ−タ復調回路は
アナログ回路系で構成されているが、簡単なデジタル回
路による受信デ−タの復調も可能である。例えば送信変
調周波数信号の成分に対応した交流信号のパルス数を計
数する計数回路を設け、受信デ−タのビット長さに関係
する所定の時間幅内における前記パルス数に応じて、受
信デ−タの復調を行なうことも可能である。その場合に
は、デ−タ処理制御回路によって、調歩同期式受信にお
けるスタ−ト・ビットの検出や、後続ビットの復調のた
めの前記計数手段の周期的なリセット処理等の制御を行
なえばよい。
【0017】
【発明の効果】以上に述べたように本発明においては、
アクセス装置側の受波器にて、搬送波と同じ周波数成分
の信号を受ければよいように構成されているために、受
信信号の取り込みを無理なく行なうことができ、その上
でデ−タキャリア側の送信変調を受けたときには、受信
信号成分抽出手段にて、変調用周波数信号に応じた交流
成分を抽出するように構成されているために、あるアク
セス装置からデ−タキャリアに対する送信が行なわれた
としても、その影響によって併設された他のアクセス装
置での受信に誤動作が発生することは防止される。すな
わち影響を受ける側のアクセス装置内の受信信号成分抽
出手段については、上記のような状況でも他のアクセス
装置による送信変調の影響を消去するように機能するた
めに、誤受信が引き起こされることはない。従って本発
明によるデ−タキャリア・システムにおいては、併設さ
れたアクセス装置間の相互干渉を減ずるために、全ての
アクセス装置を同期用ケ−ブルで接続するような必要も
解消されるが、本発明によるデ−タキャリア・システム
に対して、あえて上記のような同期用ケ−ブルを介在さ
せることにより、隣接するアクセス装置相互間の通信上
の干渉を、最大限に抑制するということも可能である。
また本発明によれば、併設された他のアクセス装置から
の干渉の場合のみでなく、その他のノイズ原からの影響
に対しても、より受信誤動作を起こしにくいアクセス装
置が実現される。すなわち、他の一般ノイズに対して
も、そのノイズがデ−タキャリア側の送信変調用周波数
信号と同じような周波数帯のものでない限り、受信信号
成分抽出手段において、その影響は取り除かれるため
に、受信誤動作の発生は抑止される。
【0018】なおデ−タキャリア側の送信変調について
は、本発明の場合と同様に変調用周波数信号を利用した
変調を行いながら、アクセス装置側では、最初から搬送
波成分を除去して信号成分のみを取り出す方式、すなわ
ち搬送波周波数と変調用周波数の波形合成された信号
(搬送波周波数をFとし、変調用周波数信号の周波数
をfとしたとき、両者の和であるF+f、または差であ
るF−fの周波数の信号成分)を、直接的にバンドパス
・フィルタによって排他的に抽出する方式も試みられて
いるが、その場合には、搬送波周波数と変調用周波数信
号の周波数とが近いと、変調自体が非常に浅いレベルで
しか起こらないために、デ−タ復調のために必要な信号
成分があまりにも微弱なものとなってしまい、アクセス
装置側における受信は非常に困難なものとなる。しか
も、その傾向はデータキャリア側のアンテナ・コイル
が、並列共振回路を構成している場合にはより顕著とな
るために、本来は通信距離を延ばしたり、通信信頼性を
上げるのに有効な並列共振が、その有効性を発揮しにく
い原因となる。また逆に搬送波周波数と変調用周波数信
号の周波数が離れている(すなわちFと比較してfが小
さい)と、上記の波形合成された信号の周波数(F+f
またはF−f)は、相対的に搬送波の周波数(F)自体
と接近したものとなるために、バンドパス・フィルタ等
の手段で、搬送波から信号成分を分離することは非常に
困難となり、いずれにしても受信復調に難点が生じて、
通信距離や通信信頼性は不十分なものとなる。これに対
して本発明の構成においては、変調用周波数信号の周波
数fを、搬送波周波数Fと比較して1/8乃至1/16
の範囲として必要かつ十分に小さく設定することによ
り、アクセス装置側におけるアンテナの信号の中、すな
わち搬送波周波数Fの信号の中に変調用周波数信号の周
波数fによる包絡線成分が十分に発現するように構成す
るとともに、この包絡線成分に基づいて変調用周波数信
号の周波数fの成分を抽出しているために、受信復調に
必要な信号成分の分離は容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるアクセス装置の構成を示
す回路図である。
【図2】本発明の実施例によるデ−タキャリアの構成を
示す回路図である。
【図3】本発明の実施例におけるデ−タキャリア側の受
信信号を示す波形図である。
【図4】本発明の実施例におけるデ−タキャリア側のレ
ベルシフト後の受信信号を示す波形図である。
【図5】本発明の実施例におけるデ−タキャリア側の受
信復調対象となる受信信号を示す波形図である。
【図6】本発明の実施例におけるデ−タキャリア側の受
信復調対象となる受信信号の包絡線を示す波形図であ
る。
【図7】本発明の実施例におけるデ−タキャリア側の検
波信号を示す波形図である。
【図8】本発明の実施例におけるデ−タキャリア側の送
信信号を示す波形図である。
【図9】本発明の実施例におけるアクセス装置側の受波
器の受信信号を示す波形図である。
【図10】本発明の実施例におけるアクセス装置側の受
信復調対象となる信号を示す波形図である。
【図11】本発明の実施例におけるアクセス装置側の受
信信号成分抽出回路からの出力信号を示す波形図であ
る。
【図12】本発明の実施例におけるアクセス装置側のデ
−タ復調回路を構成する絶対値回路からの出力信号を示
す波形図である。
【図13】本発明の実施例におけるアクセス装置側のデ
−タ復調回路を構成する検波回路からの出力信号を示す
波形図である。
【図14】本発明の実施例におけるアクセス装置側の受
信デ−タを示す波形図である。
【符号の説明】
5 アンテナ 9 受信信号成分抽出回路 12 デ−タ復調回路 13 絶対値回路 14 ダイオ−ド検波回路 15 コンパレ−タ回路 21 アンテナ・コイル 22 整流回路 24 クロック信号生成回路 26 分周回路 27 受信復調回路 30 送信変調用トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06K 17/00 G06K 19/00 - 19/08 H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デ−タ記憶手段として不揮発性半導体メ
    モリを備えたデ−タキャリアと、該デ−タキャリアにア
    クセスするためのアクセス装置とから成るデ−タキャリ
    ア・システムであり、前記アクセス装置は、所定の搬送
    波を放射するためのアンテナと、デ−タ送信時にシリア
    ル送信デ−タに応じて前記搬送波を変調する変調手段
    と、前記デ−タキャリア側から返信される送信信号を受
    けて受信デ−タを復調する受信復調手段とを有して成
    り、前記デ−タキャリアは、前記搬送波を受信するアン
    テナ・コイルと、該アンテナ・コイルを介して受信され
    た搬送波を整流することにより、該デ−タキャリア自身
    を駆動するための電力となる直流電源を生成する整流手
    と、前記受信された搬送波を受けて前記アクセス装置
    からのシリアル送信デ−タを復調する受信復調手段と、
    前記アクセス装置に対してデ−タを返信するための送信
    変調手段とを有して成る双方向通信型デ−タキャリア・
    システムにおいて、前記デ−タキャリア側の送信変調手
    段は、前記受信された搬送波を基準信号として、該搬送
    波の周波数の1/8乃至1/16の範囲の分周周波数を
    有する変調用周波数信号を形成する変調用周波数信号形
    手段と、前記アクセス装置に送信するシリアル送信デ
    −タの内容および前記変調用周波数信号に基づいて、前
    記アンテナ・コイルに対するインピ−ダンスを変化させ
    るスイッチング手段とを含み、かつ前記アクセス装置側
    の受信復調手段は、該アクセス装置側の前記アンテナに
    おける信号の中から、前記変調用周波数信号に対応する
    周波数成分を抽出する受信信号成分抽出手段と、該受信
    信号成分抽出手段からの出力を受けて受信デ−タの復調
    を行なうデ−タ復調手段より成ることを特徴とするデ−
    タキャリア・システム。
  2. 【請求項2】 アクセス装置側において、前記受信信号
    成分抽出手段は、前記アンテナにおける信号の中から、
    前記変調用周波数信号に対応する包絡線成分を抽出する
    フィルタ回路を含んでいることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のデ−タキャリア・システム。
  3. 【請求項3】 データキャリア側において、前記アンテ
    ナコイルが並列共振回路を構成していることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のデ−タキャリア・システ
    ム。
  4. 【請求項4】 アクセス装置側において、前記変調手段
    は、デ−タキャリア側への送信デ−タに応じて前記搬送
    波を振幅変調する手段より成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のデ−タキャリア・システム。
  5. 【請求項5】 デ−タキャリア側において、変調用周波
    数信号形成手段は、前記アンテナ・コイルにて受信され
    た搬送波に基づいて搬送波周波数と同じ周波数のクロッ
    ク信号を生成するクロック信号生成手段と、該クロック
    信号を分周して変調用周波数信号を形成する分周回路と
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    デ−タキャリア・システム。
  6. 【請求項6】 デ−タキャリア側において、アクセス装
    置側に対して送信される前記シリアル送信デ−タのビッ
    ト長さが、前記変調用周波数信号の周期の4倍乃至16
    倍の範囲の長さに設定されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のデ−タキャリア・システム。
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