KR101633726B1 - 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치 - Google Patents

저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치 Download PDF

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Abstract

단거리 통신 필드에서의 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 PCB, 저 주파수 자기 신호를 유도하기 위한 자기 유도 모듈, 및 저 주파수 신호를 검출하기 위한 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 포함하고, 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 상기 PCB 상으로 통합된다. 자기 유도 모듈은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈과 접속된다. PCB는 SIM 카드 PCB, 마이크로-SIM 카드 PCB, TF 카드 PCB, SD 카드 PCB, 또는 UIM 카드 PCB 등일 수 있다. 본 발명은 SIM 카드, TF 카드, SD 카드, UIM 카드, 또는 모바일 전화기에 장착되는 다른 많은 메모리 카드들 중 임의의 카드의 저 주파수 신호 검출 및 송신 기능을 실현한다.

Description

저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치{DEVICE FOR LOW FREQUENCY SIGNAL DETECTION AND TRANSMISSION}
본 발명은 통신 필드에 관한 것으로, 특히 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치에 관한 것이다.
현재 무선 주파수 기능들을 모바일 전화기의 SIM(Subscriber Identity Module) 카드(무선 주파수 SIM 카드로 칭해짐)에 추가하거나, 무선 주파수 기능을 모바일 전화기의 TF(T-Flash, 또는 마이크로SD로 칭해짐) 카드(무선 주파수 TF 카드로 칭해짐)로 칭해지거나, 또는 단거리 통신 모듈들은 모바일 전화기의 메인 보드에 추가함으로써 모바일 전화기의 단거리 통신들을 실현시키기 위한 방법들이 등장하였다. 그와 같은 방법들의 등장으로 모바일 전화기는 재충전, 소비, 거래 및 아이덴티티(identity)의 인증을 할 수 있는 우수한 스마트 단말기가 됨으로써, 시장의 급박한 요구를 잘 만족시킨다.
이중에서도, 무선 주파수 SIM/TF에 기초하는 모바일 전화기 단거리 솔루션은 간소성 및 기존 모바일 전화기들을 변경할 필요성이 없는 것과 같은 장점들로 인해 광범위한 관심을 받고 있다. 이 솔루션에서, UHF(Ultra High Frequency)와 같은 기술들은 무선 주파수 SIM/FT 카드가 모바일 전화기에 삽입되면 무선 주파수 신호가 모바일 전화기로부터 계속해서 송신될 수 있도록 하기 위해 무선 주파수 SIM/TF에 채용된다. 이 방식에 있어서, 기존 모바일 전화기는 모바일 전화기의 어떠한 구조도 변경시키지 않고, 단거리 통신 기능들을 지닐 수 있다. 그러나, 상이한 모바일 전화기들의 무선 주파수 신호의 송신 효과들은 모바일 전화기들의 내부 구조들 사이의 차이들로 인해 크게 변한다. 송신이 강한 모바일 전화기의 경우, 무선 주파수 SIM/TF 카드의 무선 주파수 통신 거리는 수 미터에 이를 수 있다. 심지어 송신이 약한 모바일 전화기의 경우에서도, 무선 주파수 SIM/TF 카드의 통신 거리는 또한 수십 센티미터에 이를 수 있다. 대중 교통 지하철에서의 카드 결제(card swiping)와 같은 모바일 지불 애플리케이션들에서, 트랜잭션(transaction)의 안전을 확보하기 위해 통상적으로 트랜잭션 거리에 대해 엄격간 요건들이 존재한다. 예를 들어, 트랜잭션 거리는 이용자가 인지하지 못할 때의 잘못된 카드 결제로 인한 어떠한 손실도 방지하기 위해 10 센티미터 이하로 제한된다. 한편, 특정한 거리 내로 트랜잭션 거리를 제한함으로써 통신 신뢰성을 확보하여 통신 효율을 개선시키는 것 또한 필요하다. 그러므로, 무선 주파수 SIM/TF 기반 모바일 전화기들의 경우, 단거리 통신 기능들이 이 전화기들에 추가될지라도, 트랜잭션 거리들의 범위가 효율적으로 제어되어야만 한다.
그러므로, 상기 문제들을 해결하기 위해 저 주파수 교번 자기장과의 단거리 통신 및 RF 고 주파수 통신을 결합하는 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은 저 주파수 교번 자기장을 이용하여 거리 검출 및 제어를 실현하고, 카드 판독기 및 SIM/TF 카드 사이의 1방향 통신을 실현한다. 시스템은 또한 단말기와의 신뢰성 있는 결합을 실현하기 위해 저 주파수 통신과 결합하는 RF 채널을 이용할 수 있다. 한편, 시스템은 카드 판독기 및 카드 사이의 고속 데이터 통신을 실현하기 위해 RF 채널을 이용한다. 그러나, 이 솔루션에서, SIM/TF 카드에서의 저 주파수 신호 검출 및 송신 시스템을 실현하는 방법은 거리 검출 및 제어의 정확도에 영향을 미친다. 그러므로, SIM/TF 카드에서의 저 주파수 신호 검출 및 송신 시스템을 실현하는 방법, 특히 SIM/TF 카드에서 자기 유도 모듈을 실현하는 방법은 현재 해소되어야 할 문제들 중 하나이다.
본 발명에 의해 해결하려는 기술적 과제는 저 주파수 신호 검출 및 송신을 실현하기 위해, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치가 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다: 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치가 단거리 통신 필드에 이용된다. 상기 장치는 PCB(Printed Circuit Board) 및 저 주파수 자기 신호를 유도하기 위한 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호를 검출하기 위한 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 포함한다. 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 PCB 상으로 통합된다. 또한, 자기 유도 모듈은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈과 접속된다.
본 발명의 유익한 효과들은: PCB 상으로 통합되고 서로 상호 접속됨으로써, 저 주파수 자기 필드를 유도하기 위한 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호를 검출하기 위한 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 저 주파수 신호 검출 및 송신을 실현하는 것을 포함한다. 더욱이, PCB로의 통합을 통해, 장치의 최소화 및 모바일 전화기의 단거리 통신이 실현될 수 있다.
상기 기술적 구성에 기초하여, 본 발명은 또한 다음의 특징들을 포함하도록 개선될 수 있다:
하나의 실시예에서, 자기 유도 모듈은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 2개의 입력 종단들과 직접적으로 접속되는 2개의 출력 종단들을 구비하는 자기 유도 코일이다.
다른 실시예에서, 자기 유도 코일은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 둘러싸고 PCB의 모서리들에 근접하다.
상기 실시예들의 유익한 효과들은: 상기 실시예들이 저 주파수 신호 프로세싱 모듈 및 PCB의 모서리 사이의 영역을 완전히 이용하고, 자기 유도 코일의 효율 면적을 증가시키고, 신호 수신을 수월하게 하며, 반-간섭(anti-interference) 능력을 강화하는 것을 포함한다.
추가 실시예들에서, 자기 유도 코일 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 동일한 집적 회로(integrated-circuit; “IC") 상에서 통합되고 자기 유도 코일은 권선 방식(winding manner)으로 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 둘러싼다.
상기 추가 실시예들의 유익한 효과들은: 동일한 IC 상에 자기 유도 코일 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 통합시킴으로써 자기 유도 코일 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 공간 점유가 절약될 수 있는 것을 포함한다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈 주위를 권선 방식으로 둘러싸는 것은 자기 유도 코일의 유효 면적을 개선시키고 신호 수신 능력을 개선시킬 수 있다.
자기 유도 코일을 자기 유도 모듈로서 PCB 상에 통합함으로써, 자기 유도 코일 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 상기 PCB 상에서 통합된다. 자기 유도 코일은 또한 PCB의 모서리 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈 사이에서 둘러싸거나 권선 방식으로 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 둘러쌈으로써 자기 유도 코일이 공간 점유를 절약하면서도 저 주파수 자기장 신호를 유도할 수 있는 것이 보장된다.
다른 실시예에서, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 적어도 하나의 저역 통과 필터 모듈, 적어도 하나의 증폭기, 적어도 하나의 디지털/아날로그 변환기, 및 적어도 하나의 비교기를 포함한다. 자기 유도 모듈, 적어도 하나의 저역 통과 필터 모듈, 및 상기 적어도 하나의 증폭기는 순차적으로 접속된다. 증폭기의 출력 종단은 비교기의 비-반전 입력 종단과 접속되고, 하나의 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다.
또 다른 실시예에서, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 저역 통과 필터 모듈, 증폭기, 2개의 디지털/아날로그 변환기들, 및 2개의 비교기들을 포함한다. 자기 유도 모듈, 저역 통과 필터 모듈, 및 증폭기는 순차적으로 접속된다. 증폭기의 출력 종단은 2개의 비교기들의 비-반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 2개의 디지털/아날로그 변환기들 및 2개의 비교기들은 2개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 하나의 쌍을 형성하여, 전체적으로 한 쌍을 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 저역 통과 필터 모듈, 증폭기, 6개의 디지털/아날로그 변환기들 및 6개의 비교기들을 포함한다. 자기 유도 모듈, 저역 통과 필터 모듈, 증폭기는 순차적으로 접속된다. 증폭기의 출력 종단은 6개의 비교기들의 비-반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 6개의 디지털/아날로그 변환기들 및 6개의 비교기들은 6개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 전체적으로 세 쌍을 형성한다.
추가 실시예에서, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 저 주파수 유도 신호를 증폭하기 위한 적어도 하나의 증폭기, 증폭기의 출력 종단과 접속되는 적어도 하나의 아날로그/디지털 변환기, 및 적어도 하나의 아날로그/디지털 변환기와 접속되고 원 신호의 강도를 결정하고 상기 저 주파수 신호 검출 및 송신을 달성하기 위한 디지털 프로세싱 모듈을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 증폭기는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기이거나 차동 입력 및 차동 출력을 구비하는 증폭기이다.
일부 실시예들에서, PCB는 SIM 카드 PCB, 마이크로-SIM 카드 PCB, TF 카드 PCB, SD 카드 PCB, 또는 UIM 카드 PCB이다.
상기 추가 실시예들의 유익한 효과들은: SIM 카드, 마이크로-SIM 카드 PCB, TF 카드, SD 카드 또는 UIM 카드를 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치의 몸체로 채용함으로써 본 발명의 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치를 모바일 전화기 내로 통합하는 것이 가능해짐으로써, 모바일 전화기의 저 주파수 신호 검출 및 송신이 실현되고, 모바일 전화기의 단거리 통신 기능이 실현된다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도.
도 2는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 예시적인 특정 구현예.
도 3은 TF 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 예시적인 특정 구현예.
도 4는 TF 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 다른 예시적인 특정 구현예.
도 5는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 또 다른 예시적인 특정 구현예.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도.
도 7은 본 발명의 실시예 3에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도.
도 8은 본 발명의 실시예 4에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도.
도 9는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 다른 예시적인 특정 구현예.
도 10은 TF 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 또 다른 예시적인 특정 구현예.
본 발명의 원리 및 특징들은 다음의 첨부 도면들과 함께 기술된다. 예들은 본 발명의 범위를 제한하는 대신 단지 본 발명을 설명하기 위해서 제공된다.
본 발명의 주 개념은 카드들, 특히 SIM 카드들/마이크로-SIM 카드들, TF 카드들 등을 통해 저 주파수 신호 검출 및 송신을 실현하는 것이다. 이는, 합리적인 적용을 통해 저 주파수 교번 자기장 거리 검출 및 제어의 정확성을 개선시키는 것에 기초하여 비용을 줄이기 위해서, 특히 본 출원인에 의해 이전에 제출된 SIM 카드들/마이크로-SIM 카드들 또는 TF 카드들과 같은 메모리 카드들에 대한 3개의 중국 특허 출원- 출원 번호 제 201010166186.X (an analog front end apparatus for low-frequency signal detection and transmission system), 출원 번호 제 201010166191.0 (a differential analog front end apparatus for low-frequency signal detection and transmission system), 및 출원 번호 제 201010166432.1 (a method and apparatus for low-frequency magnetic field signal detection and transmission and distance determination)의 내용들을 적용하는 것이다. 특정한 내부 구조 및 실현 모드의 경우, 상기 인용된 3개의 특허 출원들을 참조할 수 있다.
실시예 1:
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도이다. 이는 자기 유도 모듈(100) 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)을 포함한다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 저역 통과 필터 모듈(104), 증폭기(101), 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103), 및 비교기(106)를 포함한다. 자기 유도 모듈(100), 저역 통과 필터 모듈(104), 및 증폭기(101)는 순차적으로 접속된다. 증폭기(101)의 출력 종단은 비교기(103) 및 비교기(106)의 비 반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103) 및 비교기(106)는 2개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 전체적으로 1쌍을 형성한다. 그 중에서, 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다. 그리고, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 하나의 IC(Integrated Circuit)로서 제작될 수 있다.
도 2는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 예시적인 특정 구현예이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 구조의 이 예시적인 특정한 구현에서, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드의 PCB에서 실현된다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 독립 IC로서 제작되고, 자기 유도 모듈(100)로서의 자기 유도 코일과 함께 SIM 카드/마이크로-SIM 카드의 PCB 상에 제작된다(줄여서 “코일 PCB 실현 모드”). 장치는 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 IC 및 자기 유도 코일을 포함한다. 자기 유도 코일은 SIM 카드/마이크로-SIM 카드의 PCB의 모서리 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10) 사이에서 둘러싼다. 자기 유도 코일의 두 출력 종단들은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 IC 내의 저역 통과 필터 모듈(104)의 입력 종단들과 직접적으로 접속된다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 IC는 내부에 저역 통과 필터 모듈(104), 증폭기(101), 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103), 및 비교기(106)를 포함한다. 저역 통과 필터 모듈(104) 및 증폭기(101)는 연속해서 접속된다. 증폭기(101)의 출력 종단은 비교기(103) 및 비교기(106)의 비 반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103) 및 비교기(106)는 2개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 전체적으로 1쌍을 형성한다. 그 중에서, 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다. SIM 카드의 면적이 TF 카드의 면적보다 더 크기 때문에, SIM 카드 내에 장치를 실현하는 것이 바람직하다. 마이크로-SIM 카드의 경우, 그 면적이 SIM 카드의 면적보다 더 작을지라도, 이 구현 구조가 역시 선택될 수 있다.
도 3은 TF 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 예시적인 특정 구현예이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구조의 이 예시적인 특정한 구현에서, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 TF 카드의 PCB에서 실현된다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 독립적인 IC로서 제작되고, 자기 유도 모듈(100)로서의 자기 유도 코일과 함께 TF 카드의 PCB 상에 제작된다(줄여서 “코일 PCB 실현 모드”). 장치는 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 IC 및 자기 유도 코일을 포함한다. 자기 유도 코일은 TF 카드의 PCB의 모서리 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10) 사이에서 둘러싼다. 자기 유도 코일의 두 출력 종단들은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 IC 내의 저역 통과 필터 모듈(104)의 입력 종단들과 직접적으로 접속된다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 IC의 내부 구조 및 접속 모드는 도 2에서의 IC의 구조 및 접속 모드와 동일하다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 저역 통과 필터 모듈(104), 증폭기(101), 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103), 및 비교기(106)를 포함한다. 저역 통과 필터 모듈(104) 및 증폭기(101)는 연속해서 접속된다. 증폭기(101)의 출력 종단은 비교기(103) 및 비교기(106)의 비 반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103) 및 비교기(106)는 2개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 전체적으로 1쌍을 형성한다. 그 중에서, 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다.
도 4는 TF 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 다른 예시적인 특정 구현예이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 구조의 이 예시적인 특정한 구현에서, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 TF 카드의 PCB에 IC로서 제작된다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 IC의 핵심 회로로서, 자기 유도 모듈(100)로서의 자기 유도 코일과 같은 IC에서 제작된다(줄여서, “코일 IC 실현 모드”). 더욱이, 자기 유도 코일은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)을 권선 방식으로 둘러싼다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 회로 구조 및 이의 자기 유도 코일과의 접속 모드는 도 2 및 도 3의 회로 구조 및 접속 모드와 동일하므로, 여기서 반복되지 않을 것이다. 이 구현의 장점은 작은 면적을 이용하는 것이다. SIM 카드의 면적보다 TF 카드의 면적이 더 작기 때문에, TF 카드 내에 이 장치를 실현하는 것이 바람직하다.
도 5는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 구조도의 또 다른 예시적인 특정 구현예이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 구조의 이 예시적인 특정한 구현에서, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드의 PCB에 IC로서 제작된다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 IC의 핵심 회로로서, 자기 유도 모듈(100)로서의 자기 유도 코일과 같은 IC에서 제작된다(줄여서, 코일 IC 실현 모드). 또한 자기 유도 코일은 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)을 권선 방식으로 둘러싼다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 회로 구조 및 이의 자기 유도 코일과의 접속 모드는 도 2, 도 3 및 도 4의 회로 구조 및 접속 모드와 동일하므로, 여기서 반복되지 않을 것이다. 이 구현의 장점은 작은 면적을 이용하는 것이다. 마이크로-SIM 카드의 면적보다 SIM 카드의 면적이 더 작기 때문에, 마이크로-SIM 카드 내에 이 장치를 실현하는 것이 바람직하다.
실시예 2:
도 6은 본 발명의 실시예 2에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도이다. 이는 자기 유도 모듈(100) 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)을 포함한다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 저역 통과 필터 모듈(104), 증폭기(101), 디지털/아날로그 변환기(102), 및 비교기(103)를 포함한다. 자기 유도 모듈(100), 저역 통과 필터 모듈(104), 및 증폭기(101)는 순차적으로 접속된다. 증폭기(101)의 출력 종단은 비교기(103)의 비 반전 입력 종단과 접속된다. 디지털/아날로그 변환기(102)의 출력 종단은 비교기(103)의 반전 입력 종단과 접속된다. 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다. 증폭기(101)는 입력되는 약한 신호를 미리 증폭하고, 디지털/아날로그 변환기(102)는 디지털 제어기로부터 출력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 그리고 나서, 비교기(103)가 이용되어 두 신호들을 비교하여 필요한 디지털 신호를 획득한다. 그리고 나서 디지털 신호는 프로세싱을 위한 디지털 제어기로 송신된다. 본원에서 언급되는 디지털 제어기는 저 주파수 검출 및 송신 시스템에 속하지만 아날로그 프론트 엔드(front end)에 속하지는 않는다. 이의 기능은 비교기의 출력에 기초하여 디지털/아날로그 변환기 및 비교기의 온/오프 모드를 제어하는 것이다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 IC(Integrated Circuit)로서 제작될 수 있다.
도 6에 도시된 실시예 2의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 구조들 및 이의 SIM 카드/마이크로-SIM 카드 또는 TF 카드로의 적용 모드는 코일 PCB 실현 모드(도 2 및 도 3) 및 코일 IC 실현 모드(도 4 및 도 5)와 동일하므로, 여기서는 반복되지 않을 것이다.
실시예 3:
도 7은 본 발명의 실시예 3에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도이다. 이는 자기 유도 모듈(100) 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)을 포함한다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 저역 통과 필터 모듈(104), 증폭기(201), 6개의 디지털/아날로그 변환기들(202, 203, 및 204), 및 6개의 비교기들(205, 206, 및 207)을 포함한다. 증폭기(201)의 출력 종단은 6개의 비교기들(205, 206, 및 207)의 비 반전 입력 종단들과 접속된다. 6개의 디지털/아날로그 변환기(202, 203, 및 204) 및 6개의 비교기들(205, 206, 및 207)은 6개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하고, 전체적으로 3쌍을 형성한다. 그 중에서, 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 IC(integrated circuit)로서 제작될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예 3의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 구조들 및 이의 SIM 카드/마이크로-SIM 카드 또는 TF 카드로의 적용 모드는 코일 PCB 실현 모드(도 2 및 도 3) 및 코일 IC 실현 모드(도 4 및 도 5)와 동일하므로, 여기서는 반복되지 않을 것이다.
실시예 4:
도 8은 본 발명의 실시예 4에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 도시하는 예시적인 구조도이다. 이는 자기 유도 모듈(100) 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)을 포함한다. 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)은 저 주파수 유도 신호를 증폭하기 위한 증폭기(201), 증폭기의 출력 종단과 접속되는 아날로그/디지털 변환기(210), 및 아날로그/디지털 변환기(210)와 접속되고 원 신호의 강도를 결정하고 신호 검색 및 송신을 달성하는데 이용되는 디지털 프로세싱 모듈(211)을 포함한다. 본 실시예의 장치는 아날로그/디지털 변환 및 디지털 알고리즘을 통해 약한 저 주파수 신호를 수집하고 증폭하여 최종적으로 거리 제어 및 트랜잭션 통신을 달성한다.
도 8에 도시된 실시예 4의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 구조들 및 이의 SIM 카드/마이크로-SIM 카드 또는 TF 카드로의 적용 모드는 코일 PCB 실현 모드(도 2 및 도 3) 및 코일 IC 실현 모드(도 4 및 도 5)와 동일하므로, 여기서는 반복되지 않을 것이다.
도 9는 SIM 카드/마이크로-SIM 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 구조도의 다른 예시적인 특정 구현예이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 구조의 이 예시적인 특정한 구현에서, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 SIM 카드의 PCB에서 실현된다. 저역 통과 필터 모듈(104)를 제외한 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 회로 부분은 독립 IC로서 제작되고 저역 통과 필터 모듈(104) 및 자기 유도 모듈(100)로서의 자기 유도 코일과 함께 SIM 카드의 PCB 상에서 제작된다. 상기 장치는 자기 유도 코일, 저역 통과 필터 모듈(104), 및 IC를 포함한다. 자기 유도 코일은 SIM 카드/마이크로-SIM 카드의 PCB의 모서리 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10) 사이에서 둘러싼다. 자기 유도 코일의 2개의 출력 종단들은 저역 통과 필터 모듈(104)의 입력 종단과 직접적으로 접속된다. 저역 통과 필터 모듈(104)은 IC 내의 증폭기(101)의 입력 종단과 접속된다. IC는 내부에 증폭기(101), 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103), 및 비교기(106)를 포함한다. 저역 통과 필터 모듈(104) 및 증폭기(101)는 연속해서 접속된다. 증폭기(101)의 출력 종단은 비교기(103) 및 비교기(106)의 비 반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103) 및 비교기(106)는 2개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 전체적으로 1쌍을 형성한다. 그 중에서, 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다. IC의 내부는 또한 실시예 3의 도 7 또는 실시예 2의 도 6에 도시된 바와 같은 저역 통과 필터 모듈(104)를 제외한, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 일부일 수 있다.
도 10은 TF 카드에 적용되는 본 발명의 실시예 1에서의 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 구조도의 또 다른 예시적인 특정 구현예이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 구조의 이 예시적인 특정한 구현에서, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치는 TF 카드의 PCB에서 실현된다. 저역 통과 필터 모듈(104)를 제외한 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 회로 부분은 독립적인 IC로서 제작되고, 저역 통과 필터 모듈(104) 및 자기 유도 모듈(100)로서의 자기 유도 코일과 함께 TF 카드의 PCB 상에서 제작된다. 상기 장치는 자기 유도 코일, 저역 통과 필터 모듈(104), 및 IC를 포함한다. 자기 유도 코일은 TF 카드의 PCB의 모서리 및 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10) 사이에서 둘러싼다. 자기 유도 코일의 2개의 출력 종단들은 저역 통과 필터 모듈(104)의 입력 종단들과 직접적으로 접속된다. 저역 통과 필터 모듈(104)은 IC 내의 증폭기(101)의 입력 종단과 접속된다. IC는 내부에 증폭기(101), 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103), 및 비교기(106)를 포함한다. 저역 통과 필터 모듈(104) 및 증폭기(101)는 연속해서 접속된다. 증폭기(101)의 출력 종단은 비교기(103) 및 비교기(106)의 비 반전 입력 종단들과 각각 접속된다. 디지털/아날로그 변환기(102), 디지털/아날로그 변환기(105), 비교기(103) 및 비교기(106)는 2개의 루트들을 형성한다. 각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속된다. 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 전체적으로 1쌍을 형성한다. 그 중에서, 증폭기(101)는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기, 또는 차동 증폭기일 수 있다. IC의 내부는 또한 실시예 3의 도 7 또는 실시예 2의 도 6에 도시된 바와 같은 저역 통과 필터 모듈(104)를 제외한, 저 주파수 신호 프로세싱 모듈(10)의 일부일 수 있다.
상술한 증폭기들 모두는 각각 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기들이거나 각각 차동-입력 및 차동-출력을 구비하는 증폭기일 수 있다.
상술한 SIM 카드들은 각각 25mm의 길이 및 15mm의 폭을 가지는 현재 가장 흔한 SIM 카드들뿐만 아니라 다른 크기들의 SIM 카드들을 포함한다. 상술한 마이크로-SIM 카드들은 각각 15mm의 길이 및 12mm의 폭을 가지는 마이크로-SIM 카드들뿐만 아니라 다른 크기들의 마이크로-SIM 카드들을 포함한다. SIM 카드들, 마이크로-SIM 카드들, 및 TF 카드들에서의 구현들 외에도, 상술한 코일 IC 실현 모드 및 코일 PCB 실현 모드는 또한 SD 카드들, UIM 카드들, 및 모바일 전화기들 내에 배치될 수 있는 다른 메모리 카드들에서 구현될 수 있다.
상기 기술들은 본 발명의 단지 일부 예시적인 실시예들이고 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 정신 및 원리 하에서 행해지는 어떠한 수정, 등가 대체들, 및 개선들은 모두 본 발명의 보호 범위에 포함될 것이다.

Claims (11)

  1. 단거리 통신 필드에서 적용되는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치에 있어서:
    인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board;“PCB”); 및
    저 주파수 자기 신호를 유도하기 위한 자기 유도 모듈 및 저 주파수 신호를 검출하기 위한 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 포함하고, 상기 자기 유도 모듈 및 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 상기 PCB 상으로 통합되고,
    상기 자기 유도 모듈은 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈과 접속되며,
    상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은:
    적어도 하나의 저역 통과 필터 모듈;
    적어도 하나의 증폭기;
    적어도 하나의 디지털/아날로그 변환기; 및
    적어도 하나의 비교기를 포함하고;
    상기 자기 유도 모듈, 상기 적어도 하나의 저역 통과 필터 모듈, 및 상기 적어도 하나의 증폭기는 순차적으로 접속되고,
    상기 적어도 하나의 증폭기의 출력 종단은 상기 적어도 하나의 비교기의 비-반전 입력 종단과 접속되고,
    상기 적어도 하나의 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 상기 적어도 하나의 비교기의 반전 입력 종단과 접속되는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 유도 모듈은 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈의 2개의 입력 종단들과 직접적으로 접속되는 2개의 출력 종단들을 구비하는 자기 유도 코일인, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 자기 유도 코일은 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 둘러싸고 상기 PCB의 모서리들에 근접하는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 자기 유도 코일 및 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은 동일한 집적 회로 상으로 통합되고 상기 자기 유도 코일은 권선 방식으로 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈을 둘러싸는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은:
    저역 통과 필터 모듈;
    증폭기;
    2개의 디지털/아날로그 변환기들; 및
    2개의 비교기들;을 포함하고;
    상기 자기 유도 모듈, 상기 저역 통과 필터 모듈, 및 상기 증폭기는 순차적으로 접속되고,
    상기 증폭기의 출력 종단은 상기 2개의 비교기들의 비-반전 입력 종단들과 각각 접속되고,
    상기 2개의 디지털/아날로그 변환기들 및 상기 2개의 비교기들은 2개의 루트들을 형성하고,
    각각의 루트에서, 디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속되고, 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 하나의 쌍을 형성하여, 전체적으로 한 쌍을 형성하는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은:
    저역 통과 필터 모듈;
    증폭기;
    6개의 디지털/아날로그 변환기들; 및
    6개의 비교기들을 포함하고;;
    상기 자기 유도 모듈, 상기 저역 통과 필터 모듈, 상기 증폭기는 순차적으로 접속되고,
    상기 증폭기의 출력 종단은 상기 6개의 비교기들의 비-반전 입력 종단들과 각각 접속되고,
    상기 6개의 디지털/아날로그 변환기들 및 상기 6개의 비교기들은 6개의 루트들을 형성하고,
    각각의 루트에서,
    디지털/아날로그 변환기의 출력 종단은 비교기의 반전 입력 종단과 접속되고, 각각의 상위 루트 및 하위 루트는 한 쌍을 형성하여, 총 세 쌍을 형성하는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  8. 제 1 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 증폭기는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하는 증폭기이거나 차동 입력 및 차동 출력을 구비하는 증폭기인, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 저 주파수 신호 프로세싱 모듈은:
    저 주파수 유도 신호를 증폭하기 위한 적어도 하나의 증폭기;
    상기 증폭기의 출력 종단과 접속되는 적어도 하나의 아날로그/디지털 변환기; 및
    상기 적어도 하나의 아날로그/디지털 변환기와 접속되고 원 신호의 강도를 결정하고 상기 저 주파수 신호 검출 및 송신을 달성하기 위한 디지털 프로세싱 모듈을 포함하는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 증폭기는 이중 종단형 입력 및 단일 종단형 출력을 구비하거나, 또는 차동 입력 및 차동 출력을 구비하는, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PCB는 SIM 카드 PCB, 마이크로-SIM 카드 PCB, TF 카드 PCB, SD 카드 PCB, 또는 UIM 카드 PCB인, 저 주파수 신호 검출 및 송신을 위한 장치.
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JP2007535022A (ja) * 2003-12-29 2007-11-29 コミツサリア タ レネルジー アトミーク 機密データを含む集積回路チップの保護

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