JP5047583B2 - Non-contact data carrier read / write device - Google Patents

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Description

本発明は、非接触データキャリアにデータを読み書きするアンテナ回路およびアンテナ出力回路を備える非接触データキャリア読み書き装置に関する。 The present invention relates to an antenna circuit for reading and writing data from and to a non-contact data carrier, and a non-contact data carrier reading and writing apparatus including an antenna output circuit.

従来、非接触ＩＣカードやＲＦタグは、鉄道改札などの交通分野をはじめ、在庫管理、運転免許証やパスポートなどで利用されている。上記利用に伴い、非接触ＩＣカードやＲＦタグ用のリーダライタも固定機器または電池駆動の携帯端末に組み込まれている。携帯端末が密着に近い状態で使用されることから、交通改札に求められる大きな通信距離は不要であるため、携帯端末での非接触ＩＣカード等のリーダライタでは、低電圧、低消費電力で駆動可能であることがより重要となる。ここで、携帯端末に内蔵される非接触ＩＣカード等のリーダライタへの電源供給手段は一般に電池であり、単一セルのリチウムイオン電池が多く使われている。そのため、利用可能な駆動電圧や消費電力に大きな制限を受けることとなる。しかし、従来技術のＩＣカードリーダライタでは、５Ｖ以上の高い電圧を必要とするうえ、リニア増幅器を使用したものでは電力効率が悪いため、電池駆動とするには、昇圧が必要であったり、発熱したり、使用可能時間が短いなどの欠点があった。そこで、上記の問題に対処するため、ＩＣカードリーダライタの電力増幅器としてＤ級アンプやＥ級アンプのようなパルス増幅器で構成したり、設置環境に応じて動的にアンテナ出力を制御したり、動的にアンテナ回路の整合を行ったりすることが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３５５２１２号公報 Conventionally, non-contact IC cards and RF tags are used in the field of transportation such as railway ticket gates, inventory management, driver's licenses and passports. Along with the above use, contactless IC cards and reader / writers for RF tags are also incorporated in fixed devices or battery-driven portable terminals. Since the mobile terminal is used in close contact, the large communication distance required for traffic ticket gates is not required. Therefore, reader / writers such as non-contact IC cards in mobile terminals are driven with low voltage and low power consumption. It is more important that it is possible. Here, a power supply means to a reader / writer such as a non-contact IC card built in a portable terminal is generally a battery, and a single cell lithium ion battery is often used. For this reason, the drive voltage and power consumption that can be used are greatly limited. However, the IC card reader / writer of the prior art requires a high voltage of 5 V or more, and the one using a linear amplifier has poor power efficiency. And there are drawbacks such as short usable time. Therefore, in order to cope with the above problems, the power amplifier of the IC card reader / writer is configured with a pulse amplifier such as a class D amplifier or a class E amplifier, or the antenna output is dynamically controlled according to the installation environment. It has been proposed to dynamically match antenna circuits (see Patent Document 1).
JP 2004-355212 A

しかしながら、上記の非接触データキャリア読み書き装置では、スイッチング動作による電力増幅により電力効率を改善することは可能であるが、電力増幅を１つの増幅素子を使用するシングル構成で行っているため、携帯機器に組み込んで使用する場合、大きな電源電圧が必要となり、非接触データキャリア読み書き装置用に電源電圧の昇圧が必要となり、昇圧のための電力ロスの発生、昇圧回路による大型化、コストアップなどの問題があった。当該問題における具体的な解決手段は、特許文献１に開示されていなかった。また、アンテナ回路を動的にアンテナ出力回路に整合させることにより効率化を図ることが開示されているが、アンテナ回路には可動部品が必要となり、アンテナ回路が大型化するといった問題があった。更に、パルス増幅器の使用時、アンテナ出力回路の出力制御の方法として方形波パルスのデューティー比を変えることが提案されているが、デューティー比を変えると、同時に高調波も増加し、当該高調波を除去する低域フィルタが大掛かりなものになり、アンテナ出力回路が大型化するといった問題があった。   However, in the above non-contact data carrier read / write device, although it is possible to improve power efficiency by power amplification by switching operation, since power amplification is performed in a single configuration using one amplification element, portable devices When it is used in a device, a large power supply voltage is required, and it is necessary to boost the power supply voltage for a non-contact data carrier read / write device, causing power loss due to boosting, increasing the size of the booster circuit, increasing costs, etc. was there. No specific solution to the problem has been disclosed in Patent Document 1. Further, although it has been disclosed that efficiency is improved by dynamically matching the antenna circuit to the antenna output circuit, there is a problem in that the antenna circuit requires a movable part and the antenna circuit becomes large. Furthermore, when using a pulse amplifier, it has been proposed to change the duty ratio of the square wave pulse as a method for controlling the output of the antenna output circuit. However, when the duty ratio is changed, the harmonics increase at the same time, and the harmonics are reduced. There is a problem that the low-pass filter to be removed becomes large and the antenna output circuit becomes large.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、小型で安価、かつ電源効率の良い非接触データキャリア読み書き装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a non-contact data carrier read / write device that is small, inexpensive, and has high power efficiency.

上記目的達成のため、本発明に係る非接触データキャリア読み書き装置では、所定の搬送波を出力する搬送波発振器と、送信データの２つの値に応じて電源電圧を２種類の電圧に変化させて変調する変調回路と、前記変調回路で変調された２種類の電圧に応じて、前記搬送波と同一の周波数を有する第１の方形波パルス信号のパルスの振幅を変化させて振幅変調し、振幅変調した信号を増幅し、第１の電力増幅信号として出力する第１のパルス増幅器と、前記搬送波と同一の周波数を有し、前記第１の方形波パルス信号と逆位相の第２の方形波パルス信号のパルスの振幅を、前記変調回路で変調された２種類の電圧に応じて変化させて振幅変調し、振幅変調した信号を増幅し、第２の電力増幅信号として出力する第２のパルス増幅器と、前記第１の電力増幅信号および前記第２の電力増幅信号の高調波成分を減衰させる低域フィルタとを有するアンテナ出力回路と、前記低域フィルタから出力される第１の入力信号と第２の入力信号とに対して対称的な構成となる、少なくとも３個のコンデンサを有する整合回路と、前記コンデンサに入力された前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を合成し、非接触データキャリアに送信するアンテナを有するアンテナ回路とを備え、前記アンテナ回路と前記アンテナ出力回路との間に整合状態を検出する整合状態検出手段を備え、前記整合状態検出手段は、進行波電圧に対する反射波電圧を監視し、前記進行波電圧および前記反射波電圧から前記アンテナ出力回路と前記アンテナ回路との間の電圧定在波比を算出し、算出した前記電圧定在波比と予め格納された定在波比閾値とを比較し、前記電圧定在波比が前記定在波比閾値より小さい場合、前記アンテナ回路は整合状態であると判定し、その後前記整合状態を示す前記状態信号を生成し、当該状態信号を前記変調回路に送信し、一方前記電圧定在波比が定在波比閾値以上の場合、前記アンテナ回路は不整合状態であると判定し、その後前記不整合状態を示す前記状態信号を生成し、当該状態信号を前記変調回路に送信し、前記変調回路は、前記整合状態検出手段から前記不整合状態を示す前記状態信号が送信された場合に、前記第１のパルス増幅器および前記第２のパルス増幅器に供給する電圧を、前記変調した電圧より低下させることを特徴としている。 To achieve the above object, the non-contact data carrier read / write device according to the present invention modulates a carrier wave generator that outputs a predetermined carrier wave, and changes the power supply voltage to two types of voltages according to two values of transmission data. A signal that is amplitude-modulated by changing the amplitude of the pulse of the first square wave pulse signal having the same frequency as the carrier wave in accordance with the modulation circuit and two types of voltages modulated by the modulation circuit. A first pulse amplifier that outputs the first square wave pulse signal having the same frequency as that of the carrier wave and having a phase opposite to that of the first square wave pulse signal . A second pulse amplifier that varies the amplitude of the pulse in accordance with the two types of voltages modulated by the modulation circuit, amplifies the amplitude-modulated signal, and outputs the amplified signal as a second power amplification signal; Above An antenna output circuit having a low-pass filter for attenuating harmonic components of the first power amplification signal and the second power amplification signal, and a first input signal and a second input signal output from the low-pass filter And a matching circuit having at least three capacitors, and the first input signal and the second input signal input to the capacitor are combined into a non-contact data carrier. An antenna circuit having an antenna to transmit, and a matching state detection means for detecting a matching state between the antenna circuit and the antenna output circuit, wherein the matching state detection means generates a reflected wave voltage with respect to a traveling wave voltage. Monitoring, calculating a voltage standing wave ratio between the antenna output circuit and the antenna circuit from the traveling wave voltage and the reflected wave voltage, and calculating the voltage standing A ratio and a pre-stored standing wave ratio threshold, and if the voltage standing wave ratio is smaller than the standing wave ratio threshold, the antenna circuit is determined to be in a matching state, and then the matching state is determined. The state signal is transmitted to the modulation circuit, and if the voltage standing wave ratio is greater than or equal to a standing wave ratio threshold, the antenna circuit is determined to be in a mismatched state, and then When the state signal indicating the mismatch state is generated, and the state signal is transmitted to the modulation circuit, the modulation circuit transmits the state signal indicating the mismatch state from the matching state detection unit. The voltage supplied to the first pulse amplifier and the second pulse amplifier is lower than the modulated voltage .

また、請求項２に記載のように、請求項１に記載の本発明に係る非接触データキャリア読み書き装置では、前記非接触データキャリアと前記アンテナとの通信時、前記非接触データキャリアと前記アンテナとの相互インダクタンスが存在する状態で整合するように、前記整合回路の回路定数を決定することを特徴としている。 Further, as described in claim 2, in the non-contact data carrier read / write device according to the first aspect of the present invention, the non -contact data carrier and the antenna are communicated between the non-contact data carrier and the antenna. And the circuit constant of the matching circuit is determined so that matching is performed in a state where mutual inductance exists .

また、請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の本発明に係る非接触データキャリア読み書き装置では、前記アンテナ出力回路は、前記搬送波に基づいて、前記第１の方形波パルス信号および前記第２の方形波パルス信号を出力するパルス生成回路を備えることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the non-contact data carrier read / write device according to the first or second aspect of the present invention, the antenna output circuit includes the first square wave pulse based on the carrier wave. And a pulse generation circuit for outputting the signal and the second square wave pulse signal .

本発明により、非接触データキャリア読み書き装置は、所定の搬送波に対する送信データに基づいて電源電圧を変調する変調回路と、変調回路で変調された電圧に基づいて、上記搬送波と同一の周波数を有する第１の方形波パルス信号を振幅変調するとともに増幅し、第１の電力増幅信号として出力する第１のパルス増幅器と、上記搬送波と同一の周波数を有し、第１の方形波パルス信号と逆位相の第２の方形波パルス信号を、変調回路で変調された電圧に基づいて振幅変調するとともに増幅し、第２の電力増幅信号として出力する第２のパルス増幅器と、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号の高調波成分を減衰させる低域フィルタとを有するアンテナ出力回路と、低域フィルタから出力される第１の入力信号と第２の入力信号とに対して対称的な構成となる、少なくとも３個のコンデンサを有する整合回路と、上記コンデンサに入力された第１の入力信号と第２の入力信号を合成し、非接触データキャリアに送信するアンテナを有するアンテナ回路とを備えているので、電源電圧を昇圧することなく非接触データキャリアの動作に必要な磁界を得ることができる。これから、昇圧による電力損失の発生、昇圧回路によるアンテナ出力回路の大型化を防止できる。更に、昇圧回路が不要であるので、安価なアンテナ出力回路を実現できる。また、方形波パルスのデューティー比を変える必要がなく、低域フィルタの大型化を防止でき、アンテナ出力回路の大型化を防止できる。   According to the present invention, a non-contact data carrier read / write device modulates a power supply voltage based on transmission data for a predetermined carrier wave, and has a first frequency having the same frequency as the carrier wave based on the voltage modulated by the modulation circuit. A first pulse amplifier that amplitude-modulates and amplifies one square wave pulse signal and outputs it as a first power amplification signal; and has the same frequency as the carrier wave, and has an opposite phase to the first square wave pulse signal A second pulse amplifier that amplitude-modulates and amplifies the second square-wave pulse signal based on the voltage modulated by the modulation circuit and outputs the second square-wave pulse signal as a second power amplification signal, An antenna output circuit having a low-pass filter for attenuating a harmonic component of the second power amplification signal, a first input signal and a second input signal output from the low-pass filter; A matching circuit having at least three capacitors, which is symmetric with respect to the antenna, and an antenna that synthesizes the first input signal and the second input signal input to the capacitor and transmits them to the non-contact data carrier. Therefore, it is possible to obtain a magnetic field necessary for the operation of the non-contact data carrier without increasing the power supply voltage. Thus, it is possible to prevent the occurrence of power loss due to boosting and the increase in size of the antenna output circuit due to the boosting circuit. Furthermore, since a booster circuit is unnecessary, an inexpensive antenna output circuit can be realized. In addition, it is not necessary to change the duty ratio of the square wave pulse, the size of the low-pass filter can be prevented from increasing, and the size of the antenna output circuit can be prevented from increasing.

また、本発明に係る非接触データキャリア読み書き装置は、アンテナ回路とアンテナ出力回路との間に整合状態を検出する整合状態検出手段とを備え、変調回路は、整合状態検出手段からの状態信号に基づいて、非接触データキャリアがアンテナ回路との通信可能範囲に存在しない場合に、第１のパルス増幅器および第２のパルス増幅器に供給する電圧を、上記変調した電圧より低下させるので、消費電力を減少させることができる。   The non-contact data carrier read / write device according to the present invention further includes a matching state detection unit that detects a matching state between the antenna circuit and the antenna output circuit, and the modulation circuit receives a status signal from the matching state detection unit. On the basis of this, when the non-contact data carrier does not exist in the communication range with the antenna circuit, the voltage supplied to the first pulse amplifier and the second pulse amplifier is lowered from the modulated voltage, so that the power consumption is reduced. Can be reduced.

また、本発明に係る非接触データキャリア読み書き装置は、非接触データキャリアとアンテナとの通信時、非接触データキャリアとアンテナとの相互インダクタンスが存在する状態で整合するように整合回路の回路定数を決定するので、非接触データキャリアと上記アンテナとの通信時、最良の整合を得ることができる。これから、アンテナ回路を動的にアンテナ出力回路に整合させなくとも、電源効率の改善が図られ、消費電力を低減できる。更に、アンテナ回路に可動部品が不要となり、アンテナ回路の小型化につながる。   In addition, the contactless data carrier read / write device according to the present invention sets the circuit constant of the matching circuit so that matching is performed in a state where the mutual inductance between the contactless data carrier and the antenna exists when the contactless data carrier and the antenna communicate. Thus, the best matching can be obtained during communication between the contactless data carrier and the antenna. As a result, the power supply efficiency can be improved and the power consumption can be reduced without dynamically matching the antenna circuit to the antenna output circuit. Furthermore, no moving parts are required in the antenna circuit, which leads to miniaturization of the antenna circuit.

本発明に係る非接触データキャリア読み書き装置の一例として、非接触ＩＣカード内のデータを読み書きするアンテナ回路およびアンテナ出力回路を備える非接触ＩＣカードリーダライタについて説明する。以下に、本発明の実施形態および参考例に係る非接触ＩＣカードリーダライタについて、図１乃至図４を参照して説明する。 As an example of the non-contact data carrier read / write device according to the present invention, a non-contact IC card reader / writer including an antenna circuit for reading / writing data in a non-contact IC card and an antenna output circuit will be described. Hereinafter, non-contact IC card reader / writers according to embodiments and reference examples of the present invention will be described with reference to FIGS.

（実施形態）
実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタについて図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタ用アンテナ出力回路１１およびアンテナ回路１２の構成を示す図である。図１では、実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタの一部であるアンテナ出力回路１１とアンテナ回路１２のみ示している。 ( Embodiment )
A non-contact IC card reader / writer according to an embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an antenna output circuit 11 and an antenna circuit 12 for a non-contact IC card reader / writer according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows only an antenna output circuit 11 and an antenna circuit 12 that are part of the non-contact IC card reader / writer according to the embodiment .

図１に示すように、実施形態のアンテナ出力回路１１は、非接触ＩＣカード１０に電力を送ったり通信したりする基となる周波数１３．５６ＭＨｚを有する搬送波信号Ａ（図２参照）を出力する搬送波発振器１と、搬送波信号Ａと同一の周波数を有する第１の方形波パルス信号である位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂ（図２参照）と、搬送波信号Ａと同一の周波数を有し、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂと逆位相の第２の方形波パルス信号である位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃ（図２参照）とを、搬送波信号Ａに基づいて、同時に生成する２相パルス生成回路２を備えている。また、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂに基づいて第１の電力増幅信号を出力する第１のパルス増幅器であるパルス増幅器３と、位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃに基づいて第２の電力増幅信号を出力する第２のパルス増幅器であるパルス増幅器４と、パルス増幅器３および４で振幅変調されるのと同時に電力増幅された第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号から高調波成分を減衰させて、搬送波信号Ａと同じ周波数１３．５６ＭＨｚの基本波成分ＦおよびＧ（図２参照）を取り出す低域フィルタ５を有する。更に、アンテナ出力回路１１とアンテナ回路１２との間に整合状態を監視して、状態信号を出力する整合状態検出手段である整合状態検出回路６と、送信データＤ（図２参照）に基づいて電源電圧を振幅変調し、パルス増幅器３および４に上記変調した電圧Ｅ（図２参照）を供給する変調回路７を備えている。そして、パルス増幅器３は、変調回路７で変調された２種類の電圧に応じて、第１の方形波パルス信号のパルスの振幅を変化させて振幅変調し、振幅変調した信号を増幅し、第１の電力増幅信号として出力する。また、パルス増幅器４は、変調回路７で変調された２種類の電圧に応じて、第２の方形波パルス信号のパルスの振幅を変化させて振幅変調し、振幅変調した信号を増幅し、第２の電力増幅信号として出力する。 As shown in FIG. 1, the antenna output circuit 11 of the embodiment outputs a carrier wave signal A (see FIG. 2) having a frequency of 13.56 MHz that is a basis for transmitting power to or communicating with the non-contact IC card 10. The carrier wave oscillator 1, the phase 0 [rad] square wave pulse signal B (see FIG. 2), which is the first square wave pulse signal having the same frequency as the carrier wave signal A, and the carrier wave signal A have the same frequency. The phase 0 [rad] square wave pulse signal B and the phase π [rad] square wave pulse signal C (see FIG. 2), which is the second square wave pulse signal having the opposite phase, are simultaneously generated based on the carrier signal A. A two-phase pulse generation circuit 2 is provided. In addition, a pulse amplifier 3 that is a first pulse amplifier that outputs a first power amplification signal based on the phase 0 [rad] square wave pulse signal B and a first pulse amplifier 3 based on the phase π [rad] square wave pulse signal C. Pulse amplifier 4 that is a second pulse amplifier that outputs two power amplification signals, and first and second power amplification signals that are amplitude-modulated by pulse amplifiers 3 and 4 and simultaneously amplified. The low-pass filter 5 extracts the fundamental wave components F and G (see FIG. 2) having the same frequency as that of the carrier wave signal A by 13.56 MHz. Furthermore, the matching state is monitored between the antenna output circuit 11 and the antenna circuit 12, and the matching state detection circuit 6 which is a matching state detection means for outputting a state signal and the transmission data D (see FIG. 2). A modulation circuit 7 is provided which modulates the power supply voltage and supplies the modulated voltage E (see FIG. 2) to the pulse amplifiers 3 and 4. The pulse amplifier 3 changes the amplitude of the pulse of the first square wave pulse signal in accordance with the two types of voltages modulated by the modulation circuit 7, amplifies the amplitude-modulated signal, 1 as a power amplification signal. The pulse amplifier 4 changes the amplitude of the pulse of the second square wave pulse signal according to the two types of voltages modulated by the modulation circuit 7, amplifies the amplitude-modulated signal, 2 as a power amplification signal.

具体的には、２相パルス生成回路２は、搬送波信号Ａを波形整形してデューティー比５０％の位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂと、位相反転した位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃとを生成する。遅延回路を挿入するなどにより、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂと位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃの位相差が正確にπ［ｒａｄ］となるようにする。パルス増幅器３および４は、一方が電流ソースとなるときはもう一方が電流シンクとなるようなプッシュプル動作をするように、ＣＭＯＳインバータなどで構成されている。低域フィルタ５は、上記の通り、パルス増幅器３および４で電力増幅された第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号から、搬送波信号Ａと同じ周波数１３．５６ＭＨｚの基本波成分ＦおよびＧを取り出す。リニア増幅を行う場合に比べ、多くの高調波成分が含まれるため、当該高調波成分を十分に低減できるような特性とする。   Specifically, the two-phase pulse generation circuit 2 shapes the carrier wave signal A to form a phase 0 [rad] square wave pulse signal B having a duty ratio of 50% and a phase π [rad] square wave pulse signal having a phase inverted. And C. By inserting a delay circuit or the like, the phase difference between the phase 0 [rad] square wave pulse signal B and the phase π [rad] square wave pulse signal C is accurately set to π [rad]. Each of the pulse amplifiers 3 and 4 is constituted by a CMOS inverter or the like so as to perform a push-pull operation so that when one becomes a current source, the other becomes a current sink. As described above, the low-pass filter 5 generates the fundamental wave component F having the same frequency of 13.56 MHz as the carrier wave signal A from the first power amplified signal and the second power amplified signal amplified by the pulse amplifiers 3 and 4. Take out G. Compared with the case where linear amplification is performed, since many harmonic components are included, the characteristics are set such that the harmonic components can be sufficiently reduced.

整合状態検出回路６は方向性結合器などで実現可能であり、アンテナ出力回路１１とアンテナ回路１２との間の電圧定在波比ＶＳＷＲ（図３参照）を検出する方法により、アンテナ回路１２への進行波電圧に対する反射波電圧を監視する。これから、アンテナ回路１２との整合状態を監視し、上記整合状態を示す状態信号を変調回路７に出力する。変調回路７では、２つの値０または１で表される送信データＤの値に応じて電源電圧を変化させて、使用する非接触データキャリアである近接型非接触ＩＣカード１０の規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３で規定される変調度に対応した振幅の異なる２種類の電圧Ｖ１およびＶ２（図２参照）を発生させ、電圧Ｖ１およびＶ２からなる上記変調した電圧Ｅをパルス増幅器３および４に供給する。具体的には、外部から供給される電源電圧より低い２種類の電圧Ｖ１およびＶ２を作り、トランジスタなどのスイッチング素子を使って送信データＤの値に応じて電圧Ｖ１およびＶ２を切り替えて、上記変調した電圧Ｅを生成する。また、上記状態信号に応じて電圧Ｖ１およびＶ２より更に低い電圧Ｖ３およびＶ４を作り、上記状態信号の値が不整合を示す範囲となるときは、電圧Ｖ３およびＶ４をパルス増幅器３および４に供給する。これより、パルス増幅器３および４から、送信データＤの値に応じた２種類の電圧Ｖ１およびＶ２で電力増幅された方形波パルス信号である第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号が得られる。また、上記状態信号の値が不整合を示す範囲となるときは、２種類の電圧Ｖ３およびＶ４により、パルス増幅器３および４から、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号よりも低減した出力が得られる。これから、消費電力を減少させることができる。 The matching state detection circuit 6 can be realized by a directional coupler or the like, and is supplied to the antenna circuit 12 by a method of detecting a voltage standing wave ratio VSWR (see FIG. 3) between the antenna output circuit 11 and the antenna circuit 12. The reflected wave voltage with respect to the traveling wave voltage is monitored. From this, the matching state with the antenna circuit 12 is monitored, and a state signal indicating the matching state is output to the modulation circuit 7. In the modulation circuit 7, the power supply voltage is changed according to the value of the transmission data D represented by two values 0 or 1, and the standard ISO / IEC14443 of the proximity non-contact IC card 10 which is a non-contact data carrier to be used. Two types of voltages V1 and V2 (see FIG. 2) having different amplitudes corresponding to the modulation degree defined in (1) are generated, and the modulated voltage E composed of the voltages V1 and V2 is supplied to the pulse amplifiers 3 and 4. Specifically, two types of voltages V1 and V2 lower than the power supply voltage supplied from the outside are created, and the modulation is performed by switching the voltages V1 and V2 according to the value of the transmission data D using a switching element such as a transistor. The generated voltage E is generated. Further, voltages V3 and V4 lower than the voltages V1 and V2 are generated according to the state signal, and when the value of the state signal falls within a range indicating mismatch, the voltages V3 and V4 are supplied to the pulse amplifiers 3 and 4. To do. As a result, the first power amplification signal and the second power amplification signal, which are square wave pulse signals amplified by two types of voltages V1 and V2 corresponding to the value of the transmission data D, are output from the pulse amplifiers 3 and 4. can get. Further, when the value of the state signal is in a range indicating mismatch, the two types of voltages V3 and V4 reduce the values from the first power amplification signal and the second power amplification signal from the pulse amplifiers 3 and 4. Output is obtained. Thus, power consumption can be reduced.

一方、実施形態のアンテナ回路１２は、基本的に、低域フィルタ５から出力される第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇとに対して対称的な構成となる、３個のコンデンサを有する整合回路８と、上記コンデンサに入力された第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇを合成し、非接触ＩＣカード１０に送信するアンテナであるアンテナコイル９を有する。第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇを合成することにより、大きな出力Ｈ（図２参照）を獲得している。これにより、電源電圧の昇圧を不要とすることができる。これから、昇圧による電力損失の発生、昇圧回路によるアンテナ出力回路１１の大型化を防止できる。更に、昇圧回路が不要であるので、安価なアンテナ出力回路１１を実現できる。また、方形波パルスのデューティー比を変える必要がなく、低域フィルタ５の大型化を防止でき、アンテナ出力回路１１の大型化を防止できる。なお、第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇは、互いに位相がπ［ｒａｄ］異なる。また、整合回路８の３個のコンデンサの内、アンテナ出力回路１１に接続される２つのコンデンサについて、静電容量を互いに等しくしている。これにより、アンテナ出力回路１１から送信される位相が互いにπ［ｒａｄ］異なる波形の振幅を対称にすることが可能となる。なお、アンテナ回路１２の品質係数Ｑを調整するときは、アンテナコイル９に並列に抵抗を加える。 On the other hand, the antenna circuit 12 according to the embodiment basically includes three capacitors having a symmetric configuration with respect to the first input signal F and the second input signal G output from the low-pass filter 5. And an antenna coil 9 that is an antenna that synthesizes the first input signal F and the second input signal G input to the capacitor and transmits them to the non-contact IC card 10. By synthesizing the first input signal F and the second input signal G, a large output H (see FIG. 2) is obtained. This eliminates the need for boosting the power supply voltage. From this, it is possible to prevent the occurrence of power loss due to boosting and the enlargement of the antenna output circuit 11 due to the boosting circuit. Furthermore, since a booster circuit is unnecessary, an inexpensive antenna output circuit 11 can be realized. In addition, it is not necessary to change the duty ratio of the square wave pulse, the size of the low-pass filter 5 can be prevented, and the size of the antenna output circuit 11 can be prevented. The first input signal F and the second input signal G have a phase difference of π [rad]. Further, among the three capacitors of the matching circuit 8, the two capacitors connected to the antenna output circuit 11 have the same capacitance. This makes it possible to make the amplitudes of the waveforms transmitted from the antenna output circuit 11 different from each other by π [rad] symmetrical. When adjusting the quality factor Q of the antenna circuit 12, a resistance is added in parallel to the antenna coil 9.

更に、実施形態では、非接触ＩＣカード１０とアンテナコイル９との通信時、非接触ＩＣカード１０とアンテナコイル９との相互インダクタンスが存在する状態で、アンテナコイル９のインピーダンスとアンテナ出力回路１１が整合するように、整合回路８の回路定数を決定している。具体的には、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲にあるとき、非接触ＩＣカード１０のアンテナコイル（不図示）とアンテナコイル９との間に相互インダクタンスが発生するので、当該相互インダクタンスが存在する状態で、アンテナコイル９の高いインピーダンスとアンテナ出力回路１１の出力インピーダンスが整合するように、整合回路８のコンデンサの静電容量を決定する。上記のようにすることで、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９に接近し、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に存在するとき、最良の整合が得られるため、アンテナ回路１２を動的にアンテナ出力回路１１に整合させなくとも、電源効率の改善が図られ、消費電力を低減できる。更に、アンテナ回路１２に可動部品が不要となり、安価なアンテナ回路１２を実現でき、アンテナ回路１２の小型化にもつながる。 Furthermore, in the embodiment , when the non-contact IC card 10 and the antenna coil 9 communicate with each other, the impedance of the antenna coil 9 and the antenna output circuit 11 are determined while the mutual inductance between the non-contact IC card 10 and the antenna coil 9 exists. The circuit constants of the matching circuit 8 are determined so as to match. Specifically, when the non-contact IC card 10 is in a communicable range, a mutual inductance is generated between the antenna coil (not shown) of the non-contact IC card 10 and the antenna coil 9, so that the mutual inductance exists. In this state, the capacitance of the capacitor of the matching circuit 8 is determined so that the high impedance of the antenna coil 9 matches the output impedance of the antenna output circuit 11. As described above, when the non-contact IC card 10 approaches the antenna coil 9 and the non-contact IC card 10 exists in the communication range, the best matching is obtained. Even if the antenna output circuit 11 is not matched, the power supply efficiency can be improved and the power consumption can be reduced. Furthermore, no moving parts are required for the antenna circuit 12, an inexpensive antenna circuit 12 can be realized, and the antenna circuit 12 can be downsized.

一方、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９から離れ、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に存在しないときには、アンテナ出力回路１１とアンテナ回路１２が不整合となり、効率が悪化する。そこで、実施形態の整合状態検出回路６は、上述のように、アンテナ回路１２との整合状態を示す状態信号を変調回路７に出力し、変調回路７から電圧Ｖ３およびＶ４を供給させている。これから、電圧Ｖ３およびＶ４によって、パルス増幅器３および４から、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号よりも低減した出力が得られ、消費電力を減少させることができ、発熱も減少させることができる。 On the other hand, when the non-contact IC card 10 is separated from the antenna coil 9 and the non-contact IC card 10 does not exist in the communicable range, the antenna output circuit 11 and the antenna circuit 12 become inconsistent and efficiency is deteriorated. Accordingly, the matching state detection circuit 6 of the embodiment, as described above, and outputs a state signal indicating the matching state of the antenna circuit 12 to the modulation circuit 7, thereby supplying the voltage V3 and V4 from the modulation circuit 7. As a result, the voltages V3 and V4 can provide outputs from the pulse amplifiers 3 and 4 that are lower than the first power amplification signal and the second power amplification signal, thereby reducing power consumption and reducing heat generation. be able to.

次に、実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタの各構成部品の出力波形について図２を参照して説明する。図２は、図１に示すアンテナ出力回路１１およびアンテナ回路１２の各構成部品の出力を示す図である。ここで、図２（ｉ）は搬送波発振器１の出力波形Ａを、図２（ｉｉ）は２相パルス生成回路２の出力波形ＢおよびＣを、図２（ｉｉｉ）は変調回路７に送信される送信データの波形Ｄを示している。更に、図２（ｉｖ）は変調回路７の出力波形Ｅを、図２（ｖ）は低域フィルタ５の出力波形ＦおよびＧを、図２（ｖｉ）はアンテナコイル９の両端出力波形Ｈを示している。なお、図２に示すＡ〜Ｈは図１のＡ〜Ｈに対応している。 It will now be described with reference to FIG. 2 for the output waveform of each component of the contactless IC card reader-writer according to the embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the output of each component of the antenna output circuit 11 and the antenna circuit 12 shown in FIG. 2 (i) shows the output waveform A of the carrier wave oscillator 1, FIG. 2 (ii) shows the output waveforms B and C of the two-phase pulse generation circuit 2, and FIG. 2 (iii) shows the transmission to the modulation circuit 7. The waveform D of the transmission data is shown. 2 (iv) shows the output waveform E of the modulation circuit 7, FIG. 2 (v) shows the output waveforms F and G of the low-pass filter 5, and FIG. 2 (vi) shows the output waveform H at both ends of the antenna coil 9. Show. In addition, AH shown in FIG. 2 respond | corresponds to AH of FIG.

搬送波発振器１は、図２（ｉ）に示す周波数１３．５６ＭＨｚの搬送波信号Ａを２相パルス生成回路２に送信する。２相パルス生成回路２は、例えばインバータによる位相反転、シュミットトリガー回路による波形整形を行い、抵抗器、コンデンサによるＣＲ時定数を利用した遅延回路を挿入することにより、図２（ｉｉ）に示すように、正確に位相がπ［ｒａｄ］異なる位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂと位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃを生成する。そして、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂをパルス増幅器３に出力し、位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃをパルス増幅器４に出力する。変調回路７は、図２（ｉｉｉ）に示すハイレベル「１」、ローレベル「０」で表されるシリアル送信データＤに応じて、パルス増幅器３および４を駆動する電圧Ｖ１およびＶ２を生成する。例えば、図２（ｉｖ）に示すように、送信データＤの信号レベルがハイのとき電圧Ｖ１を、信号レベルがローのとき電圧Ｖ２を生成する。これから、送信データＤに基づいて電源電圧を振幅変調した、電圧Ｖ１およびＶ２からなる電圧Ｅをパルス増幅器３および４に供給している。   The carrier oscillator 1 transmits a carrier signal A having a frequency of 13.56 MHz shown in FIG. 2 (i) to the two-phase pulse generation circuit 2. As shown in FIG. 2 (ii), the two-phase pulse generation circuit 2 performs, for example, phase inversion by an inverter and waveform shaping by a Schmitt trigger circuit, and a delay circuit using a CR time constant by a resistor and a capacitor is inserted. In addition, a phase 0 [rad] square wave pulse signal B and a phase π [rad] square wave pulse signal C that are accurately different in phase by π [rad] are generated. Then, the phase 0 [rad] square wave pulse signal B is output to the pulse amplifier 3, and the phase π [rad] square wave pulse signal C is output to the pulse amplifier 4. The modulation circuit 7 generates voltages V1 and V2 for driving the pulse amplifiers 3 and 4 according to the serial transmission data D represented by the high level “1” and the low level “0” shown in FIG. . For example, as shown in FIG. 2 (iv), the voltage V1 is generated when the signal level of the transmission data D is high, and the voltage V2 is generated when the signal level is low. From this, the voltage E composed of the voltages V1 and V2 obtained by amplitude-modulating the power supply voltage based on the transmission data D is supplied to the pulse amplifiers 3 and 4.

パルス増幅器３は、電圧Ｅに基づいて、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂを増幅した第１の電力増幅信号を低域フィルタ５に出力する。同様に、パルス増幅器４は、電圧Ｅに基づいて、位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃを増幅した第２の電力増幅信号を低域フィルタ５に出力する。低域フィルタ５は、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号から高調波成分を減衰させて、図２（ｖ）に示すように、搬送波信号Ａと同じ周波数１３．５６ＭＨｚの基本波成分ＦおよびＧを取り出す。そして、基本波成分Ｆを第１の入力信号として、基本波成分Ｇを第２の入力信号として、整合状態検出回路６を介してアンテナ回路１２に出力する。ここで、図２（ｖ）は時間軸を長く選びエンベロープを表示している。また、図２（ｖ）のグレーで示す部分は、１３．５６ＭＨｚの基本波成分で埋め尽くされている。また、アンテナ回路１２では、第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇを、整合回路８を介してアンテナコイル９に出力する。その際、アンテナコイル９の両端に逆位相で加え、プッシュプルで駆動することにより、アンテナコイル９の両端に加わる出力として、図２（ｖｉ）に示すような大きな振幅の波形Ｈを得る。ここで、図２（ｖｉ）は時間軸を長く選びエンベロープを表示している。また、図２（ｖｉ）のグレーで示す部分は、１３．５６ＭＨｚの基本波成分で埋め尽くされている。   The pulse amplifier 3 outputs a first power amplification signal obtained by amplifying the phase 0 [rad] square wave pulse signal B to the low-pass filter 5 based on the voltage E. Similarly, the pulse amplifier 4 outputs a second power amplification signal obtained by amplifying the phase π [rad] square wave pulse signal C to the low-pass filter 5 based on the voltage E. The low-pass filter 5 attenuates harmonic components from the first power amplification signal and the second power amplification signal, and a fundamental wave having the same frequency as the carrier signal A as shown in FIG. Remove components F and G. Then, the fundamental wave component F is output to the antenna circuit 12 via the matching state detection circuit 6 as the first input signal and the fundamental wave component G as the second input signal. Here, in FIG. 2 (v), the envelope is displayed with a long time axis. Further, the portion indicated by gray in FIG. 2 (v) is filled with a fundamental wave component of 13.56 MHz. Further, the antenna circuit 12 outputs the first input signal F and the second input signal G to the antenna coil 9 via the matching circuit 8. At that time, by applying an antiphase to both ends of the antenna coil 9 and driving with push-pull, a waveform H having a large amplitude as shown in FIG. 2 (vi) is obtained as an output applied to both ends of the antenna coil 9. Here, in FIG. 2 (vi), the time axis is long and the envelope is displayed. Further, the portion indicated by gray in FIG. 2 (vi) is filled with a fundamental wave component of 13.56 MHz.

ここで、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９に接近し、通信可能範囲に
入ると、非接触ＩＣカード１０に内蔵されるアンテナコイル（不図示）とアンテナ回路１２のアンテナコイル９との間に相互インダクタンスが発生し、アンテナコイル９のインピーダンスが変化する（変化後のインピーダンスをＺとする。）。整合回路８の回路定数は、インピーダンスＺの状態におけるアンテナコイル９とアンテナ出力回路１１が整合するように決定される。一方、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９から離れ、通信可能範囲に存在しないときには、上記相互インダクタンスが発生しないことから、アンテナコイル９のインピーダンスはインピーダンスＺと異なり、不整合となる。このため、電源効率が悪化するとともに発熱する。整合状態検出回路６は、上記の不整合状態を検出し、変調回路７に状態信号を出力し、変調回路７からパルス増幅器３および４に電圧Ｖ３およびＶ４を供給させている。ただし、この不整合状態では、送信データＤからの信号レベルがハイのとき電圧Ｖ３を、信号レベルがローのとき電圧Ｖ４を生成する。これから、電圧Ｖ３およびＶ４によって、パルス増幅器３および４から、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号よりも低減した出力が得られ、消費電力を減少させることができ、発熱も減少させることができる。なお、電圧Ｖ３およびＶ４は、整合状態検出回路６で整合状態が判定可能な程度とする。 Here, when the non-contact IC card 10 approaches the antenna coil 9 and enters the communicable range, it is between the antenna coil (not shown) built in the non-contact IC card 10 and the antenna coil 9 of the antenna circuit 12. Mutual inductance occurs, and the impedance of the antenna coil 9 changes (the impedance after the change is assumed to be Z). The circuit constant of the matching circuit 8 is determined so that the antenna coil 9 and the antenna output circuit 11 in the impedance Z state are matched. On the other hand, when the non-contact IC card 10 is away from the antenna coil 9 and does not exist within the communicable range, the mutual inductance does not occur, so the impedance of the antenna coil 9 is different from the impedance Z and is mismatched. For this reason, power supply efficiency deteriorates and heat is generated. The matching state detection circuit 6 detects the above mismatch state, outputs a state signal to the modulation circuit 7, and supplies voltages V 3 and V 4 from the modulation circuit 7 to the pulse amplifiers 3 and 4. However, in this mismatch state, the voltage V3 is generated when the signal level from the transmission data D is high, and the voltage V4 is generated when the signal level is low. As a result, the voltages V3 and V4 can provide outputs from the pulse amplifiers 3 and 4 that are lower than the first power amplification signal and the second power amplification signal, thereby reducing power consumption and reducing heat generation. be able to. The voltages V3 and V4 are set such that the matching state can be determined by the matching state detection circuit 6.

次に、整合状態検出回路６の動作について図３を参照して説明する。図３は、図１に示す整合状態検出回路６の動作を説明する状態遷移図である。図３に示すように、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９との通信可能範囲に移動すると（ステップＳ０１０）、アンテナ回路１２は、非接触ＩＣカード１０の相互インダクタンスの影響を受けて、整合状態（ＶＳＷＲ≒１）となる（ステップＳ０２０）。一方、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９との通信可能範囲から離れると（ステップＳ０１１）、非接触ＩＣカード１０の相互インダクタンスがなくなることから、アンテナ回路１２は不整合状態（ＶＳＷＲ≫１）となる（ステップＳ０２１）。なお、非接触ＩＣカード１０は、アンテナコイル９との通信可能範囲に移動した状態と当該通信可能範囲から離れた状態をループする。アンテナ回路１２は、整合状態（ＶＳＷＲ≒１）と不整合状態（ＶＳＷＲ≫１）をループする。   Next, the operation of the matching state detection circuit 6 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a state transition diagram for explaining the operation of the matching state detection circuit 6 shown in FIG. As shown in FIG. 3, when the non-contact IC card 10 moves to a communicable range with the antenna coil 9 (step S010), the antenna circuit 12 is affected by the mutual inductance of the non-contact IC card 10 and is in a matching state. (VSWR≈1) (Step S020). On the other hand, when the non-contact IC card 10 moves away from the communicable range with the antenna coil 9 (step S011), the mutual inductance of the non-contact IC card 10 disappears, so that the antenna circuit 12 is in a mismatched state (VSWR >> 1). (Step S021). The non-contact IC card 10 loops between a state where it moves to a communicable range with the antenna coil 9 and a state where it is away from the communicable range. The antenna circuit 12 loops between a matching state (VSWR≈1) and a mismatching state (VSWR >> 1).

整合状態検出回路６は、アンテナ出力回路１１とアンテナ回路１２との間の電圧定在波比ＶＳＷＲを検出する方法により、進行波電圧に対する反射波電圧を時々刻々と監視する（ステップＳ０３０）。次に、整合状態検出回路６は、整合状態（ＶＳＷＲ≒１）または不整合状態（ＶＳＷＲ≫１）になったと判定した場合、当該状態信号を変調回路７に出力する機能を有している。なお、実施形態では、整合状態／不整合状態であることを判定する基準として、予め、電圧定在波比ＶＳＷＲの閾値、例えば、定在波比閾値ＶＳＷＲｔｈ＝３を設定し、整合状態検出回路６に定在波比閾値ＶＳＷＲｔｈを格納しておく（ステップＳ０３１）。次に、整合状態検出回路６は、進行波電圧および反射波電圧から電圧定在波比ＶＳＷＲを算出する（ステップＳ０３２）。更に、算出した電圧定在波比ＶＳＷＲと上記格納された定在波比閾値ＶＳＷＲｔｈを比較する（ステップＳ０３３）。電圧定在波比ＶＳＷＲと定在波比閾値ＶＳＷＲｔｈを比較した結果、電圧定在波比ＶＳＷＲが定在波比閾値ＶＳＷＲｔｈより小さい場合（ステップＳ０３３でＹｅｓ）、アンテナ回路１２は「整合状態」であると判定する（ステップＳ０３４）。その後、「整合」を示す状態信号を生成し（ステップＳ０３５）、当該状態信号を変調回路７に送信する（ステップＳ０３６）。一方、電圧定在波比ＶＳＷＲが定在波比閾値ＶＳＷＲｔｈ以上の場合（ステップＳ０３３でＮｏ）、アンテナ回路１２は「不整合状態」であると判定する（ステップＳ０３７）。その後、「不整合」を示す状態信号を生成し（ステップＳ０３８）、当該状態信号を変調回路７に送信する（ステップＳ０３９）。送信後、整合状態検出回路６は、ステップＳ０３０に戻り、ステップＳ０３０〜Ｓ０３９の動作を繰り返し実行する。 The matching state detection circuit 6 monitors the reflected wave voltage with respect to the traveling wave voltage from moment to moment by the method of detecting the voltage standing wave ratio VSWR between the antenna output circuit 11 and the antenna circuit 12 (step S030). Next, the matching state detection circuit 6 has a function of outputting the state signal to the modulation circuit 7 when it is determined that the matching state (VSWR≈1) or the mismatching state (VSWR >> 1). In the embodiment , a threshold value of the voltage standing wave ratio VSWR, for example, a standing wave ratio threshold value VSWRth = 3 is set in advance as a reference for determining the matching state / mismatching state, and the matching state detection circuit 6 stores the standing wave ratio threshold value VSWRth (step S031). Next, the matching state detection circuit 6 calculates the voltage standing wave ratio VSWR from the traveling wave voltage and the reflected wave voltage (step S032). Further, the calculated voltage standing wave ratio VSWR is compared with the stored standing wave ratio threshold value VSWRth (step S033). As a result of comparing the voltage standing wave ratio VSWR and the standing wave ratio threshold VSWRth, if the voltage standing wave ratio VSWR is smaller than the standing wave ratio threshold VSWRth (Yes in step S033), the antenna circuit 12 is in the “matched state”. It is determined that there is (step S034). Thereafter, a state signal indicating “match” is generated (step S035), and the state signal is transmitted to the modulation circuit 7 (step S036). On the other hand, when the voltage standing wave ratio VSWR is greater than or equal to the standing wave ratio threshold VSWRth (No in step S033), the antenna circuit 12 is determined to be in the “mismatch state” (step S037). Thereafter, a state signal indicating “mismatch” is generated (step S038), and the state signal is transmitted to the modulation circuit 7 (step S039). After the transmission, the matching state detection circuit 6 returns to step S030 and repeats the operations of steps S030 to S039.

変調回路７は、「整合」を示す状態信号を受信した場合（ステップＳ０４０）、電圧Ｖ１およびＶ２（図２参照）からなる変調した電圧Ｅをパルス増幅器３および４に供給する（ステップＳ０４１）。パルス増幅器３は、非接触ＩＣカード１０と通信可能なように、通常出力、すなわち、電圧Ｖ１およびＶ２（図２参照）からなる変調した電圧Ｅに基づいて、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂを増幅した第１の電力増幅信号を低域フィルタ５に出力する（ステップＳ０５０）。同様に、パルス増幅器４は、非接触ＩＣカード１０と通信可能なように、電圧Ｖ１およびＶ２（図２参照）からなる変調した電圧Ｅに基づいて、位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃを増幅した第２の電力増幅信号を低域フィルタ５に出力する（ステップＳ０５０）。一方、「不整合」を示す状態信号を受信した場合（ステップＳ０４２）、電圧Ｖ３およびＶ４（図２参照）からなる変調した電圧Ｅをパルス増幅器３および４に供給する（ステップＳ０４３）。パルス増幅器３および４は、低減出力、すなわち、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号よりも低減した出力を低域フィルタ５に出力する（ステップＳ０５１）。ここで、電圧Ｖ３およびＶ４の値は整合状態検出回路６で整合状態が判定可能な程度とし、再度非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に移動してきたとき、整合状態と判定可能なものとする。なお、変調回路７は、「整合」を示す状態信号を受信し、パルス増幅器３および４に電圧Ｖ１およびＶ２（図２参照）からなる変調した電圧Ｅを供給する状態と、「不整合」を示す状態信号を受信し、パルス増幅器３および４に電圧Ｖ３およびＶ４（図２参照）からなる変調した電圧Ｅを供給する状態とをループする。また、パルス増幅器３および４は、通常出力状態と低減出力状態とをループする。   When the modulation circuit 7 receives the status signal indicating “matching” (step S040), the modulation circuit 7 supplies the modulated voltage E composed of the voltages V1 and V2 (see FIG. 2) to the pulse amplifiers 3 and 4 (step S041). In order to be able to communicate with the contactless IC card 10, the pulse amplifier 3 is based on a normal output, that is, a modulated voltage E composed of voltages V1 and V2 (see FIG. 2), and a phase 0 [rad] square wave pulse signal. The first power amplification signal obtained by amplifying B is output to the low-pass filter 5 (step S050). Similarly, the pulse amplifier 4 generates a phase π [rad] square wave pulse signal C based on the modulated voltage E composed of the voltages V1 and V2 (see FIG. 2) so that the pulse amplifier 4 can communicate with the contactless IC card 10. The amplified second power amplification signal is output to the low-pass filter 5 (step S050). On the other hand, when the state signal indicating “mismatch” is received (step S042), the modulated voltage E composed of the voltages V3 and V4 (see FIG. 2) is supplied to the pulse amplifiers 3 and 4 (step S043). The pulse amplifiers 3 and 4 output the reduced outputs, that is, outputs that are lower than the first power amplified signal and the second power amplified signal, to the low-pass filter 5 (step S051). Here, the values of the voltages V3 and V4 are set to such an extent that the matching state can be determined by the matching state detection circuit 6, and when the non-contact IC card 10 moves to the communicable range again, it can be determined that the matching state is reached. . The modulation circuit 7 receives the state signal indicating “matching” and supplies the modulated voltage E composed of the voltages V1 and V2 (see FIG. 2) to the pulse amplifiers 3 and 4 and “mismatch”. The state signal shown is received and the pulsed amplifiers 3 and 4 are looped over to supply a modulated voltage E consisting of voltages V3 and V4 (see FIG. 2). The pulse amplifiers 3 and 4 loop between a normal output state and a reduced output state.

（参考例）
次に、参考例に係る非接触ＩＣカードリーダライタについて、実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタと異なる点を中心に図４を参照して説明する。また、参考例に係る非接触ＩＣカードリーダライタについて、実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタと同様の構造には同じ番号を付し、説明を省略する。なお、参考例では、非接触ＩＣカードリーダライタを内蔵する携帯機器などのポケットに非接触ＩＣカード１０を挿入して使う場合について説明している。図４は、参考例に係る非接触ＩＣカードリーダライタ用アンテナ出力回路２１およびアンテナ回路２２の構成を示す図である。図４では、参考例に係る非接触ＩＣカードリーダライタの一部であるアンテナ出力回路２１とアンテナ回路２２のみ示している。 ( Reference example )
Next, the non-contact IC card reader-writer according to the reference example will be described with reference to FIG. 4 with a focus on differences from the non-contact IC card reader-writer according to the embodiment. Further, non-contact IC card reader-writer according to a reference example are denoted by the same numerals in the same structure as the non-contact IC card reader-writer according to the embodiment, the description thereof is omitted. In the reference example, the case where the non-contact IC card 10 is inserted into a pocket of a portable device or the like incorporating a non-contact IC card reader / writer is described. Figure 4 is a diagram showing a configuration of a contactless IC card reader writer antenna output circuit 21 and the antenna circuit 22 according to a reference example. FIG. 4 shows only the antenna output circuit 21 and the antenna circuit 22 that are part of the non-contact IC card reader / writer according to the reference example .

図４に示すように参考例のアンテナ出力回路２１は、実施形態と同様に、搬送波信号Ａを出力する搬送波発振器１と、搬送波信号Ａと同一の周波数を有する位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂと、搬送波信号Ａと同一の周波数を有し、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂと逆位相の位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃとを、搬送波信号Ａに基づいて、同時に生成する２相パルス生成回路２を備えている。また、位相０［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｂに基づいて第１の電力増幅信号を出力するパルス増幅器３と、位相π［ｒａｄ］方形波パルス信号Ｃに基づいて第２の電力増幅信号を出力するパルス増幅器４と、パルス増幅器３および４で電力増幅された第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号から高調波成分を減衰させて、搬送波信号Ａと同じ周波数１３．５６ＭＨｚの基本波成分ＦおよびＧを取り出す低域フィルタ５を有する。更に、送信データＤに基づいて電源電圧を振幅変調し、パルス増幅器３および４に上記変調した電圧Ｅを供給する変調回路７を備えている。なお、参考例のアンテナ出力回路２１は、実施形態と異なり、整合状態検出回路６を備えていない。 Antenna output circuit 21 of the reference example as shown in FIG. 4, similarly to the embodiment, a carrier oscillator 1 for outputting a carrier signal A, the phase 0 [rad] square wave pulse signal having the same frequency as the carrier signal A B and a phase 0 [rad] square wave pulse signal B having the same frequency as carrier wave signal A and phase π [rad] square wave pulse signal C having the same phase as that of carrier wave signal A are simultaneously generated based on carrier wave signal A A two-phase pulse generation circuit 2 is provided. Also, a pulse amplifier 3 that outputs a first power amplification signal based on the phase 0 [rad] square wave pulse signal B, and a second power amplification signal that outputs based on the phase π [rad] square wave pulse signal C. And a fundamental wave having the same frequency as that of the carrier wave signal A by attenuating the harmonic component from the first power amplification signal and the second power amplification signal amplified by the pulse amplifiers 3 and 4. A low-pass filter 5 that extracts components F and G is included. Further, a modulation circuit 7 is provided which amplitude-modulates the power supply voltage based on the transmission data D and supplies the modulated voltage E to the pulse amplifiers 3 and 4. Note that the antenna output circuit 21 of the reference example does not include the matching state detection circuit 6 unlike the embodiment .

一方、参考例のアンテナ回路２２は、低域フィルタ５から出力される第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇとに対して対称的な構成となる、３個のコンデンサを有する整合回路８と、上記コンデンサに入力された第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇを合成し、非接触ＩＣカード１０に送信するアンテナコイル９を有する。第１の入力信号Ｆと第２の入力信号Ｇを合成することにより、大きな出力Ｈを獲得している。これから、実施形態と同様に、昇圧による電力損失の発生、昇圧回路によるアンテナ出力回路２１の大型化を防止できる。更に、昇圧回路が不要であるので、安価なアンテナ出力回路２１を実現できる。また、方形波パルスのデューティー比を変える必要がなく、低域フィルタ５の大型化を防止でき、アンテナ出力回路２１の大型化を防止できる。なお、整合回路８の３個のコンデンサの内、アンテナ出力回路２１に接続される２つのコンデンサについて、静電容量を互いに等しくしている。これにより、アンテナ出力回路２１から送信される位相が互いにπ［ｒａｄ］異なる波形の振幅を対称にすることが可能となる。また、アンテナ回路２２の品質係数Ｑを調整するときは、アンテナコイル９に並列に抵抗を加える。 On the other hand, the antenna circuit 22 of the reference example is a matching circuit having three capacitors that is symmetrical with respect to the first input signal F and the second input signal G output from the low-pass filter 5. 8 and an antenna coil 9 that synthesizes the first input signal F and the second input signal G input to the capacitor and transmits them to the non-contact IC card 10. By synthesizing the first input signal F and the second input signal G, a large output H is obtained. Thus, similarly to the embodiment , it is possible to prevent the occurrence of power loss due to boosting and the increase in size of the antenna output circuit 21 due to the boosting circuit. Furthermore, since a booster circuit is unnecessary, an inexpensive antenna output circuit 21 can be realized. Further, it is not necessary to change the duty ratio of the square wave pulse, the size of the low-pass filter 5 can be prevented, and the size of the antenna output circuit 21 can be prevented. Of the three capacitors of the matching circuit 8, the two capacitors connected to the antenna output circuit 21 have the same capacitance. As a result, it is possible to make the amplitudes of the waveforms transmitted from the antenna output circuit 21 symmetric with respect to each other by π [rad]. Further, when adjusting the quality factor Q of the antenna circuit 22, a resistance is added in parallel to the antenna coil 9.

更に、参考例では、非接触ＩＣカード１０とアンテナコイル９との通信時、非接触ＩＣカード１０とアンテナコイル９との相互インダクタンスが存在する状態で、アンテナコイル９のインピーダンスとアンテナ出力回路２１が整合するように、整合回路８の回路定数を決定している。具体的には、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲にあるとき、非接触ＩＣカード１０のアンテナコイル（不図示）とアンテナコイル９との間に相互インダクタンスが発生するので、当該相互インダクタンスが存在する状態で、アンテナコイル９の高いインピーダンスとアンテナ出力回路２１の出力インピーダンスが整合するように、整合回路８のコンデンサの静電容量を決定する。上記のようにすることで、実施形態と同様に、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９に接近し、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に存在するとき、最良の整合が得られるため、アンテナ回路２２を動的にアンテナ出力回路２１に整合させなくとも、電源効率の改善が図られ、消費電力を低減できる。更に、アンテナ回路２２に可動部品が不要となり、安価なアンテナ回路２２を実現でき、アンテナ回路２２の小型化にもつながる。
一方、非接触ＩＣカード１０がアンテナコイル９から離れ、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に存在しないときには、アンテナ出力回路２１とアンテナ回路２２が不整合となり、効率が悪化する。そこで、参考例では、実施形態の整合状態検出回路６の代わりに、非接触データキャリア検出手段であるＩＣカード検出センサ２３をアンテナ回路２２に備えている。ＩＣカード検出センサ２３は、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に存在するか否か判定し、「通信可能状態」を示す検出信号または「通信不可能状態」を示す検出信号を変調回路７に出力する。具体的には、ＩＣカード検出センサ２３は、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に存在するか否かを、フォトダイオードなどを使用した光学的方法その他の方法により検出して、当該検出情報を電気的信号に変換し、アンテナ出力回路２１の変調回路７に送信する。変調回路７は、「通信可能状態」を示す検出信号を受信した場合、パルス増幅器３および４に電圧Ｖ１およびＶ２（図２参照）からなる変調した電圧Ｅを供給する。一方、「通信不可能状態」を示す検出信号を受信した場合、パルス増幅器３および４に電圧Ｖ３およびＶ４（図２参照）からなる変調した電圧Ｅを供給する。これから、実施形態と同様に、電圧Ｖ３およびＶ４（図２参照）からなる変調した電圧Ｅによって、パルス増幅器３および４から、第１の電力増幅信号および第２の電力増幅信号よりも低減した出力が得られ、消費電力を減少させることができ、発熱も減少させることができる。 Further, in the reference example , when the non-contact IC card 10 and the antenna coil 9 communicate with each other, the impedance of the antenna coil 9 and the antenna output circuit 21 are The circuit constants of the matching circuit 8 are determined so as to match. Specifically, when the non-contact IC card 10 is in a communicable range, a mutual inductance is generated between the antenna coil (not shown) of the non-contact IC card 10 and the antenna coil 9, so that the mutual inductance exists. In this state, the capacitance of the capacitor of the matching circuit 8 is determined so that the high impedance of the antenna coil 9 and the output impedance of the antenna output circuit 21 are matched. In the manner described above, similarly to the embodiment, when the non-contact IC card 10 approaches the antenna coil 9, the contactless IC card 10 is present in the communicable range, the best match is obtained, the antenna Even if the circuit 22 is not dynamically matched with the antenna output circuit 21, the power supply efficiency can be improved and the power consumption can be reduced. Furthermore, no moving parts are required for the antenna circuit 22, an inexpensive antenna circuit 22 can be realized, and the antenna circuit 22 can be downsized.
On the other hand, when the non-contact IC card 10 is separated from the antenna coil 9 and the non-contact IC card 10 does not exist in the communicable range, the antenna output circuit 21 and the antenna circuit 22 become inconsistent and efficiency is deteriorated. Therefore, in the reference example , instead of the matching state detection circuit 6 of the embodiment , the antenna circuit 22 includes an IC card detection sensor 23 that is a non-contact data carrier detection unit. The IC card detection sensor 23 determines whether or not the non-contact IC card 10 is in a communicable range, and sends a detection signal indicating “communication enabled state” or a detection signal indicating “communication disabled state” to the modulation circuit 7. Output. Specifically, the IC card detection sensor 23 detects whether or not the non-contact IC card 10 exists in a communicable range by an optical method using a photodiode or the like, and the detection information is detected. It is converted into an electrical signal and transmitted to the modulation circuit 7 of the antenna output circuit 21. When the modulation circuit 7 receives the detection signal indicating “communication enabled state”, the modulation circuit 7 supplies the pulse amplifiers 3 and 4 with the modulated voltage E composed of the voltages V1 and V2 (see FIG. 2). On the other hand, when a detection signal indicating a “communication impossible state” is received, a modulated voltage E composed of voltages V3 and V4 (see FIG. 2) is supplied to the pulse amplifiers 3 and 4. From this, similarly to the embodiment , the modulated voltage E composed of the voltages V3 and V4 (see FIG. 2) reduces the output from the pulse amplifiers 3 and 4 as compared with the first power amplified signal and the second power amplified signal. Can be obtained, power consumption can be reduced, and heat generation can also be reduced.

なお、以上に述べた実施形態は、本発明の実施の一例であり、本発明の範囲はこれらに限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、他の様々な実施形態に適用可能である。例えば、実施形態では、非接触データキャリアとして、非接触ＩＣカード１０を採用しているが、特にこれに限定されるものでなく、非接触でデータを読み書き可能な媒体であれば、例えば、ＲＦタグ等でも適用可能である。 The embodiment described above is an example of the implementation of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto, and other various embodiments are within the scope described in the claims. It is applicable to. For example, in the embodiment , the non-contact IC card 10 is used as the non-contact data carrier. However, the present invention is not particularly limited to this, and any medium that can read and write data without contact is used. It is also applicable to tags.

また、実施形態では、非接触データキャリア読み書き装置の構成部品として、アンテナ出力回路とアンテナ回路のみ示しているが、特にこれに限定されるものでなく、他の構成部品を備えていても良い。
また、実施形態のアンテナ出力回路１１は、搬送波発振器１と、２相パルス生成回路２と、パルス増幅器３および４と、低域フィルタ５と、整合状態検出回路６と、変調回路７を備えているが、特にこれに限定されるものでなく、他の構成部品を備えていても良い。同様に、参考例のアンテナ出力回路２１は、搬送波発振器１と、２相パルス生成回路２と、パルス増幅器３および４と、低域フィルタ５と、変調回路７を備えているが、特にこれに限定されるものでなく、他の構成部品を備えていても良い。 In the embodiment , only the antenna output circuit and the antenna circuit are shown as the component parts of the contactless data carrier read / write device. However, the present invention is not particularly limited to this, and other component parts may be provided.
The antenna output circuit 11 of the embodiment includes a carrier wave oscillator 1, a two-phase pulse generation circuit 2, pulse amplifiers 3 and 4, a low-pass filter 5, a matching state detection circuit 6, and a modulation circuit 7. However, the present invention is not particularly limited to this, and other components may be provided. Similarly, the antenna output circuit 21 of the reference example includes a carrier wave oscillator 1, a two-phase pulse generation circuit 2, pulse amplifiers 3 and 4, a low-pass filter 5, and a modulation circuit 7. It is not limited and other components may be provided.

また、実施形態のアンテナ回路１２は、整合回路８とアンテナコイル９を備えているが、特にこれに限定されるものでなく、他の構成部品を備えていても良い。同様に、参考例のアンテナ回路２２は、整合回路８と、アンテナコイル９と、ＩＣカード検出センサ２３を備えているが、特にこれに限定されるものでなく、他の構成部品を備えていても良い。 Moreover, although the antenna circuit 12 of the embodiment includes the matching circuit 8 and the antenna coil 9, the antenna circuit 12 is not particularly limited thereto, and may include other components. Similarly, the antenna circuit 22 of the reference example includes the matching circuit 8, the antenna coil 9, and the IC card detection sensor 23, but is not particularly limited thereto, and includes other components. Also good.

また、実施形態では、整合状態検出回路６はアンテナ出力回路１１に設けられているが、特にこれに限定されるものでなく、アンテナ回路１２に設けられていても良いし、アンテナ出力回路１１、アンテナ回路１２以外の非接触データキャリア読み書き装置に設けられていても良い。同様に、参考例では、ＩＣカード検出センサ２３はアンテナ回路２２に設けられているが、特にこれに限定されるものでなく、アンテナ出力回路２１に設けられていても良いし、アンテナ出力回路２１、アンテナ回路２２以外の非接触データキャリア読み書き装置に設けられていても良い。 In the embodiment , the matching state detection circuit 6 is provided in the antenna output circuit 11. However, the present invention is not particularly limited thereto, and may be provided in the antenna circuit 12, or the antenna output circuit 11, It may be provided in a non-contact data carrier read / write device other than the antenna circuit 12. Similarly, in the reference example , the IC card detection sensor 23 is provided in the antenna circuit 22, but is not particularly limited thereto, and may be provided in the antenna output circuit 21 or the antenna output circuit 21. Also, it may be provided in a non-contact data carrier read / write device other than the antenna circuit 22.

また、実施形態では、電圧Ｖ３およびＶ４について、具体的な波形および電圧値を説示していないが、電圧Ｖ１およびＶ２より低く、低減出力時、非接触ＩＣカード１０が通信可能範囲に移動してきた場合に、整合状態検出回路６が整合状態と判定可能であれば、任意の波形および電圧値を用いることができる。同様に、参考例でも、電圧Ｖ３およびＶ４について、具体的な波形および電圧値を説示していないが、任意の波形および電圧値を用いることができる。 In the embodiment , the specific waveforms and voltage values of the voltages V3 and V4 are not explained. However, the voltages are lower than the voltages V1 and V2, and the contactless IC card 10 has moved to the communicable range at the time of reduced output. In this case, any waveform and voltage value can be used as long as the matching state detection circuit 6 can determine the matching state. Similarly, in the reference example , specific waveforms and voltage values are not illustrated for the voltages V3 and V4, but arbitrary waveforms and voltage values can be used.

また、参考例では、非接触ＩＣカードリーダライタを内蔵する携帯機器などのポケットに非接触ＩＣカード１０を挿入して使う場合について示しているが、特にこれに限定されるものでなく、携帯機器以外の装置についても適用可能である。また、参考例では、携帯機器本体の機能（例えば、ディスプレイ表示機能やダイヤルボタン入出力装置）と、アンテナ出力回路２１の機能が明確に分離されている場合について説明しているが、特にこれに限定されるものでなく、上記の携帯機器本体の機能とアンテナ出力回路２１の機能を融合した１チップＬＳＩにも適用可能である。 In the reference example , a case where the non-contact IC card 10 is inserted into a pocket of a portable device or the like having a non-contact IC card reader / writer is used, but the present invention is not particularly limited to this. It can be applied to other devices. Further, in the reference example , the case where the functions of the mobile device body (for example, display display function and dial button input / output device) and the functions of the antenna output circuit 21 are clearly separated is described. The present invention is not limited, and the present invention can also be applied to a one-chip LSI in which the functions of the mobile device body and the antenna output circuit 21 are combined.

また、参考例では、ＩＣカード検出センサ２３について具体的な回路構成を説示していないが、ＩＣカード検出センサ２３は、検出情報を電気的信号に変換する機能およびアンテナ出力回路２１の変調回路７に送信する機能を備えていれば、任意の装置を用いることができる。例えば、特許第３５２９０８７号の図８に示すような、投光部から受光部に随時、投光された光線をＩＣカードが遮断したことを検出してＩＣカードの存在を判定するリーダライタでも良い。また、同特許の図９に示すような、ＩＣカード挿入部の開放端対向端に設けられた圧電素子に印加された応力を検出してＩＣカードの存在を判定するリーダライタなどでも良い。 In the reference example , the specific circuit configuration of the IC card detection sensor 23 is not explained, but the IC card detection sensor 23 has a function of converting detection information into an electrical signal and a modulation circuit 7 of the antenna output circuit 21. Any device can be used as long as it has a function of transmitting to the network. For example, as shown in FIG. 8 of Japanese Patent No. 3529087, a reader / writer may be used to detect the presence of an IC card by detecting that the IC card blocks the projected light from the light projecting unit to the light receiving unit as needed. . Further, as shown in FIG. 9 of the same patent, a reader / writer that detects the presence of the IC card by detecting the stress applied to the piezoelectric element provided at the open end opposite end of the IC card insertion portion may be used.

本発明の実施形態に係る非接触ＩＣカードリーダライタ用アンテナ出力回路およびアンテナ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the antenna output circuit for non-contact IC card reader / writers which concerns on embodiment of this invention, and an antenna circuit. 図１に示すアンテナ出力回路およびアンテナ回路の各構成部品の出力を示す図である。It is a figure which shows the output of each component of the antenna output circuit and antenna circuit which are shown in FIG. 図１に示す整合状態検出回路の動作を説明する状態遷移図である。FIG. 2 is a state transition diagram for explaining the operation of the matching state detection circuit shown in FIG. 1. 参考例に係る非接触ＩＣカードリーダライタ用アンテナ出力回路およびアンテナ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the antenna output circuit for non-contact IC card reader / writers which concerns on a reference example , and an antenna circuit.

１ 搬送波発振器、２ ２相パルス生成回路、３、４ パルス増幅器、
５ 低域フィルタ、６ 整合状態検出回路、７ 変調回路、８ 整合回路、
９ アンテナコイル、１０ 非接触ＩＣカード、１１ アンテナ出力回路、
１２ アンテナ回路、２１ アンテナ出力回路、２２ アンテナ回路、
２３ ＩＣカード検出センサ 1 carrier wave oscillator, 2 two-phase pulse generation circuit, 3, 4 pulse amplifier,
5 Low-pass filter, 6 Matching state detection circuit, 7 Modulation circuit, 8 Matching circuit,
9 Antenna coil, 10 Non-contact IC card, 11 Antenna output circuit,
12 antenna circuit, 21 antenna output circuit, 22 antenna circuit,
23 IC card detection sensor

Claims (3)

所定の搬送波を出力する搬送波発振器と、送信データの２つの値に応じて電源電圧を２種類の電圧に変化させて変調する変調回路と、前記変調回路で変調された２種類の電圧に応じて、前記搬送波と同一の周波数を有する第１の方形波パルス信号のパルスの振幅を変化させて振幅変調し、振幅変調した信号を増幅し、第１の電力増幅信号として出力する第１のパルス増幅器と、前記搬送波と同一の周波数を有し、前記第１の方形波パルス信号と逆位相の第２の方形波パルス信号のパルスの振幅を、前記変調回路で変調された２種類の電圧に応じて変化させて振幅変調し、振幅変調した信号を増幅し、第２の電力増幅信号として出力する第２のパルス増幅器と、前記第１の電力増幅信号および前記第２の電力増幅信号の高調波成分を減衰させる低域フィルタとを有するアンテナ出力回路と、
前記低域フィルタから出力される第１の入力信号と第２の入力信号とに対して対称的な構成となる、少なくとも３個のコンデンサを有する整合回路と、前記コンデンサに入力された前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を合成し、非接触データキャリアに送信するアンテナを有するアンテナ回路とを備え、
前記アンテナ回路と前記アンテナ出力回路との間に整合状態を検出する整合状態検出手段を備え、
前記整合状態検出手段は、進行波電圧に対する反射波電圧を監視し、前記進行波電圧および前記反射波電圧から前記アンテナ出力回路と前記アンテナ回路との間の電圧定在波比を算出し、算出した前記電圧定在波比と予め格納された定在波比閾値とを比較し、前記電圧定在波比が前記定在波比閾値より小さい場合、前記アンテナ回路は整合状態であると判定し、その後前記整合状態を示す前記状態信号を生成し、当該状態信号を前記変調回路に送信し、一方前記電圧定在波比が定在波比閾値以上の場合、前記アンテナ回路は不整合状態であると判定し、その後前記不整合状態を示す前記状態信号を生成し、当該状態信号を前記変調回路に送信し、
前記変調回路は、前記整合状態検出手段から前記不整合状態を示す前記状態信号が送信された場合に、前記第１のパルス増幅器および前記第２のパルス増幅器に供給する電圧を、前記変調した電圧より低下させる
ことを特徴とする非接触データキャリア読み書き装置。 A carrier oscillator for outputting a predetermined carrier, according to the modulation circuit and the two kinds of voltages which are modulated by the modulation circuit for modulating by changing the power supply voltage to two kinds of voltages in accordance with the two values of transmitted data The first pulse amplifier that modulates the amplitude of the first square-wave pulse signal having the same frequency as the carrier wave by changing the amplitude, amplifies the amplitude-modulated signal, and outputs the amplified signal as a first power amplification signal And the amplitude of the pulse of the second square wave pulse signal having the same frequency as that of the carrier wave and having the opposite phase to the first square wave pulse signal according to the two kinds of voltages modulated by the modulation circuit. A second pulse amplifier that amplifies the amplitude-modulated signal and outputs the amplified signal as a second power amplified signal, and harmonics of the first power amplified signal and the second power amplified signal Attenuate components An antenna output circuit having a pass filter,
A matching circuit having at least three capacitors and having a symmetric configuration with respect to the first input signal and the second input signal output from the low-pass filter, and the first input to the capacitor An antenna circuit having an antenna for combining the second input signal and the second input signal and transmitting to the non-contact data carrier ,
A matching state detecting means for detecting a matching state between the antenna circuit and the antenna output circuit;
The matching state detection unit monitors a reflected wave voltage with respect to a traveling wave voltage, calculates a voltage standing wave ratio between the antenna output circuit and the antenna circuit from the traveling wave voltage and the reflected wave voltage, and calculates The voltage standing wave ratio is compared with a previously stored standing wave ratio threshold, and if the voltage standing wave ratio is smaller than the standing wave ratio threshold, it is determined that the antenna circuit is in a matching state. Then, the state signal indicating the matching state is generated, and the state signal is transmitted to the modulation circuit. On the other hand, when the voltage standing wave ratio is greater than or equal to a standing wave ratio threshold, the antenna circuit is in a mismatched state. Determining that there is, and then generating the state signal indicating the mismatch state, and transmitting the state signal to the modulation circuit;
The modulation circuit supplies a voltage supplied to the first pulse amplifier and the second pulse amplifier when the state signal indicating the mismatch state is transmitted from the matching state detection unit. A non-contact data carrier read / write device characterized by further lowering . 前記非接触データキャリアと前記アンテナとの通信時、前記非接触データキャリアと前記アンテナとの相互インダクタンスが存在する状態で整合するように、前記整合回路の回路定数を決定することを特徴とする請求項１に記載の非接触データキャリア読み書き装置。 When communicating with the non-contact data carrier and the antenna, said to match in a state of mutual inductance exists between the non-contact data carrier and the antenna, claims and determining the circuit constant of the matching circuit Item 2. The non-contact data carrier read / write device according to Item 1 . 前記アンテナ出力回路は、前記搬送波に基づいて、前記第１の方形波パルス信号および前記第２の方形波パルス信号を出力するパルス生成回路を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触データキャリア読み書き装置。 The said antenna output circuit is equipped with the pulse generation circuit which outputs the said 1st square wave pulse signal and the said 2nd square wave pulse signal based on the said carrier wave, The Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Non-contact data carrier read / write device.
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