JPH05327794A - データキャリアのクロック抽出方法及びクロック抽出回路 - Google Patents

データキャリアのクロック抽出方法及びクロック抽出回路

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JPH05327794A
JPH05327794A JP16037192A JP16037192A JPH05327794A JP H05327794 A JPH05327794 A JP H05327794A JP 16037192 A JP16037192 A JP 16037192A JP 16037192 A JP16037192 A JP 16037192A JP H05327794 A JPH05327794 A JP H05327794A
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circuit
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clock
signal
carrier
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JP16037192A
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Shinichiro Fukuoka
真一郎 福岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ASK変調される信号を受信するデータキャ
リアのクロック抽出回路において、クロックを正確に抽
出できるようにすること。 【構成】 共振回路1にダイオードD4,D5、抵抗R
3から成る全波整流回路11を接続する。そしてその出
力をコンパレータ12によってピーク値に近いレベルで
弁別し、抵抗R4,コンデンサC4から成る充放電回路
に与える。そして充放電回路の時定数をキャリア周波数
程度に選定し、その出力をコンパレータ14で弁別する
ことによってクロックを抽出するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電磁誘導を用いて非接触
でデータの送受信を行うデータキャリアのクロック抽出
方法及びクロック抽出回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、工場における組立搬送ラインでの
物品,製品の識別や、特定場所での人間の通行等を管理
するため、識別システムが用いられている。このような
識別システムでは、特開平1−151832号に開示されてい
るように、識別対象物にメモリを有するデータキャリア
を設け、外部からの伝送によってデータキャリアに必要
な情報を書込んでおき、必要に応じてその情報を読出す
ようにしている。このようなデータキャリアは工場のパ
レット等に取付けられたり、人が携帯するIDカードに
内蔵されて使用される場合がある。一方、データキャリ
アの移動経路に沿って配置された書込/読出制御ユニッ
トは、このデータキャリアに必要なデータを書込み又は
読出すように構成される。
【0003】図8は従来のデータキャリアの一例を示す
ブロック図である。本図においてデータキャリアは、書
込/読出制御ユニットに対向する位置に設けられたコイ
ルL1及びコンデンサC1より構成される共振回路1を
有している。この共振回路1には図示のようにダイオー
ドブリッジ2及びその出力を平滑するコンデンサC2か
ら成る平滑回路3が設けられる。コンデンサC2にはツ
ェナダイオードZDが並列に接続され、整流した一定電
圧の直流電圧を電源としてデータキャリアの各ブロック
に供給している。又共振回路1の両端にはダイオードD
1,D2が接続され、そのカソード端が共通接続されて
抵抗R1,コンデンサC3から成る積分回路4に接続さ
れる。この積分回路4はASK変調された入力信号の包
絡線検波をするものであって、その出力はコンパレータ
5に与えられる。コンパレータ5は所定の閾値で入力信
号を弁別することによってクロック信号を抽出するもの
である。
【0004】又共振回路1の一端にはダイオードD3,
抵抗R2から成る半波整流回路が接続され、その出力端
はバッファ6に接続される。バッファ6は入力信号を波
形整形することによってキャリア信号を得るものであ
り、例えばCMOS型のバッファで構成される。
【0005】次にこの従来のデータキャリアのクロック
抽出動作について波形図を参照しつつ説明する。図9
(a)を図示しない書込/読出制御ユニットから送出さ
れた信号とすると、又ダイオードD1,D2のカソード
端には図9(b)に示すように全波整流され、且つコン
デンサC3,抵抗R1によって平滑された信号が得られ
る。この出力はコンパレータ5によって所定の閾値Vre
f で弁別されるため、図9(c)に示すクロック信号C
LKが出力される。又ダイオードD3のカソード端には
図9(d)に示すように半波整流された信号が得られ
る。この半波整流出力をバッファ6によって整形するこ
とによって図9(e)に示す信号がキャリア信号として
出力される。
【0006】図9(c)に示すクロックCLK及び図9
(e)のキャリア信号はメモリ制御部7に与えられる。
メモリ制御部7は書込/読出制御ユニットからのコマン
ド及びデータを受信し、メモリ8に必要なデータを書込
み又は読出すように制御するものである。又メモリ8か
ら読出されたデータはメモリ制御部7によってシリアル
信号に変換され、残響制御部9に与えられる。残響制御
部9では共振回路1の両端を短絡することによって残響
を制御し、書込/読出制御ユニット側に信号を伝送して
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のデータキャリアにおいて、コンデンサC3,抵
抗R1から成る積分回路の時定数は、リップルを小さく
押さえコンパレータ5のチャタリングを防ぐためにキャ
リアの周期の10倍以上の時定数とする必要がある。又
コンパレータ5の閾値Vref をあまり低くすれば、図9
(c)に示す遅れ時間τの幅が広くなり、クロック信号
を正常に復調することが難しくなる。従ってコンパレー
タ5の閾値設定が難しいという欠点があった。
【0008】又この積分回路を含めてすべての回路をI
C化することが好ましい。しかしIC内ではコンデンサ
の容量はチップ面積に対応するため、あまり容量を大き
くすることができない。従って同一の時定数でも抵抗値
を大きくする必要がある。しかしIC内の抵抗値は目標
値に対して 0.5〜2倍程度と大きくばらつくため、時定
数の誤差が大きくなるという欠点があった。しかしコン
デンサの容量はチップ面積に影響するためあまり大きく
することができず、IC化が難しいという欠点があっ
た。
【0009】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、時間遅れを少なくして正確にク
ロック信号を抽出できるようにすることを技術的課題と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、ASK変調された信号からクロック信号を抽出する
データキャリアのクロック抽出方法であって、ASK信
号のキャリア信号をその電圧レベルを一定として共振さ
せて受信し、共振出力をピーク値に近いレベルを閾値と
して弁別し、弁別した出力によって充放電を行い、キャ
リアが停止したときに充放電の出力変化を弁別すること
によりクロック信号を抽出するものである。
【0011】本願の請求項2の発明は、ASK変調され
た信号からクロック信号を抽出するデータキャリアのク
ロック抽出回路であって、ASK信号のキャリア周波数
の信号と共振し両端の電圧レベルを一定とする共振回路
と、共振回路の出力のピーク値に近いレベルで共振出力
を弁別する第1の弁別回路と、弁別回路の出力により充
放電する充放電回路と、キャリアが停止したときに充放
電回路の出力の変化を弁別することによりクロック信号
を抽出する第2の弁別回路と、を具備することを特徴と
するものである。
【0012】本願の請求項3の発明は、ASK変調され
た信号からクロック信号を抽出するデータキャリアのク
ロック抽出方法であって、ASK信号のキャリア信号を
その電圧レベルを一定として共振させて受信し、共振出
力を相異なる第1,第2のレベルで弁別し、キャリアが
停止したときの第1,第2の弁別出力のタイミングに基
づいてクロック信号を抽出することを特徴とするもので
ある。
【0013】本願の請求項4の発明は、ASK変調され
た信号からクロックを識別するデータキャリアのクロッ
ク抽出回路であって、ASK信号のキャリア周波数の信
号と共振し両端の電圧レベルを一定とする共振回路と、
共振回路の出力を第1の閾値で弁別する第1の弁別回路
と、共振回路の出力を第1の閾値より低い第2の閾値で
弁別する第2の弁別回路と、第1,第2の弁別回路の出
力のタイミングに基づいてクロック信号を抽出するクロ
ック抽出手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。
【0014】本願の請求項5の発明では、クロック抽出
手段は、第1,第2の弁別回路の出力の排他的論理和を
とるEOR回路と、EOR回路の遅延出力及び第2の弁
別回路の出力との論理積をとるアンド回路と、アンド回
路の出力に基づいて第1の弁別回路の出力を判別する保
持手段と、を具備することを特徴とするものである。
【0015】本願の請求項6の発明では、クロック抽出
手段は、第2の弁別回路の出力をキャリアの周期より十
分短い時間遅延させる遅延回路と、遅延回路の出力によ
って第1の弁別回路の出力を判別する保持手段と、を具
備することを特徴とするものである。
【0016】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項1又は2
の発明によれば、共振回路の出力を共振回路の出力のピ
ーク値に近いレベルで出力を弁別し、その出力に基づい
て充放電を行っている。この充放電回路の時定数はキャ
リア周波数に対応したものとしておき、キャリアが停止
したときの出力変化に基づいてクロックを抽出してい
る。
【0017】又本願の請求項3,4の発明では、共振回
路の出力を互いに閾値が異なる第1,第2の弁別回路に
よって弁別し、その出力のタイミングに基づいてクロッ
ク信号を抽出するようにしている。
【0018】更に本願の請求項5の発明では、請求項4
記載の第1,第2の弁別回路より得られる出力の排他的
論理和をとり、その出力をわずかに遅延させ、第2の弁
別回路の出力との論理積をとっている。そうすれば第1
の弁別回路の出力判別のタイミングが得られ、このタイ
ミング毎に第1の弁別回路の出力を判別することによっ
て、クロックを抽出している。
【0019】又本願の請求項6の発明では、第2の弁別
回路の出力をキャリアの周期より十分短い時間遅延させ
ている。そうすれば第1の弁別回路の出力判別のタイミ
ングが得られ、このタイミング毎に第1の弁別回路の出
力を保持することによってクロックを抽出するようにし
ている。
【0020】
【実施例】図1は本発明の一実施例によるデータキャリ
アのクロック抽出回路の主要部の構成を示す図である。
本図において前述した従来例と同一部分は同一符号を付
して詳細な説明を省略する。コンデンサC1,コイルL
1から成る共振回路1にダイオードブリッジ2が接続さ
れ、その正極端にコンデンサC2,ツェナダイオードZ
Dが接続されることは前述した従来例と同様である。本
実施例では共振回路1の両端にダイオードD4,D5の
アノードが接続され、カソード端が共通接続されて抵抗
R3を介して接地されている。ダイオードD4,D5、
抵抗R3は全波整流回路11を構成しており、その出力
端にはMOS型のコンパレータ12が接続される。この
コンパレータ12の出力端子には、閾値Vref1を持つN
型MOS13のゲートが接続される。MOS13のドレ
インは抵抗R4を介して電源Vccに接続され、又コンデ
ンサC4を介して接地されており、ソース端は直接接地
されている。抵抗R4,コンデンサC4は全波整流した
信号を連続させることができるキャリア周波数程度の時
定数を有するものとする。そして抵抗R4,コンデンサ
C4の共通接続端にはMOS型のコンパレータ14が接
続される。この閾値Vref2は後述するように、抵抗R4
とコンデンサC4のキャリアによる充電電圧より高いレ
ベルに設定しておくものとする。
【0021】次に本実施例の動作について説明する。図
2(a)〜(e)は本実施例によるデータキャリアのク
ロック抽出回路のa〜eの各部の波形を示す波形図であ
る。まず共振回路1に図2(a)に示す信号が受信され
た場合には、ダイオードブリッジ2によって全波整流さ
れ平滑されてデータキャリアの電源として各部に供給さ
れる。又ダイオードD4,D5と抵抗R3による全波整
流回路11によって図2(b)に示すように全波整流さ
れる。この整流された信号はコンパレータ12によって
方形波に変換される。このコンパレータ12の閾値Vre
f1を図2(b)に示すように入力信号のサイン波のピー
ク値にほぼ近いレベルに設定しておくものとすれば、図
2(c)に示すような方形波信号が得られる。共振回路
1の入力レベルはツェナダイオードZDのツェナ電圧に
よってほぼ決まるため、このツェナ電圧よりわずかに低
いレベルに閾値Vref1を設定しておくことによって、常
に全波整流波形のピーク値に近いレベルに閾値を設定す
ることができる。そしてこの方形波信号はMOS13に
与えられ、抵抗R4を介してコンデンサC4が図2
(d)に示すように充放電される。抵抗R4,コンデン
サC4の時定数は、キャリア周波数に近い時定数として
設定しておけば、方形波のLレベルで断続的に充電され
る。一方コンパレータ14の閾値Vref2はこれより高い
レベルに設定しておくものとする。そうすればコンパレ
ータ14より図2(e)に示すようなクロックCLKを
抽出することができる。
【0022】この場合には閾値Vref1をピーク値に近い
レベルに設定しておけば、前述した従来例のように全波
整流波形をそのまま平滑し、そのレベルの低下によって
クロックを弁別する場合に比べてクロック検出の立下り
の時間誤差を短くすることができる。従って受信した信
号のクロックを正確に抽出することができる。
【0023】尚ここでコンパレータ11,13は通常の
コンパレータとしているが、MOSバッファをそのまま
用いてコンパレータとすることも可能である。例えば図
3(a)に示すようにCMOS型の構成とし、チャンネ
ルドープ量を変化させることによって閾値を変更するこ
とができる。又図3(b)に示すようにNMOSを用
い、チャンネルドープ量を変化させて閾値を調整するこ
とができる。更に図3(c)に示すように入力側に抵抗
R5,R6の抵抗分圧回路を設け、この分圧レベルによ
って等価的にMOSバッファの閾値を調整するようにし
てもよい。この場合にはチャンネルドープ量を変更する
必要がなく、閾値自体は電源のほぼ中点レベルとなる
が、抵抗値の調整によって等価的な閾値が調整できるこ
ととなる。更に抵抗分圧回路により分圧した電圧をCM
OSの電源として用いても等価的に閾値が調整できる。
【0024】図4は本発明の第2実施例によるクロック
抽出回路の構成を示す回路図である。本図において前述
した第1実施例と同一部分は同一符号を付して詳細な説
明を省略する。本実施例においても共振回路1にはダイ
オードブリッジ2を接続し、平滑回路3によって平滑し
てデータキャリアの各部に電源を供給している。又共振
回路1の両端にはダイオードD4,D5が接続され、抵
抗R3と共に全波整流回路11が形成される。そして全
波整流回路11の出力はコンパレータ21,22に与え
られる。コンパレータ21は第1の閾値Vref3、コンパ
レータ22は第2の閾値Vref4(<Vref3)を持つ第
1,第2の弁別回路である。コンパレータ21の出力は
Dフリップフロップ23のD入力端に与えられる。又コ
ンパレータ22の出力は抵抗R7,コンデンサC5から
成る遅延回路24に与えられる。遅延回路24はキャリ
ア周波数の周期より十分短い期間、例えば1/4周期だ
け入力信号を遅延させる回路であって、その出力はバッ
ファ25に与えられる。バッファ25はこの信号を再び
方形波に整形してフリップフロップ23のクロック入力
端に与える。フリップフロップ23はこのバッファ25
の出力に応じて入力レベルを保持する保持手段である。
このフリップフロップ23のQ出力がクロック信号CL
Kとしてデータキャリアのメモリ制御部に出力される。
ここで遅延回路24,バッファ25はコンパレータ2
1,22の出力のタイミングに基づいてクロックを抽出
するクロック抽出手段26を構成している。
【0025】次に本実施例の動作についてタイムチャー
トを参照しつつ説明する。図5(a)〜(f)は図4の
a〜f点の波形を示すタイムチャートである。まず図5
(a)は共振回路1に入力される信号とする。共振回路
1によってこの信号が受信されると、図5(b)に示す
ように全波整流回路11によって全波整流され、コンパ
レータ21,22に与えられる。ここで図5(b)に示
すようにコンパレータ21,22の閾値Vref3,Vref4
が設定されているものとすると、コンパレータ21,2
2より夫々図5(c),(d)に示す波形整形された信
号が得られる。遅延回路24はこの図5(d)の信号を
約1/4周期遅延させているため、バッファ25より図
5(e)に示す信号が得られることとなる。そしてこの
出力の立上り毎にコンパレータ21の出力を識別するた
め、フリップフロップ23より図5(f)に示すように
クロック信号CLKが再生されることとなる。このよう
に本実施例では一対の閾値を設け、その出力を遅延させ
た信号によってコンパレータ21の閾値を保持すること
によって正確なクロック信号を再生できるようにしてい
る。尚本実施例は共振回路1に得られる信号を全波整流
しているが、半波整流した場合にも同様の構成によって
クロック信号を再生することができる。
【0026】次に本発明の第3実施例について説明す
る。本実施例において前述した第1,第2実施例と同一
部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施
例では図6に示すように、ダイオードD4,D5、抵抗
R3から成る全波整流回路11の出力を夫々コンパレー
タ21,22に与える。そしてコンパレータ21,22
の出力を夫々EOR回路31に与える。EOR回路31
はこれらの排他的論理和をとる回路であって、その出力
は抵抗R8,コンデンサC6から成る遅延回路32に与
えられる。遅延回路32は微少時間入力信号を遅延させ
るものであり、その出力はバッファ33を介してアンド
回路34に与えられる。又コンパレータ21の出力はア
ンド回路34の他方の入力端、及びD型フリップフロッ
プ35のD入力端に与えられる。アンド回路34はEO
R回路31の出力とバッファ33の出力との論理積をと
る回路であって、その出力はフリップフロップ35のク
ロック入力端に与えられている。フリップフロップ35
はアンド回路34の出力に応じて入力レベルを保持する
保持手段であって、その出力端よりクロック信号CLK
が出力される。ここでEOR回路31,遅延回路32,
バッファ33,アンド回路34及びD型フリップフロッ
プ35は、第1,第2の弁別回路の出力のタイミングに
基づいてクロック信号を抽出するクロック抽出手段36
を構成している。
【0027】次に本実施例の動作について図7のタイム
チャートを参照しつつ説明する。図7は図6のa〜iの
波形を夫々図7の(a)〜(i)に示している。本実施
例においても図7(a)〜(d)に示すように共振回路
1に入力される信号を全波整流し、閾値Vref3,Vref4
を有する一対のコンパレータ21,22で夫々出力を弁
別することは第2実施例と同様である。本実施例では図
7に全波整流波形の時間軸を拡大して示している。さて
EOR回路31からは図7(g)に示すようにコンパレ
ータ21,22の時間差だけの信号が得られることとな
る。この信号をわずかに遅延回路32によってシフトさ
せ、バッファ33で波形整形することによって図7
(h)に示す信号が得られる。そしてこの信号と図7
(c)のコンパレータ21の出力との論理積によって、
アンド回路34より図7(i)に示す信号が出力され
る。この信号の立下り時点は図7(c),(i)に示す
ように必ずコンパレータ21の出力の立上り直後の状態
となっているため、これによってD型フリップフロップ
35を介してクロックが抽出できる。そして共振回路1
に得られる信号がコンパレータ21の閾値Vref3以下と
なればコンパレータ21の出力レベルは常にLレベルと
なるため、この信号がフリップフロップ35によって保
持されることとなる。
【0028】この実施例では遅延回路32の遅延時間を
極めて短くすることができ、またその値は正確に設定し
なくても誤動作が起こることはない。従って遅延時間の
ばらつきを吸収して、正確にクロック信号を再生するこ
とができる。尚本実施例においても全波整流回路11の
代わりに半波整流回路を用いてもクロック信号を再生で
きることはいうまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、データキャリアのクロック信号を時間遅れなく再生
することができる。又遅延回路の時定数は平滑回路に比
べて十分小さいため、大容量のコンデンサを用いる必要
がない。そのためコンデンサを含めて回路全体をIC化
することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるデータキャリアのク
ロック抽出回路の構成を示す回路図である。
【図2】本実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図3】本実施例のコンパレータの構成例を示す回路図
である。
【図4】本発明の第2実施例によるデータキャリアのク
ロック抽出回路の構成を示す回路図である。
【図5】本実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図6】本発明の第3実施例によるデータキャリアのク
ロック抽出回路の構成を示す回路図である。
【図7】本実施例の動作を示すタイムチャートである。
【図8】従来のデータキャリアのクロック抽出回路を含
む構成を示す回路図である。
【図9】従来のクロック抽出回路の動作を示すタイムチ
ャートである。
【符号の説明】
1 共振回路 2 ダイオードブリッジ 11 全波整流回路 12,14,21,22 コンパレータ 23,35 D型フリップフロップ 24,32 遅延回路 26,36 クロック抽出手段 31 EOR回路 34 アンド回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ASK変調された信号からクロック信号
    を抽出するデータキャリアのクロック抽出方法であっ
    て、 ASK信号のキャリア信号をその電圧レベルを一定とし
    て共振させて受信し、 共振出力をピーク値に近いレベルを閾値として弁別し、 前記弁別した出力によって充放電を行い、 キャリアが停止したときに充放電の出力変化を弁別する
    ことによりクロック信号を抽出するデータキャリアのク
    ロック抽出方法。
  2. 【請求項2】 ASK変調された信号からクロック信号
    を抽出するデータキャリアのクロック抽出回路であっ
    て、 ASK信号のキャリア周波数の信号と共振し両端の電圧
    レベルを一定とする共振回路と、 前記共振回路の出力のピーク値に近いレベルで共振出力
    を弁別する第1の弁別回路と、 前記弁別回路の出力により充放電する充放電回路と、 前記キャリアが停止したときに前記充放電回路の出力の
    変化を弁別することによりクロック信号を抽出する第2
    の弁別回路と、を具備することを特徴とするデータキャ
    リアのクロック抽出回路。
  3. 【請求項3】 ASK変調された信号からクロック信号
    を抽出するデータキャリアのクロック抽出方法であっ
    て、 ASK信号のキャリア信号をその電圧レベルを一定とし
    て共振させて受信し、 前記共振出力を相異なる第1,第2のレベルで弁別し、 キャリアが停止したときの第1,第2の弁別出力のタイ
    ミングに基づいてクロック信号を抽出することを特徴と
    するデータキャリアのクロック抽出方法。
  4. 【請求項4】 ASK変調された信号からクロックを識
    別するデータキャリアのクロック抽出回路であって、 ASK信号のキャリア周波数の信号と共振し両端の電圧
    レベルを一定とする共振回路と、 前記共振回路の出力を第1の閾値で弁別する第1の弁別
    回路と、 前記共振回路の出力を前記第1の閾値より低い第2の閾
    値で弁別する第2の弁別回路と、 前記第1,第2の弁別回路の出力のタイミングに基づい
    てクロック信号を抽出するクロック抽出手段と、を具備
    することを特徴とするデータキャリアのクロック抽出回
    路。
  5. 【請求項5】 前記クロック抽出手段は、 前記第1,第2の弁別回路の出力の排他的論理和をとる
    EOR回路と、 前記EOR回路の遅延出力及び前記第2の弁別回路の出
    力との論理積をとるアンド回路と、 前記アンド回路の出力に基づいて前記第1の弁別回路の
    出力を判別する保持手段と、を具備することを特徴とす
    る請求項4記載のデータキャリアのクロック抽出回路。
  6. 【請求項6】 前記クロック抽出手段は、 前記第2の弁別回路の出力を前記キャリアの周期より十
    分短い時間遅延させる遅延回路と、 前記遅延回路の出力によって第1の弁別回路の出力を判
    別する保持手段と、を具備することを特徴とする請求項
    4記載のデータキャリアのクロック抽出回路。
JP16037192A 1992-05-26 1992-05-26 データキャリアのクロック抽出方法及びクロック抽出回路 Pending JPH05327794A (ja)

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JP16037192A Pending JPH05327794A (ja) 1992-05-26 1992-05-26 データキャリアのクロック抽出方法及びクロック抽出回路

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JP (1) JPH05327794A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7308239B2 (en) 2003-04-24 2007-12-11 Yazaki Corporation Receiver for receiving amplitude shift keying signal
JP2008005373A (ja) * 2006-06-26 2008-01-10 Morioka Seiko Instruments Inc 通信機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7308239B2 (en) 2003-04-24 2007-12-11 Yazaki Corporation Receiver for receiving amplitude shift keying signal
JP2008005373A (ja) * 2006-06-26 2008-01-10 Morioka Seiko Instruments Inc 通信機器

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