JP4721605B2 - 振幅変調された交流信号のための復調器 - Google Patents

振幅変調された交流信号のための復調器 Download PDF

Info

Publication number
JP4721605B2
JP4721605B2 JP2001570039A JP2001570039A JP4721605B2 JP 4721605 B2 JP4721605 B2 JP 4721605B2 JP 2001570039 A JP2001570039 A JP 2001570039A JP 2001570039 A JP2001570039 A JP 2001570039A JP 4721605 B2 JP4721605 B2 JP 4721605B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
demodulator
signal
modulation
capacitor
level
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001570039A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003528541A (ja
Inventor
デロヴァ,フランシス
リゾ,ピエール
Original Assignee
エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム
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 エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム filed Critical エステーミクロエレクトロニクス ソシエテ アノニム
Publication of JP2003528541A publication Critical patent/JP2003528541A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4721605B2 publication Critical patent/JP4721605B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/08Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear two-pole elements
    • H03D1/10Demodulation of amplitude-modulated oscillations by means of non-linear two-pole elements of diodes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/08Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
    • H03K5/082Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/061Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピークおよびボトムの検出原理に基づく振幅変調交流信号のための復調器に関するものである。本発明はさらに、このような復調器を備える非接触式デバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明の復調器は、ロングレンジ無線周波数(RF)通信の分野で利用するのが特に有利である。非接触式IC(集積回路)カード(チップカードまたはスマートカードとしても知られている)、電子ラベルまたはタグ、またはバッジ等の非接触式通信可能な携帯デバイスは、一般にリーダとよばれる、読取りおよび/または書込み用のインタロゲータデバイスとの電磁界による通信に基づいて動作する。一般に、このような非接触式デバイスは、並列LC型共振回路に接続された超小型回路を備える。インダクタは外部アンテナであり、コンデンサは超小型回路に組み込まれている。両者は一般に「同調回路」とよばれるものを形成する。
【0003】
一例として、非接触式ICカードの用途において、リーダが13.56MHzの搬送波周波数の電磁信号を送信する。この送信された信号は、一方では、非接触式カードの動作に必要なエネルギーを誘導により取り出すことにより非接触式カードに電力を供給し、他方では、確立したプロトコールに従ってカードとリーダとの間に通信を実現する。従って、非接触式カードがリーダの送信範囲に入るとき、このカードは、搬送波の少なくとも1つのパラメータを変調する変調動作によってリーダと通信する。
【0004】
非接触式デバイスは、その同調回路を介してリーダから、振幅変調された信号を受信する。非接触式デバイスは、搬送波から変調信号を取り出す復調操作によってリーダからのメッセージを解釈する。変調信号の周波数は、搬送波の周波数よりはるかに小さく、一般に約10kHz程度である。
【0005】
RF通信の品質と信頼性は、とりわけリーダと非接触式デバイスとの間の距離に直接関係する。リーダと非接触式デバイスとの間のRF通信の距離またはレンジは、非接触式デバイスの共振回路とリーダの送信周波数との間の同調周波数と、変調信号の復調の品質とを含めた複数のパラメータに関係する。
【0006】
変調信号の復調の品質は、非接触式デバイスとリーダとの間の距離、並びにリーダの送信範囲内でのデバイスの変位速度に直接関係する。上記の範囲が大きければ大きいほど、また、デバイスがステルス性が高いほど、復調はエラーになりやすい。
【0007】
図1は、非接触式デバイスの入力段のブロック図である。搬送波周波数を中心周波数とした共振回路は、変調された電磁波信号を受信する。整流器ブリッジは、非接触式デバイスに電力を供給するためにDC電圧を発生する。整流器ブリッジの出力電圧Vdbは、整流後のDC電圧を表し、また、非接触式デバイスの自己給電に必要なエネルギーと被変調信号の情報との両方を含む。
【0008】
100%振幅変調を用いる用途では、ダイオードが、負荷から共振回路を分離して、電流が共振回路に戻る可能性を完全に排除する。リミッタによって電源電圧Vddを閾値、例えば4V以下に維持することができる。変調信号をVdbにおいて分離するために、抵抗器をVdbとダイオードとの間に配置するのが有利である。このようにして、リーダから来る被変調信号の復調は、非接触式デバイスの整流器ブリッジの出力において、信号Vdbから直接実行される。
【0009】
図2は、従来の振幅復調デバイスの概略図である。
まず第一に、信号VdbがRC型低域フィルタによって処理され、搬送波の成分が除去され、かつ、そこから一般に基準変調信号Vmodとよばれる被変調信号の包絡線およびその連続的な成分DCが抽出される。その第1のフィルタには数十kHzの遮断周波数を選択することができる。次に、遮断周波数が変調信号Vmodの周波数以下、例えば数kHzの別の低域フィルタによって、連続的なDCレベルDCが取り出される。次に、基準変調信号Vmodとその連続的なDCレベルDCとを比較することによって復調信号Vdemodを得ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このような復調デバイスにはまさしくその構造に起因する多くの制約がある。実際には、連続的なDCレベルDCは、リーダの送信範囲内でのカードの位置およびその変位速度の関数として大きく変わる。この状況では、常に信頼できる比較レベルを生成するのは難しい。この問題は、大きいレンジ、すなわち約50cm〜約1mが要求される用途でさらに深刻になる。
【0011】
図3aから図3cのグラフは、従来の復調デバイスの限界値を示している。図3aには基準変調信号Vmodがその連続的なDCレベルDCとともに示されている。図3bには復調信号Vdemodが示されている。或る種の変調を検出できない可能性があること、および、デバイスによって識別された変調は完全に識別されてるとは限らない、すなわち、変調の開始および終了が正確に識別されていないことがわかるであろう。
【0012】
図3cは、本発明の目的を示しており、本発明の目的は、リーダによって送信された全ての被変調信号の開始および終了を正確に識別することができる、非接触式デバイスのための復調器を製造することにある。
【0013】
本発明の目的は、従来技術の上記欠点を克服し、「ピークおよびボトムの検出」の原理に基づくアクティブ復調器を提案することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の復調器は、「アクティブ」であるといわれる、すなわち、ダイナミックに変調された信号に応じて、復調の開始および終了を正確に識別することができるようにする低い(低い方の)閾値および高い(高い方の)閾値を生成することができる。
このような復調器は、主として、被変調信号の開始および終了をそれぞれ検出するように最適化された2つの独立した復調器からなる。
【0015】
本発明の目的は特に、
(1)被変調信号から基準変調信号を取り出すためのピーク検出セルと、
(2)基準変調信号のピークを検出して、高い方の比較閾値を生成し、変調の開始を識別する第1の復調器と、
(3)基準変調信号のボトムを検出して、低い方の比較閾値を生成し、変調の終了を識別する第2の復調器と、
(4)復調信号を出力するための論理ユニットと
を備えることを特徴とする振幅変調された信号のための復調器を提供することにある。
【0016】
一つの特徴によれば、ピーク検出セルは
(1)被変調信号が入力されるダイオードと、
(2)電流源と並列なコンデンサと
を備え、基準変調信号が、コンデンサの端子における充放電電圧である。
一つの特徴によれば、ピーク検出セルはさらに、基準変調電圧のレベルシフトされたコピー電圧を生成する。
【0017】
一つの特徴によれば、第1の復調器は、基準変調信号のレベルシフトされたコピー信号を生成するようになっており、また、第1の復調器は、高い方の比較閾値を生成するために、レベルシフトされた基準変調信号のピークを検出するための検出セルとを備えており、変調の開始を決定するために、高い方の閾値とレベルシフトされた基準信号との交叉を検出するように一つの比較器が設けられる。
【0018】
好ましい一実施例では、第1の復調器のピーク検出セルは、変調がない場合は導通しかつ変調のある間は遮断状態に置かれる少なくとも一つのトランジスタを備え、このトランジスタは、電流ミラーと並列なコンデンサと直列に接続され、電流ミラーによるコンデンサの放電によって変調の開始が識別される。
【0019】
具体的な特徴によれば、高い方の比較閾値はコンデンサの端子における放電電圧をレベルシフトすることによって生成される。
一実施例では、放電勾配が50〜100kV/sである。
他の特徴によれば、第2の復調器は、基準変調信号のレベルシフトされたコピー信号を生成するようになっており、また、第2の復調器は、低い方の比較閾値を生成するために、レベルシフトされた基準信号のボトムを検出するためのセルを備えており、変調の終了を決定するために低い方の閾値とレベルシフトされた基準信号との交叉を検出するために一つの比較器が設けられる。
【0020】
好ましい一実施例では、第2の復調器のボトム検出セルが、変調がない場合は遮断状態に置かれかつ変調のある間は導通している少なくとも一つのトランジスタを備え、このトランジスタは、電流ミラーと直列なコンデンサと並列に接続され、電流ミラーによるコンデンサの再充電によって変調の終了が識別される。
具体的な特徴によれば、低い方の比較閾値は、コンデンサの端子における充電電圧をレベルシフトすることによって生成される。
一実施例では、充電勾配が50〜100kV/sである。
【0021】
他の特徴によれば、論理ユニットは、ピーク検出復調器およびボトム検出復調器の比較器によってそれぞれ制御される2つのラッチを備える。
他の特徴によれば、復調器は、基準変調信号を、復調器の電源電圧以下に維持するためのフィードバック制御システムをさらに備える。
【0022】
本発明の目的はさらに、このような復調器を備えるICカード型の非接触式デバイスを提供することにある。
一つの特徴によれば、このデバイスは、最大3m/sの変位速度と最大1mの距離で、読取り書込みデバイスと通信することができる。
【0023】
本発明の復調器は、変調の開始および終了を極めて正確に決定することができる。従って、被変調信号のDCレベルの大きな変化に関連した制約から解放される。
従って、本発明の復調器は、非接触式デバイスとリーダとの間に広い送信範囲および速い変位速度が要求される用途で使用することができる。
本発明の上記以外の特徴及び利点は、添付図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。しかし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、搬送波周波数が13.56MHzでありかつ変調指数が10%である振幅変調された信号をリーダから受信する非接触式カードの場合について説明する。そして、この用途では、リーダの送信範囲内においてカード変位速度が最大3m/s、RF通信範囲が少なくとも1m必要である。
【0025】
本発明の復調器のブロック図である図4を参照すると、被変調信号Vdbはまず最初に、「ピーク検出セル」DCRによって処理され、これによって基準変調信号Vpeakが取り出される。
次に、並列された2つの独立した復調器FEおよびREが、変調の開始と終了とをそれぞれ検出し、次にこれらの中間結果を、論理回路によってディジタル処理し、復調信号を生成する。
【0026】
第1の復調器は、基準変調信号Vpeakの高い方の閾値を検出し、かつ、Vpeakの電圧の降下(本実施例では10%変調によって生じる降下)で変調の開始を識別するので、以降「立下りエッジ」FEとよぶ。
第2の復調器は、基準変調信号Vpeakのボトム(10%変調に対応するボトム)を検出してこの変調に特有の低い方の閾値を生成し、かつ、電圧Vpeakが再び上昇する時に変調の終了を識別するので、以降「立上りエッジ」REとよぶ。
【0027】
このようにして、被変調信号の変化に追従して、変調の開始および終了をリアルタイムに再現するダイナミックな復調器が得られる。
本発明の復調器は、その復調を実行するための多くの電子ユニットを備える。これらの種々のブロックは、図7の回路図に示されている。この図は非接触式カードまたは電子バッジで実現される単なる一実施例を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【0028】
最初、被変調信号Vdbから基準変調信号(包絡線信号)を取り出して、被変調信号Vdbから搬送波成分を除去する。
そのためには、図5に示す基本セルによって、第1ピーク検出DCRを行う。このようなセルは、基本的にダイオードと、コンデンサと、直流源とからなり、被変調信号Vdbから基準変調信号Vpeakを取り出すことを可能にする。
【0029】
両極性を持つ交番信号である被変調信号Vdbを処理する時には、Vdbのプラスのサイクルの間のみ、すなわち、Vdb−Vpeak>Vd(ここでVdはダイオードの閾値電圧である)の間のみ、コンデンサCが充電される。この関係が維持されなくなると、基本セルのダイオードが遮断状態になり、コンデンサCがメモリ効果を発揮する。すなわち、ダイオードが遮断状態になった時点で、高い精度でVpeak=Vdb(peak)-Vdとなっている。そのあと、コンデンサCは定電流で放電され、Vpeakは、dVpeak/dt=−i/Cの関係に従って低下する。
【0030】
従って、搬送波に起因する成分を制限しながら、減衰なく変調信号を復元するために、例えば数十kHzの適当な時定数を選択する必要がある。実際には、変調信号の周波数は、搬送波の周波数と比べて低い。
図6は、図5の基本セルによって被変調信号Vdbから取り出される基準変調信号Vpeakを示すグラフである。
【0031】
V1が変調深度(例えば10%)であり、かつ、V2が、取り出された信号Vpeak上に現われる搬送波に起因する成分である場合、V2をVpeak上の雑音レベルとみなすことができる。搬送波周波数Fcとすると、搬送波の完全な1サイクルにわたるコンデンサの放電に対応する値V2(max)=i/(C*Fc)を推定することができる。
図7の実施例では、基準変調信号Vpeak1は、アンテナから来る被変調信号Vdbから直接取り出される。電流ミラーM4およびコンデンサC13のパラメータは、600kV/sのVpeak1の放電勾配が得られるように規定される。
【0032】
複数の非接触式カードを用いて行った各シミュレーションでは、さらに1μsで500mVの最大変調、すなわち500kV/sの勾配を確立することができ、これは、本発明の復調器のピーク検出セルDCRの放電勾配(600kV/s)より小さい。
搬送波に起因する成分V2は、13.56MHzの搬送波周波数で44mVと推定することができる。従って、この雑音レベルは、500mVの変調深度では許容可能である。
【0033】
基準被変調信号Vpeak1のコピー信号Vpeak2は、ダイオードを用いる単純なレベルシフトによって生成される。これらの2つの信号VpeaklおよびVpeak2は、そのあと、復調器FEおよびREによってそれぞれ用いられ、これらの結果は、図7には示されていない論理ユニットによって処理される。
【0034】
本発明の復調器はさらに、フィードバック制御システムを備え、このフィードバック制御システムは、例えば2V〜5Vの範囲にあるその電源電圧にかかわりなく、基準被変調信号Vpeak1を、復調器でダイナミックに許容される最高点に設定することができる。高電圧のトランジスタM9は、被変調信号レベルVdbの関数として変化する電流を抵抗器RX3を通して引き出す。このようにして、Vdbと電源電圧との間の可変のレベルシフトが得られる。
【0035】
図7および図8を参照して変調の開始を識別する復調器FEの動作を説明する。
この復調器FEもピーク検出原理に基づいているが、フォロワ構成においてダイオードの代わりにNMOSトランジスタを用いる。図7で示すように、トランジスタM17およびMl8は、電流ミラーM5およびM6によってバイアスされるフォロワとして接続されたトランジスタである。
【0036】
トランジスタM17は、トランジスタMl7の閾値電圧、例えばO.7Vに対応するVtをレベルシフトして、基準変調信号Vpeak1のコピー信号Vmodulを生成する。
トランジスタM18は、ピーク検出基本セルDCRのダイオードのように機能し、信号Vmodul上に、高い方の閾値Vdcmodを生成する。VdcmodはコンデンサC14の両端間の電圧を表す。
【0037】
変調がない場合、トランジスタM18はコンデンサCl4を充電し、この場合、Vdcmod=Vmodul(Vdcmodは被変調信号のピークにある)である。振幅変調が開始するときに電圧Vpeak1が降下し、このときVpeak1−Vt <Vmodulとなる。トランジスタM28がオフになり、トランジスタM18をバイアスする電流ミラーM5によってコンデンサC14が定電流で放電される。この時Vdcmodは定電流でのコンデンサC14の放電を表す。Vdcmodの放電勾配は75kV/sで固定される。
【0038】
この放電は変調に対して遅いが、カードがリーダから離れるときには電源の起こりうる降下よりも速くなければならない。カードがリーダに対して3m/sで50cmの範囲を移動することを考慮し、かつ、第1近似として内部電源電圧がカードとリーダとの間の通信距離に比例することを考慮すると、1/6秒で50cmにわたって2Vから4Vへの変化がみられ、これは、75kV/sと比べるならば、12V/sの最小放電勾配になる。
【0039】
Vdcmodは、信号Vmodulのピークを識別する。比較閾値をつくるために、バイアス電流が通過する抵抗RXOでの電位降下を用いてVdcmodshiftとしてVdcmodを再現する。このようにして、VdcmodとVdcmodshiftとの間のヒステリシスの前に約110mVのレベルシフトが得られる。
【0040】
変調の開始は、VmodulとVdcmodshiftとが交叉することによって決定される。これらの2つの信号は、搬送波に起因する起こりうる多数の遷移を排除するのに十分な50mVのヒステリシスを持つ比較器によって処理される。従って、変調の開始の検出をトリガーするための閾値は約160mVであり、この値は変調深度が500mVの場合に比較的正確なものであり、44mVと推定される搬送波に起因する成分とは決して混同しない。
【0041】
同様に、復調器REによる変調終了の検出の原理を図9で説明する。
復調器FEは、被変調信号のピークを追跡して、被変調信号のピークより低い閾値を生成して変調の開始を識別するが、復調器REは、被変調信号のボトム(この間は変調がある)を追跡して、被変調信号のボトムより高い閾値を生成して変調の終了を識別する。
そのためには、ボトムのレベルを記憶するために急速にコンデンサを放電でき、次に、比較閾値を生成できる再充電勾配をつくるためにそのコンデンサを定電流で再充電できる必要がある。
【0042】
これは、電流ミラーM30、M25、M28によってバイアスされる、フォロワ構成のNMOSトランジスタM31およびPMOSトランジスタM26およびM27によって達成される。トランジスタM31は、VmodulshiftとしてVpeak2をコピーし、トランジスタM27は、Vmodinfを、約1Vに等しいVtpだけレベルシフトされたVmodulshiftとしてコピーする。
【0043】
この二重コピーの目的は、後で比較用に用いられる信号Vmodinfを、システムのダイナミックレンジ内の中心に置き直すことにある。実際には、Vpeak1はフィードバック制御によってほぼ電源のレベルに維持される。Vmodulshiftは、Vpeak2のレベルシフトされたコピー、すなわちダイオード閾値+NMOSトランジスタ閾値、すなわちl.4VレベルシフトされたVpeak1のコピーである。ここで、復調器REでの検出がPMOSトランジスタによって行われるとすると、信号のレベルを上げる必要があり、そのため、ほぼVpeakl−0.4Vに対応すると共に復調器REの比較器の入力ダイナミックレンジ内に維持されるVmodinfを用いて動作する。
【0044】
信号Vmodinfのボトムでの低い方の閾値は、コンデンサC19の端子での電圧Vdcmodinfによって表される。
変調がない場合はコンデンサC19は充電される。変調が起こるときにVmodulshiftは下がり、Vdcmodinf−Vtpより低くなる。VdcmodinfがVmodulshift+Vtpのレベルに戻らない限り、トランジスタM26は導通状態になり、コンデンサC19を急速に放電する、すなわちVdcmodinf=Vmodinfである。このようにして、被変調信号VmodinfのコピーのボトムにおいてVdcmodinfが確かに得られる。
【0045】
変調が終わると、Vmodulshiftは再度上昇し、トランジスタM26のオフとなり、コンデンサC19に電流が引き出されなくなる。次に、コンデンサC19は電流ミラーM25によって定電流で再充電される。復調器REの時定数は、復調器FEの時定数と同一になるよう選択され、すなわち本実施例では75kV/sである。
【0046】
信号Vdcmodinfは信号Vmodinfのボトムを識別する。前と同様に、比較閾値をつくるために、Vdcmodinfは、バイアス電流が流れる抵抗RX4での電位の降下だけシフトされてVdcmodinfshiftとしてコピーされる。このようにして、VdcmodinfとVdcmodinfshiftとの間のヒステリシスの前にほぼ75mVのレベルシフトが得られる。
【0047】
変調の終了は、VmodinfとVdcmodinfshiftとが交叉することによって決定される。これらの2つの信号は、50mVのヒステリシスを持つ復調器FEで用いたのと同じ比較器によって処理される。従って、変調終了の検出用閾値のトリガーは約125mVである。
図11に示すように、本発明の復調器によって復調される信号は、2つの復調器FEおよびREの2つの比較器の出力の論理処理値に対応する。
【0048】
図10は、比較器の出力信号を示すグラフである。被変調信号の形はグラフ「modul」によって示され、復調器FEの比較器の出力は、変調の開始を正確に識別するグラフ「demodFE」によって表され、復調器REの比較器の出力は、変調の終了を正確に識別するグラフ「demodRE」によって表される。復調信号は、最後のグラフで表される。
【0049】
本発明の復調器の論理回路は、被変調信号と比較閾値との最初の交叉を検出するように構成されており、2番目の交叉は本実施例では有効な情報を持っていない。
図11に示すように、比較器FEによって検出された最初の交叉は、第1のラッチD1を起動させて変調の開始を知らせ、比較器REによって検出された最初の交叉は、第2のラッチD2を起動させて変調の終了を知らせる。
図12aから図12cは、本発明の復調器を用いた信号Vdbの復調のシミュレーションを示すグラフである。図12cのグラフには復調の正確な精度がよく示されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 非接触式デバイスの入力段のブロック図。
【図2】 従来の信号復調装置の機能ブロック図。
【図3】 図3aは変調信号とそのDCレベルを示すグラフであり、図3bは従来のデバイスで復調される信号を示すグラフであり、図3cは本発明の復調器での変調信号を示すグラフである。
【図4】 本発明の復調器の機能ブロック図。
【図5】 「ピーク」検出のための基本セルの機能図。
【図6】 被変調信号の基準変調信号を示すグラフ。
【図7】 非接触式デバイスにおける本発明の復調器の実行を示すブロック図。
【図8】 本発明の復調器による変調の開始の検出を示す概念図。
【図9】 本発明の復調器による変調の終了の検出を示す概念図
【図10】 本発明の復調器によって復調される信号を示すグラフ。
【図11】 本発明の復調器の論理ユニットを示す図。
【図12】 図12aは被変調信号を示すグラフであり、図12bは基準変更信号を示すグラフであり、図12cは本発明の復調器によって変調された信号を示すグラフである。

Claims (15)

  1. (1)振幅変調された信号(Vdb)から基準変調信号(Vpeak1)を取り出すためのピーク検出セル(DCR)と、
    (2)基準変調信号(Vpeak1)のピークを検出して、高い方の比較閾値を生成し、変調の開始を識別する第1の復調器(FE)と、
    (3)基準変調信号(Vpeak1)のボトムを検出して、低い方の比較閾値を生成し、変調の終了を識別する第2の復調器(RE)と、
    (4)復調信号(Vdemod)を出力するための論理ユニットと
    を備えることを特徴とする振幅変調された信号(Vdb)のための復調器。
  2. 前記ピーク検出セル(DCR)が
    (1)被変調信号(Vdb)が入力されるダイオードと、
    (2)電流源(I)と並列なコンデンサ(C)と
    を備え、基準変調信号(Vpeak1)がコンデンサ(C)の両端子間の充放電電圧であることを特徴とする請求項1に記載の復調器。
  3. 前記ピーク検出セル(DCR)がさらに、基準変調電圧(Vpeak1)のレベルシフトされたコピー信号(Vpeak2)を生成することを特徴とする上記請求項のいずれか一項に記載の復調器。
  4. 第1の復調器(FE)が、基準変調信号(Vpeak1)のレベルシフトされたコピー信号(Vmodul)を生成し、かつ、第1の復調器(FE)が、高い方の比較閾値(Vdcmodshift)を生成するために、レベルシフトされた基準信号(Vmodul)のピーク(Vdcmod)を検出するための検出セルを備え、変調の開始を決定するために高い方の閾値(Vdcmodshift)とレベルシフトされた基準信号(Vmodl)との交叉を検出するために1つの比較器が設けられることを特徴とする上記請求項のいずれか一項に記載の復調器。
  5. 第1の復調器(FE)のピーク検出セルが、変調がない場合は導通しかつ変調のある間は遮断状態にある少なくとも一つのトランジスタ(M18)を備え、このトランジスタ(M18)は電流ミラー(M5)と並列なコンデンサ(C14)と直列に接続され、変調の開始が電流ミラー(M5)によるコンデンサ(C14)の放電によって識別されることを特徴とする請求項4に記載の復調器。
  6. 高い方の比較閾値(Vdcmodshift)がコンデンサ(C14)の端子における放電電圧(Vdcmod)をレベルシフトすることによって生成されることを特徴とする請求項4または5に記載の復調器。
  7. 放電電圧(Vdcmod)の放電勾配が50〜100kV/sであることを特徴とする請求項6に記載の復調器。
  8. 第2の復調器(RE)が、基準変調信号(Vpeak1)のレベルシフトされたコピー信号(Vmodinf)を生成し、かつ、第2の復調器(RE)が、低い方の比較閾値(Vdcmodinfshift)を生成するために、レベルシフトされた基準信号(Vmodinf)のボトム(Vdcmodinf)を検出するためのセルを備え、変調の終了を決定するために低い方の閾値(Vdcmodinfshift)とレベルシフトされた基準信号(Vmodinf)との交叉を検出するために1つの比較器が設けられることを特徴とする上記請求項のいずれか一項に記載の復調器。
  9. 第2の復調器(RE)のボトム検出セルが、変調がない場合は遮断状態に置かれかつ変調のある間は導通している少なくとも一つのトランジスタ(M26)を備え、このトランジスタ(M26)は電流ミラー(M25)と直列なコンデンサ(C19)と並列に接続され、変調の終了が電流ミラー(M25)によるコンデンサ(C19)の再充電によって識別されることを特徴とする請求項8に記載の復調器。
  10. 低い方の比較閾値(Vdcmodinfshift)が、コンデンサ(C19)の端子における充電電圧(Vdcmodinf)をレベルシフトすることによって生成されることを特徴とする請求項8または9に記載の復調器。
  11. 充電電圧(Vdcmodinf)の充電勾配が50〜100kV/sであることを特徴とする請求項10に記載の復調器。
  12. 前記論理ユニットが、ピーク検出復調器(FE)およびボトム検出復調器(RE)の比較器によってそれぞれ制御される2つのラッチ(D1、D2)を備えることを特徴とする上記請求項のいずれか一項に記載の復調器。
  13. 基準変調信号(Vpeak1)を復調器の電源電圧以下に維持するためのフィードバック制御システムをさらに備えることを特徴とする上記請求項のいずれか一項に記載の復調器。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の復調器を備えるICカード型の非接触式デバイス。
  15. 最大3m/sの変位速度と最大1mの距離で読取り書込みデバイスと通信することができることを特徴とする請求項14に記載のデバイス。
JP2001570039A 2000-03-21 2001-03-20 振幅変調された交流信号のための復調器 Expired - Fee Related JP4721605B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0003606A FR2806855B1 (fr) 2000-03-21 2000-03-21 Demodulateur d'un signal alternatif module en amplitude
FR00/03606 2000-03-21
PCT/FR2001/000832 WO2001071997A1 (fr) 2000-03-21 2001-03-20 Demodulateur d'un signal alternatif module en amplitude

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003528541A JP2003528541A (ja) 2003-09-24
JP4721605B2 true JP4721605B2 (ja) 2011-07-13

Family

ID=8848341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001570039A Expired - Fee Related JP4721605B2 (ja) 2000-03-21 2001-03-20 振幅変調された交流信号のための復調器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7215723B2 (ja)
EP (1) EP1269702B1 (ja)
JP (1) JP4721605B2 (ja)
AU (1) AU2001244281A1 (ja)
FR (1) FR2806855B1 (ja)
WO (1) WO2001071997A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2835119B1 (fr) 2002-01-24 2005-03-18 St Microelectronics Sa Demodulateur a large dynamique pour cartes a puce ou etiquettes sans contact
US7545892B2 (en) 2002-08-22 2009-06-09 Infineon Technologies Ag Method and circuit for controlling the input signal for a contactless transponder
JP4122337B2 (ja) * 2002-08-22 2008-07-23 インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト 非接触トランスポンダの入力信号を調整する方法
EP1457914A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-15 3M Innovative Properties Company A transponder authentication system and method for authenticating a transponder
US7579906B2 (en) * 2004-11-12 2009-08-25 National Semiconductor Corporation System and method for providing a low power low voltage data detection circuit for RF AM signals in EPC0 compliant RFID tags
KR100936200B1 (ko) 2005-02-28 2010-01-11 후지쯔 가부시끼가이샤 복조 회로 및 전자기기
GB2433389B (en) * 2005-05-20 2008-04-30 Innovision Res & Tech Plc Near field RF communicators
US7971794B2 (en) * 2008-02-07 2011-07-05 Infineon Technologies Ag Actively regulated modulation index for contactless IC devices
US8723651B2 (en) 2010-07-01 2014-05-13 Intelleflex Corporation Variable rate preamble detection using ratiometric methods
US9537690B1 (en) 2015-07-10 2017-01-03 Keysight Technologies, Inc. Method and apparatus for extraction of baseband waveform from amplitude modulated signal via time domain sampling
US11056930B2 (en) * 2019-05-31 2021-07-06 Sigmasense, Llc. Wireless power transfer and communications

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638183A (en) * 1969-03-07 1972-01-25 Licentia Gmbh Threshold value circuit
US4362996A (en) * 1980-11-10 1982-12-07 Hewlett-Packard Company Method and means for an accurate wideband peak detector
US4672238A (en) * 1985-01-08 1987-06-09 Nec Corporation Signal detecting circuit
US4943736A (en) * 1988-01-26 1990-07-24 Sharp Kabushiki Kaisha Waveform converting apparatus
JPH09247219A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Fujitsu Ltd 信号判定器
JPH1013361A (ja) * 1996-06-27 1998-01-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光受信器
JPH1038931A (ja) * 1996-07-30 1998-02-13 Yazaki Corp センサ信号処理装置
JPH1188449A (ja) * 1997-09-11 1999-03-30 Toshiba Corp Ask復調装置
WO1999042948A1 (de) * 1998-02-17 1999-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Datenträger zum kontaktlosen empfang von daten und energie und verfahren zum betreiben eines solchen
US6031419A (en) * 1997-09-23 2000-02-29 Stmicroelectronics S.A. Demodulator for contactless chip card
JP2000078211A (ja) * 1998-09-03 2000-03-14 Sony Corp 情報復調装置および方法、並びに提供媒体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01265718A (ja) * 1988-04-18 1989-10-23 Toshiba Corp シュミットトリガ回路
US4914398A (en) * 1988-08-01 1990-04-03 International Business Machines Corporation Method and circuitry to suppress additive disturbances in data channels containing MR sensors
US5025251A (en) * 1989-06-29 1991-06-18 Motorola, Inc. Self-tuning direct coupled data limiter of a battery saver type paging receiver
SG65654A1 (en) * 1997-06-02 1999-06-22 Motorola Inc Circuit for tracking rapid changes in mid-point voltage of a data signal
JPH11234349A (ja) * 1998-02-17 1999-08-27 Fujitsu Ltd バーストパルス幅補償回路及びパルス幅補償方法
FR2835119B1 (fr) * 2002-01-24 2005-03-18 St Microelectronics Sa Demodulateur a large dynamique pour cartes a puce ou etiquettes sans contact

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638183A (en) * 1969-03-07 1972-01-25 Licentia Gmbh Threshold value circuit
US4362996A (en) * 1980-11-10 1982-12-07 Hewlett-Packard Company Method and means for an accurate wideband peak detector
US4672238A (en) * 1985-01-08 1987-06-09 Nec Corporation Signal detecting circuit
US4943736A (en) * 1988-01-26 1990-07-24 Sharp Kabushiki Kaisha Waveform converting apparatus
JPH09247219A (ja) * 1996-03-08 1997-09-19 Fujitsu Ltd 信号判定器
JPH1013361A (ja) * 1996-06-27 1998-01-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光受信器
JPH1038931A (ja) * 1996-07-30 1998-02-13 Yazaki Corp センサ信号処理装置
JPH1188449A (ja) * 1997-09-11 1999-03-30 Toshiba Corp Ask復調装置
US6031419A (en) * 1997-09-23 2000-02-29 Stmicroelectronics S.A. Demodulator for contactless chip card
WO1999042948A1 (de) * 1998-02-17 1999-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Datenträger zum kontaktlosen empfang von daten und energie und verfahren zum betreiben eines solchen
JP2000510633A (ja) * 1998-02-17 2000-08-15 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト データおよびエネルギの無接点受信のためのデータキャリア、およびこのようなデータキャリアの作動方法
JP2000078211A (ja) * 1998-09-03 2000-03-14 Sony Corp 情報復調装置および方法、並びに提供媒体

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001244281A1 (en) 2001-10-03
FR2806855A1 (fr) 2001-09-28
EP1269702A1 (fr) 2003-01-02
JP2003528541A (ja) 2003-09-24
EP1269702B1 (fr) 2013-01-23
US20030128070A1 (en) 2003-07-10
FR2806855B1 (fr) 2002-06-21
WO2001071997A1 (fr) 2001-09-27
US7215723B2 (en) 2007-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3293610B2 (ja) 電磁トランスポンダ及び端末間の距離の検出
JP4854604B2 (ja) 半導体集積回路、それを搭載したカードおよびその動作方法
US8188787B2 (en) Peak detector for detecting peaks in a modulated signal
US7405659B1 (en) RFID tag switched capacitor slicer threshold
US7003680B2 (en) Contactless apparatus and card-type device having clock rectifier that is independent of power rectifier and demodulator with RC time constant based on selectable resistor
JP3931500B2 (ja) 非接触icカードおよびそのデータ処理方法
JP4721605B2 (ja) 振幅変調された交流信号のための復調器
JP3531477B2 (ja) 非接触カードの通信方法及び該通信に用いる集積回路
JPH08167012A (ja) データ記憶媒体
RU2213425C2 (ru) Способ демодуляции сигнала с амплитудной манипуляцией со сдвигом и демодулятор сигнала с амплитудной манипуляцией со сдвигом
US20060022803A1 (en) Semiconductor device and IC tag for transmitting/receiving data in radio communication
US6784785B1 (en) Duplex transmission in an electromagnetic transponder system
EP1509999B1 (en) Demodulator using digital circuitry
US7289028B2 (en) Transponder with two supply voltages
US6828853B2 (en) Wide dynamic range demodulator for smart cards or contactless tickets
JPH06325229A (ja) 携帯可能な情報記録媒体
US7439800B2 (en) Amplitude demodulator for an electromagnetic transponder
KR100556222B1 (ko) 고 레벨과 저 레벨 사이의 진폭 변동에 의해 (ask)변조되는 전압을 복조하기 위한 회로 장치
KR100426303B1 (ko) 스마트 카드
JP2005236998A (ja) 非接触icカード
US20170206386A1 (en) Smart objects
JP2005222278A (ja) 非接触ic媒体用インレットおよび非接触ic媒体ならびにそれを用いた通信システム
JP2007133734A (ja) 半導体集積回路および非接触型情報媒体
JP2000078054A (ja) 非接触式icカードシステム用受信回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101222

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110315

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110405

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees