JPH08335897A - データ受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 図３(ａ)は、デジタル信号（方形波）を振幅
変調して得たバースト信号を示す。このバースト信号を
ＬＣ共振回路で受信しダイオード検波で復調すると、同
図(ｂ)に示すように立上がり／立下がり時における波形
が鈍る。また、バースト信号の受信磁界レベルにより、
復調波は波形Ａ1，Ｂ1のように変動する。この復調波と
閾値電圧ＶTHとの比較結果によってデジタル信号を再生
すると、受信磁界レベルによってデジタル信号がばらつ
くことになる。そこで、このばらつきを防止する。 【構成】 まず、波形Ａ1，Ｂ1を微分して波形Ａ2，Ｂ2
を得る。次に、波形Ａ2，Ｂ2と閾値電圧ＶTH，−ＶTHと
の比較結果に基づいてデジタル信号を再生する。波形Ａ
2，Ｂ2が閾値電圧ＶTH，−ＶTHとクロスするタイミング
はほぼ同一であり、受信磁界レベルによるデジタル信号
のばらつきはきわめて小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、定期乗車券等、非接
触型のＩＣカードに用いて好適なデータ受信機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】定期乗車券等に非接触型のＩＣカードを
用い、カード処理装置との間で通信を行うことによって
改札等の処理を行うことが検討されている。通信方式と
してＡＳＫ方式が用いられる場合、カード処理装置およ
びＩＣカード間で伝送される信号（バースト信号）は図
３(ａ)のような波形を有する。すなわち、バースト信号
は周期Ｔ毎にバースト状態または非バースト状態にな
り、バースト状態によって“１”、非バースト状態によ
って“０”が表現される。

【０００３】ところで、非接触型のＩＣカードは身分証
明書等、各種の分野に対して適用可能であるが、定期乗
車券等に用いられる場合には重大な制約が課せられる。
それは、ＩＣカードをきわめて安価に製造しなければな
らない、ということである。一般的なＩＣカード（ＣＰ
Ｕを内蔵したもの）は１枚あたり数千円程度の製造費用
が必要であり、この価格は電車等の短い区間の１ヶ月の
定期乗車賃に匹敵する。これでは採算ベースに乗せるこ
とは不可能である。

【０００４】また、非接触型のＩＣカードの共通の制約
として、消費電力を僅少にしなければならない点が挙げ
られる。すなわち、かかるＩＣカードは、カード処理装
置から放射される電波をループアンテナ等によって受信
し、これを整流したものを電源として用いるため、消費
電力に自ずと制限がある。換言すれば、デジタル回路の
消費電力はクロック周波数と素子数とにほぼ比例するか
ら、高周波のクロックや複雑な回路を用いることはでき
ない。

【０００５】上述した制約により、定期乗車券用のＩＣ
カードには、デジタル回路の一般的な技術である水晶発
振器、あるいはＰＬＬ回路等を用いることは困難であ
る。また、その動作クロックはバースト信号の復調結果
から抽出される。

【０００６】図３(ａ)のバースト信号を精密な包絡線検
波器に供給すると、周期ｎＴ（ｎは自然数）のほぼ完全
な方形波が得られる。しかし、上述した理由により、そ
のような物を用いることはできないから、バースト信号
は単なるＬＣ共振回路やダイオード等を用いて復調され
る。ＬＣ共振回路にはエネルギーが蓄えられるから、図
３(ｂ)の波形Ａ1に示すように、復調波は立上がり／立
下がり部分の鈍ったものになる。

【０００７】従って、この復調波は整形回路に供給され
る。ここでは、復調波と所定の閾値電圧ＶTHとが比較さ
れ、前者が後者以上である場合は“１”、それ以外の場
合は“０”のデジタル信号が出力される。また、上述し
たように、このデジタル信号からＩＣカード内部で用い
られるクロックが抽出される。そして、このクロックに
同期して上記デジタル信号がラッチされ、その結果が最
終的な復調結果として用いられることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３(ａ)に
示すバースト信号の振幅は、ＩＣカードの受信磁界レベ
ル、すなわちＩＣカードおよびカード処理装置間の距離
によって変動する。また、上述した理由により、ＩＣカ
ードにＡＧＣ（自動利得調整）機能付きの高周波増幅器
等、高価かつ高消費電力の回路を設けることは困難であ
る。この結果、復調波の波形は、例えば同図(ｂ)の波形
Ｂ1のようになることもあり得る。

【０００９】ここで、波形Ａ1，Ｂ1を比較すると、バー
スト信号がバースト状態になった後に復調波が閾値電圧
ＶTHを超えるまでの時間ｔA，ｔBは異なっている。さら
に、「１」周期に対応して復調波が閾値電圧ＶTHを超え
る時間も異なっている。このように、バースト信号によ
って得られるデジタル信号は、ＩＣカードおよびカード
処理装置間の距離によって大幅に変動する。

【００１０】このデジタル信号に基づいてクロックを生
成する回路も簡単な構成のものにせざるを得ないから、
かかるデジタル信号のばらつきによって、生成されるク
ロックの位相等もばらつくことになる。これにより、デ
ジタル信号をラッチするタイミングが狂い、受信エラー
が生じる。また、ＩＣカードからカード処理装置へのデ
ータ送信がこのクロックに同期して行われる場合は、カ
ード処理装置においても受信エラーが生じ、システムが
誤動作するという問題が生じた。この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであり、消費電力および価格の
制約の下で、信頼性の高いデータ受信機を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の構成にあっては、供給された復調波を
微分し微分結果を出力する微分回路と、この微分結果の
レベルと所定の閾値との大小を比較する比較回路と、こ
の比較回路における比較結果に基づいて復調結果を出力
するデータ復調回路とを具備することを特徴とする。

【００１２】また、請求項２記載の構成にあっては、請
求項１記載のデータ受信機において、方形波を振幅変調
して成る変調信号を受信すると、この方形波の立上がり
および立下がり部分を鈍らせたものを前記復調波として
出力する復調回路と、前記復調結果に基づいてクロック
を生成するクロック生成手段とを具備し、前記データ復
調回路は、このクロックと前記比較結果とに基づいて前
記方形波を再生することを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１記載の構成にあっては、微分回路は供
給された復調波を微分し微分結果を出力し、比較回路は
この微分結果のレベルと所定の閾値との大小を比較す
る。そして、データ復調回路はこの比較結果に基づいて
復調結果を出力する。従って、安価な復調回路を用いた
ために復調波が鈍ったとしても、正確な復調結果が得ら
れる。

【００１４】さらに、請求項２記載の構成にあっては、
クロック生成手段は、この復調結果に基づいてクロック
を生成し、生成したクロックと比較結果とに基づいて方
形波を再生するから、方形波を正確に再生することがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、図１を参照してこの発明の一実施例に
ついて説明する。図において２０は定期乗車券（ＩＣカ
ード）、１０はカード処理装置である。カード処理装置
１０は、ループアンテナ１１を介して、周波数ｆ1の一
定レベルの電波を出力する。また、ループアンテナ１２
を介して、周波数ｆ2でバースト信号の送受信を行う。
なお、周波数ｆ1，ｆ2は短波帯または中波帯に属する。

【００１６】また、定期乗車券２０の内部において２２
は整流回路であり、ループアンテナ２１を介して受信し
た電波（主として周波数ｆ1の電波）を整流し、各部に
電源として供給する。また、２４はＬＣ共振型の復調回
路であり、ループアンテナ２３を介して周波数ｆ2の電
波を受信し、これを整流して復調波Ｓ1を出力する。２
５は波形整形回路であり、復調波Ｓ1の波形を整形しデ
ジタル信号Ｓ2として出力する。

【００１７】２８は不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯ
Ｍ）であり、定期乗車券２０の乗車区間、有効期限、利
用者の年齢、性別、氏名等のデータが販売時に書込まれ
ている。２６は制御回路であり、デジタル信号Ｓ2に基
づいてクロックを生成するとともにこのクロックに同期
してデジタル信号Ｓ2をラッチする。制御回路２６は、
このラッチした結果（復調結果）を所定期間に渡って記
憶し、この復調結果が所定のビットパターンを有する場
合は不揮発性メモリ２８に記憶された内容を読み出し、
変調回路２７に供給する。

【００１８】変調回路２７は受信したデータを振幅変調
して周波数ｆ2のバースト信号に変換し、ループアンテ
ナ２３を介して出力する。このバースト信号はループア
ンテナ１２を介してカード処理装置１０に受信される。
カード処理装置１０にあっては、受信されたバースト信
号に基づいて、定期乗車券２０に係る乗車区間、有効期
限等が解析される。そして、その結果が正当であれば自
動改札機（図示せず）のゲートが開かれ、不当であれば
警報が鳴らされる。

【００１９】上述した構成は従来のものと同様である
が、本実施例にあっては、波形整形回路２５は図２に示
すように構成される。図において１はコンデンサ、２は
抵抗器であり、両者によって微分回路３０が構成されて
いる。ここで、波形Ａ1，Ｂ1に対応する微分結果を図３
(ｃ)の波形Ａ2，Ｂ2に示す。また、３は比較回路であ
り、微分結果と閾値電圧ＶTHとを比較し、前者が後者以
上になれば“１”、それ以外の場合は“０”になる信号
を比較結果として出力する。

【００２０】また、４は比較回路であり、微分結果と閾
値電圧−ＶTHとを比較し、前者が後者以下になれば
“１”、それ以外の場合は“０”になる信号を比較結果
として出力する。５はＲＳフリップフロップであり、比
較回路３の比較結果が“１”に立ち上がったタイミング
で内部値Ｑを“１”に設定し、比較回路４の比較結果が
“１”に立ち上がったタイミングで内部値Ｑを“０”に
設定し、この内部値Ｑをデジタル信号Ｓ2として出力す
る。

【００２１】従って、微分結果が図３(ｃ)の波形Ａ2で
あれば、デジタル信号Ｓ2は、波形Ａ2が閾値電圧ＶTH以
上になった時点で“１”に立ち上がり、波形Ａ2が閾値
電圧−ＶTH以下になった時点で“０”に立下がる。すな
わち、デジタル信号Ｓ2の値は、バースト信号のバース
トのオン／オフにきわめて近いタイミングで切り替わる
ことになる。波形Ｂ2についても同様である。

【００２２】すなわち、本実施例によれば、バースト信
号の受信磁界レベルが変動したとしても、デジタル信号
Ｓ2には殆ど影響は及ばない。これにより、生成される
クロックも安定性の高いものになり、高い信頼性が得ら
れる。そして、図２の回路構成はきわめて簡単であり、
高速のクロック信号も不要であるから、非接触型のＩＣ
カードに採用するにあたって何ら支障は生じない。

【００２３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではないことは言うまでもない。例えば、本発明
は、定期乗車券以外の種々の用途に用いることができ
る。さらに、非接触型ＩＣカード以外にも低価格・低消
費電力の要求される各種の通信分野に用いることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のデータ
受信機によれば、復調波の微分結果と所定の閾値との比
較結果に基づいて復調結果またはクロックが出力される
から、安価な復調回路を用いたために復調波が鈍ったと
しても、正確な復調結果またはクロックを得ることがで
き、高い信頼性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例の構成を示すブロック図

【図２】 一実施例の要部の回路図である。

【図３】 一実施例および従来例の各部の波形図であ
る。

【符号の説明】

３，４ 比較回路 ５ ＲＳフリップフロップ（データ復調回路） ２４ 復調回路 ２６ 制御回路（データ復調回路） ３０ 微分回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給された復調波を微分し微分結果を出
   力する微分回路と、 この微分結果のレベルと所定の閾値との大小を比較する
   比較回路と、 この比較回路における比較結果に基づいて復調結果を出
   力するデータ復調回路とを具備することを特徴とするデ
   ータ受信機。
2. 【請求項２】 方形波を振幅変調して成る変調信号を受
   信すると、この方形波の立上がりおよび立下がり部分を
   鈍らせたものを前記復調波として出力する復調回路と、 前記復調結果に基づいてクロックを生成するクロック生
   成手段とを具備し、前記データ復調回路は、このクロッ
   クと前記比較結果とに基づいて前記方形波を再生するこ
   とを特徴とする請求項１記載のデータ受信機。