JPH03111988A - 磁気結合によるデータ送信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、磁気結合によるデータ送信方式に関し、詳
しくは、非接触形メモリカードやＩＣカードのデータ送
信時の消費電力を低減することができるようなデータ送
信方式に関する。

［従来の技術］ 非接触形のメモリカードと、これが挿着されるホストコ
ンピュータ、メモリカードリーダ・ライタ（以下り１に
リーダ・ライタ）等のデータ書込み読取り装置（又は［
−位装置）との間でデータ通信を行う場合には、リーダ
・ライタ等とメモリカード双方に発信回路と受信回路が
設けられていて、これら発（５／受信回路を介してデー
タの送受信が行われる。

このようにメモリカードとリーダ・ライタ等との間を磁
気結合（又は電磁結合、以ド磁気結合）により非接触接
続してデータ送受信をする場合には、信号を伝達するた
めに搬送波を発生させる搬送波発生回路が必ｄであり、
−殻内には搬送波をデータの“１”、°“０“に応じて
“１”又は“０″のときにのみ送り出し、搬送波の断続
でデータを送信する、いわゆる、トーンバースト方式が
採用されている。

［解決しようとする課題］ 第４図は、この場合のメモリカード側に内蔵されている
従来の送信回路を中心とする具体例であって、２１は非
接触形メモリカード、２２は電源回路、２３は、内部に
゛マイクロプロセッサ等とデータ記憶のためのＳＲＡＭ
等のメモリを有していて、送受信処理を行うデータ処理
回路、２４は送信回路である。送信回路２４は、搬送波
発生回路２５と、この搬送波発生回路２５の搬送波とデ
ータ処理回路２３から送出される送信データとを受ける
負論理ＡＮＤ回路２６、この負論理ＡＮＤ回路２６の出
力で駆動されるＰ型バイポーラトランジスタのスイッチ
ングトランジスタ２７、そして、そ、の負荷回路として
挿入され、搬送波の周波数に共振する共振回路２８とで
構成されて、スイッチングトランジスタ２７からの搬送
波の出力を送信コイル２９に加える。なお、Ｒは負論理
ＡＮＤ回路２６の出力電流を制限するためにスイッチン
グトランジスタ２７のベースに直列に挿入された抵抗で
ある。

ここで、負論理ＡＮＤ回路２７は、データ処理回路２３
の出力データが“０”　（叉はＬＯＷレベル）のときに
搬送波をスイッチングトランジスタ２７に加えて、これ
を“ＯＮ”させ、送信コイル２９を搬送波により駆動す
る。また、送信データが“１”のときにはスイッチング
トランジスタ２５を“ＯＦＦ”させて搬送波を断つ。そ
の結果、送信データの“０”　　ｕｌ”に応じて断続す
る搬送波が受信側に送られる。

このように従来のものは送信データにより直接搬送波を
断続することによるが、このような方式では、送信する
データに“０”が多ければ、それだけ共振回路２８を駆
動するスイッチングトランジスタ２７が“”ＯＮ”する
期間が多くなり、消費電力が大きくなる欠点がある。

この消費電力の増加は、特に、メモリカード等のカード
型の記憶装置やＩＣカード等のカード型の情報処理装置
にあっては発熱の増加をまねき、それによる内部回路の
信頼性が低下し、また、電１１１ψ動の場合には電池の
消耗時期が速くなり、内部記憶データのイ、ｉ頼性が低
ドするので好ましくはない。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、データ送信時の消費電力を低減できる磁気
結合によるデータ送信方式を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段コ このような目的を達成するための、この発明の磁気結合
によるデータ送信方式の構成は、送信回路が磁束発生回
路に断続的な電気信号を送出するスイッチング回路と送
信データの１ビット発生周期に対応する送信周波数より
も２倍以り高い周期の搬送波を発生する搬送波発生回路
と搬送波の周波数より低くかつ１ｌｉＪ記送信周波数よ
り高い周波数のパルス信号を発生する変調パルス発生回
路とを備えていて、搬送波をスイッチング回路に送出し
、送信データ発生回路からの送信データの“ｌ”及び“
０”のいずれか一方と変調パルス発生回路のパルス信号
の論理積条件でスイッチング回路を導通動作させて磁束
発生回路に前記搬送波を加え、受信回路が磁束電気信号
変換回路から得られる電気信号を受けて包絡線検波を行
う検波回路とこの検波回路の検波電圧を基準電圧と比較
するコンパレータとを有していて、送信データの“１”
及び“０”のいずれか一方の状態において磁束発生回路
から送信された搬送波の欠落期間にその検波電圧が前記
基準電圧より低ドしない値に平滑されるように検波回路
の時定数が変調パルス発ｔｒ回路のパルス信号の周波数
との関係で選択され、受信回路がコンパレータの出力の
有無により送信データの“ｌ”及び“０”のいずれか一
方の状態を受信データとして検出するものである。

［作用］ このように、送信搬送波をそれより低く、かつ、送信デ
ータの１ビット発生周波数より高い周波数の変調パルス
で断続することによりスイ・フチング回路が導通動作す
る期間が少な（なるのでデータ送信時の電力消費を低減
することができる。また、受信側では、単に、検波回路
の時定数を１）ＩＩ記の変調パルスの周波数との関係で
基準値より低下しないように選択すれば従来と同様にデ
ータ受信ができる。

その結果、データ送信時の消費電力が小さい非接石彫磁
気結合のメモリカード等を容易に実現できる。

［実施例コ 以下、この発明の−・実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、この発明の磁気結合によるデータ送信方式を
適用したメモリカードとそのリーダ・ライタのシステム
の送信回路及び受信回路を中心としたブロック図であり
、第２図は、その送受信動作のタイミングチャート、第
３図は、そのメモリカードとそのリーダ・ライタからな
る全体的なシステムのブロック図である。

第１図に示すように、この発明では、第４図に示される
送信回路の構成に対して送信回路に変調パルス発生回路
１８が新たに追加され、搬送波がこの変調パルス発生回
路１６の変調パルスにより変調を受けてデータが送信さ
れる点で従来と兄なっている。

まず、その全体的なシステムから説明すると、第３図に
おいて、■は、非接触形メモリカード２（以ド！Ｉ１．
にメモリカード２）が挿着されるメモリカードリーダ番
ライタであって、メモリカード２は、その電源となる電
力をリーダ・ライタ１の発振回路４から送信コイル１２
を介し、これと非接触状態で磁気結合する受信コイル１
３に受ける。

この場合、発振回路４は、例えば、数ｔ−ｋ　Ｈｚ〜数
ｔｉ　ｋ　Ｈｚ程度の信号を送信コイル１２に供給し、
この信号を受信コイル１３が磁界の形で受けて電力が伝
達される。受信コイル】３で受けたこの電力は、次に電
源回路８で直流電圧の電力に変換されてメモリカード２
の各回路に供給される。

なお、３は、リーダ・ライタ１に設けられた電源回路で
あって、その各部の回路に電力を供給している。また、
メモリカード２がメモリカードリーダ・ライタ１から抜
去されたときには電Ｍ８ａからの電力に切換えられてこ
れによりデータ処理回路１１に電力が供給される。また
、この実施例において、データ処理回路１１内のメモリ
とじてＥＥＰＲＯＭを使用したときはバックアップ用の
電／ｌＩ！８ａは特に必要としない。

ここで、リーダ・ライタｌからメモリカード２へ送出さ
れるデータは、マイクロプロセッサ等を有するデータ処
理回路６からこれにつながっている送信回路５．送受信
コイル１４を介して送出される。送信回路５は、例えば
、ＩＭＨｚ程度の周波数の搬送波をその内部で発生して
、データ処理回路６からの送信データによりこの搬送波
が“０Ｎ−ＯＦＦ”されることで送信信号を生成する。

そして、この送信信号が送受信コイル１４に加えられる
。すなわち、ここでのデータの送信は、従来と同様にト
ーンバースト方式により行われる。

このようにしてトーン・バーストの形で送受信コイル１
４を通して磁束の形で送信されたデータは、これと非接
触状態で磁気結合するメモリカード２の送受信コイル１
５で受信され、受信回路９でデジタル信号に復調されて
マイクロプロセッサ等を何するデータ処理回路１１に送
られる。

一方、メモリカード２からリーダーライタ１へのデータ
の送信は、前記と同様にトーンバースト方式で行われ、
このとき、リーダ・ライタ１の送信回路５はデータ処理
回路６の制御により停市し、受信回路７が起動されてい
る。そこで、メモリカード２の送受信コイル１５と受信
回路９との接続点に接続された送信回路１０をデータ処
理回路１１が動作させてリーダ・ライタへの送信が行わ
れる。

メモリカード２からの送イ５は、搬送波発生回路２５の
他に変調パルス発生回路１６を動作させて行われ、この
回路の変調パルス出力と送信データとの論理積条件で送
信回路１０の内部のスイッチング回路（ここでは、スイ
ッチングトランジスタ２７）を“０Ｎ−ＯＦＦ”させて
ＩＭＨｚの搬送波をデータ処理回路１１からの送信デー
タに応じて断続的に発生させてそれを送受信コイル１５
に加えてデータを送信する。

第１図は、この場合のメモリカード２側の送信回路１０
と、メモリカードリーダ・ライタ１側の・受信回路７と
の関係の詳細を小すものであって、送信回路１０は、第
４図の送信回路２４と同様に、この実施例ではＩＭＨｚ
の搬送波を発生する搬送波発生回路２５と、この搬送波
発生回路２５の搬送波とデータ処理回路１１がら送出さ
れる送信データとを受ける負論理ＡＮＤ回路１７、この
負論理ＡＮＤ回路１７の出方で駆動されるスイッチング
トランジスタ２７、その負荷回路として挿入され、搬送
波のＩＭＨｚの周波数に共振する共振回路２８、そして
スイッチングトランジスタ２７七で構成され、前記の負
論理ＡＮＤ回路１７は、変調パルス発生回路１６がら変
調パルスを受ける。

そのためこの回路は、従来の負論理ＡＮＤ回路２６と異
なり、ここでは３人カー１出方の回路となっている。

負論理ＡＮＤ回路１７は、搬送波発生回路２５から搬送
波を受けるとともにデータ処理回路１１から送信すべき
データ及び変調パルス発生回路１６から変調パルスとを
受けて、送信データのうち“０”又は“ｌ”の一方と変
調パルスとの論理積条件で動作し、ここでは、データ処
理回路１１の出力データが“０”でかつ変調パルス発生
回路１６の変調パルスがＬＯＷレベル（或ハ“０”）の
ときに搬送波をスイッチングトランジスタ２７のベース
に加えて、これを“ＯＮ”させて送受信コイル１５を搬
送波により駆動する。また、データ処理回路１１の送信
データが“１”のときに又は変調パルス発生回路１６の
変調パルスがＨＩＧＨレベル（或は“１”）のときには
スイッチングトランジスタ２５を“ＯＦＦ”させて搬送
波を断つ。

その結果、第２図の（ｄ）に示すような信号が送信され
る。なお、第２図の（ａ）は、送信速度を９６００ボー
（ｂｌ）ｓ）とした場合のデータ処理回路１１の送信デ
ータであり、（ｂ）は、ＩＭＨｚの搬送波、（ｅ）は、
変調パルス発生回路１６の変調パルスをデユーティ５０
％として６２゜５ｋＨｚとした場合のパルスの例である
。

このような場合には、（ｄ）に示す送信信号は、変調パ
ルス発生回路１６が“Ｏ”となっているときに、８パル
ス程度が８２．５ｋＨｚの周期で断続して発生する。

このような信号を受けて復調する受信回路７は、第１図
に示されるように、送受信コイル１４に接続された包絡
線検波回路１８とこの包絡線検波回路１８の検波電圧Ｖ
Ｄを受けるコンパレータ（ＣＯＭ）１９、そして検波電
圧の比較対象となる基準電圧（ＶＴＦＩ）を発生する基
準電圧発生回路２０（抵抗Ｒ２，Ｒ３で電源電圧（Ｖｃ
ｃ）を分圧する分圧回路で構成される）（！：を有して
いる。

包絡線検波回路１８は、ダイオードＤＩ　＋　Ｄ２、コ
ンデンサＣＩ　、　Ｃ２からなる倍電圧整流の回路であ
って、放電時定数回路を構成する抵抗Ｒ１とコンデンサ
ＣＩの値が変調パルス発生回路１６の変調パルスをデユ
ーティ５０％として８２．５ｋＨｚとしたときの第２図
の（ｄ）に示すような８パルスの送信信号の包絡線が同
図の（ｃ）の変調パルスの欠落している期間Ｔにおいて
、同図の（ｅ）に示すように低ドしてもそれがコンパレ
ータ１９の基準電圧ＶＴｔｌより低下しないような範囲
に選択されている。

コンパレータ１９は、反転増幅器となっていて、包絡線
検波回路１８の前記のａ、シ定数条件において検波出力
が基準電圧ＶＴＩ（以上となっているので、変調パルス
か発生していない期間Ｔに低下する電圧に影響されずに
同図（ｆ）に示すような出力を発生し、送信データ“０
”の出力を検出する。そして、この検出出力が次にデー
タ処理回路６に送出される。

なお、これとは別に、前記包絡線検波回路１８の時定数
を逆に採って、前記の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の値が
変調パルス発生回路１６の変調パルスをデユーティ５０
％として８２．５ｋＨｚとしたときの第２図の（ｄ）に
示すような８パルスの送信信号の包絡線について同図の
（ｃ）の変調パルスの欠落期間Ｔにコンパレータ１９の
基準電１ＬＶＴＨより低くなるように選択すると、コン
パレータ１９は、同図（ｇ）に示すように、変調パルス
発生回路１６が“０”となっているときに、この変調パ
ルスに対応するパルスを発生する。そこで、この変調パ
ルスの数をカウンタでカウントしてあらかじめ設定され
た数取１−在るか否かをｒｌＪ定することでデータ“０
”を検出するようにすることもできる。

以上は、メモリカード２側からデータを送信する場合を
例としているが、これは、メモリカードリーダーライタ
ｌ側からメモリカード２にデータを送信する場合も同様
である。なお、この発明は、メモリカードリーダ・ライ
タ１側からの送信方法は間はない。

ここで、送信データと搬送波、そして変調パルスの周波
数の関係であるが、送信データの１ビット発生周期に対
応する周波数よりも２倍以上高い周期の搬送波を搬送波
発生回路が発生すれば、搬送波の周波数より低くかつ前
記ビット発生周期の周波数より高い周波数のパルス信号
を変調パルス発生回路が発生すれば、１ビット以上の搬
送波を受信側に送信できるので、この範囲にあればよい
。

なお、搬送波は、送信データの１ビット発生周期に対応
する周波数よりも１桁以−に高いものとすることが好ま
しく、変調パルスの周波数は、搬送波の１／２以Ｆであ
ることが好ましい。

以１−説明してきたが、実施例では、送信データが“０
”のときにスイッチングトランジスタ２７を“ＯＮ”動
作させるようにしているが、これは、“１”のときに“
ＯＮ”動作せるようにしてもよい。このことは、変、′
Ｊ！！パルス発生回路１６の変調パルスについても同様
である。また、この変調パルスは、デユーティ５０％の
場合に限定されるものではない。

また、実施例では、電源を電磁結合でス１Ｊる例を示し
ているが、これは、メモリカードリーダーライタ側から
の電力供給を受けずに内部電池で電力を供給してもよい
。

実施例では、メモリカードからの送信を中心に説明して
いるが、これは、Ｉｃカードであってもよく、他の種々
のデータ処理装置であってもよい。

［発明の効果コ 以１−１説明したように、この発明では、送信搬送波を
それより低く、かつ、送信データの１ビット発生周波数
より高い周波数の変調パルスで断続することによりスイ
ッチング回路が導通動作する期間が少なくなるのでデー
タ送信時の電力消費を低減することができる。また、受
信側では、単に、検波回路の時定数を前記の変調パルス
の周波数との関係で基準値より低ドしないように選択す
れば従来と同様にデータ受信ができる。

その結果、データ送信時の消費電力が小さい非接石彫磁
気結合のメモリカード等を容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の磁気結合によるデータ送信方式を
適用したメモリカードとそのリーダ・ライタのシステム
の送信回路及び受信回路を中心としたブロック図であり
、第２図は、その送受信動作のタイミングチャート、第
３図は、そのメモリカードとそのリーダ・ライタからな
る全体的なシステムのブロック図、第４図は、従来のメ
モリカードにおける送信回路のブロック図である。 ｌ・・・リーダ・ライタ、２．２１・・・メモリカード
、３・・・７Ｂ源回路、４・・・発振回路、５、ｔｏ、
２４・・・送信回路、 ｅ、ｉｔ、２３・・・データ処理回路、７．９・・・受
信回路、８，２２・・・電瞭回路、１２・・・送信コイ
ル、１３・・・受信コイル、１４．１５・・・送受信コ
イル、１６・・・変調ノ＜）レス信号生成回路、１７．
２８・・・負論理ＡＮＤ回路、１８・・・包絡線検波回
路、１９・・・コンｔＮ６レータ、２５・・・搬送波発
生回路、２７・・・スイ、ツチングトランジスタ、２８
・・・共振回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ送信装置とデータ受信装置とが着脱可能に
   磁気結合され、前記データ送信装置が前記磁気結合のた
   めの磁束を電気信号に応じて発生する磁束発生回路とこ
   の磁束発生回路に接続され、前記電気信号を送出する送
   信回路とこの送信回路に送信データを出力する送信デー
   タ発生回路とを備え、前記データ受信装置が前記磁束発
   生回路に磁気結合する磁束電気信号変換回路とこの磁束
   電気信号変換回路に接続されて前記送信回路から送信さ
   れた送信信号を受信して前記送信データを復調する受信
   回路とを備える磁気結合によるデータ送信方式において
   、送信回路は、前記磁束発生回路に断続的な電気信号を
   送出するスイッチング回路と前記送信データの１ビット
   発生周期に対応する送信周波数よりも２倍以上高い周期
   の搬送波を発生する搬送波発生回路と前記搬送波の周波
   数より低くかつ前記送信周波数より高い周波数のパルス
   信号を発生する変調パルス発生回路とを備え、前記搬送
   波を前記スイッチング回路に送出し、前記送信データ発
   生回路からの送信データの“１”及び“０”のいずれか
   一方と変調パルス発生回路のパルス信号の論理積条件で
   前記スイッチング回路を導通動作させて前記磁束発生回
   路に前記搬送波を加え、前記受信回路は、前記磁束電気
   信号変換回路から得られる電気信号を受けて包絡線検波
   を行う検波回路とこの検波回路の検波電圧を基準電圧と
   比較するコンパレータとを有していて、前記送信データ
   の“１”及び“０”のいずれか一方の状態において前記
   磁束発生回路から送信された搬送波の欠落期間にその検
   波電圧が前記基準電圧より低下しない値に平滑されるよ
   うに前記検波回路の時定数が前記変調パルス発生回路の
   パルス信号の周波数との関係で選択され、前記受信回路
   が前記コンパレータの出力の有無により前記送信データ
   の“１”及び“０”のいずれか一方の状態を受信データ
   として検出することを特徴とする磁気結合によるデータ
   送信方式。
2. （２）検波回路は送信データの“１”及び“０”のいず
   れか一方の状態において磁束発生回路から送信された搬
   送波の欠落期間にその検波電圧が基準電圧より低下する
   ようにその時定数が変調パルス発生回路のパルス信号の
   周波数との関係で選択され、受信回路はコンパレータの
   出力有りの数をカウントしてそのカウント値が一定値以
   上となったときに前記送信データの“１”及び“０”の
   いずれか一方の状態を受信データとして検出することを
   特徴とする請求項１記載の磁気結合によるデータ送信方
   式。
3. （３）データ送信装置はメモリカードであり、データ受
   信装置はメモリカードリーダ・ライタであることを特徴
   とするせ請求項１又は１記載の磁気結合によるデータ送
   信方式。