KR20010111984A - 아이에스오/아이이씨 14443 타입 에이, 타입 비 공용비접촉식 카드 리더 장치 - Google Patents

아이에스오/아이이씨 14443 타입 에이, 타입 비 공용비접촉식 카드 리더 장치 Download PDF

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KR20010111984A
KR20010111984A KR1020000032790A KR20000032790A KR20010111984A KR 20010111984 A KR20010111984 A KR 20010111984A KR 1020000032790 A KR1020000032790 A KR 1020000032790A KR 20000032790 A KR20000032790 A KR 20000032790A KR 20010111984 A KR20010111984 A KR 20010111984A
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Abstract

본 발명은 ISO/IEC 14443의 표준의 TYPE A 및 TYPE B 규격을 모두 만족하면서 데이터 전송 속도가 빠르고 고신뢰성의 억세스 컨트롤이 가능한 비접촉식 카드 리더 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, IC 카드로부터 전송된 데이터를 안테나를 통해 수신한 후 이를 전치 증폭하여 출력하는 전치 증폭부, 수신된 신호를 펄스 형태로 변환하기 위한 기준 신호를 제공하는 정전압회로, 전치 증폭부에서 출력된 신호를 여파하고, 그 여파된 신호와 상기 정전압회로에서 제공되는 기준 신호를 비교하여 수신 신호를 펄스 형태로 변환하는 진폭제한 증폭부, 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호로부터 유효 신호를 검출하는 유효신호 인식부, 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호로부터 데이터를 복조하는 데이터 복조부, IC 카드로부터 전송된 신호가 TYPE A인지 TYPE B인지를 구분하는 판별기, IC 카드로부터 전송된 데이터를 수신하거나 IC 카드 측으로 데이터를 전송하는 경우 필요한 기준 클록을 생성하는 클록 발생기, 유효신호 인식부에서 출력된 신호에 따라 수신 신호의 정상 여부를 판단하고, 수신 신호가 유효한 경우 상기 데이터 복조부에서 복조된 수신 데이터를 처리하고, 아울러 상기 IC 카드로 전송할 송신 데이터를 출력하는 제어부, 제어부에서 출력되는 송신 신호중 TYPE A신호와 TYPE B신호를 선별적으로 내보내는 데이터 선택회로 및 선택된 신호를 전력 증폭하고 진폭 변조하여 안테나 측으로 전달해주는 증폭 및 변조부로 비접촉식 카드 리더 장치를 구현한다.

Description

아이에스오/아이이씨 14443 타입 에이, 타입 비 공용 비접촉식 카드 리더 장치{contactless card type A and/or type B reader}
본 발명은 비접촉식 카드 리더 장치에 관한 것으로, 특히 ISO/IEC 14443의 표준의 TYPE A 및 TYPE B 규격을 모두 만족하면서 데이터 전송 속도가 빠르고 고신뢰성의 억세스 컨트롤이 가능한 비접촉식 카드 리더 장치에 관한 것이다.
좀 더 상세하게는, 마이콤에서 IC 카드로 송신단을 통해 일명 웨이크-업 (Wake-Up) 신호에 대응하는 데이터를 전송하고, IC 카드로부터 원하는 데이터를 읽어 들이는 비접촉식 카드 리더 장치에 관한 것이다.
일반적으로 카드 리더 장치는, 접촉식이 대부분이다.
즉, IC 카드를 카드 리더의 소정 부분에 접촉시키면, 카드 리더에서 데이터 통신을 통해 IC 카드에 기록된 데이터를 판독하도록 되어있다.
이 경우 접촉에 따른 IC 카드의 손상이 우려되며, 이러한 IC 카드의 손상을 미연에 방지하기 위한 방편으로 비접촉식 카드 리더에 대한 표준 방식(ISO/IEC 14443)이 제안되었다.
그러나 이러한 표준 방식은 비접촉식 카드 리더에 대한 표준 방식일 뿐, 이것에 적합한 비접촉식 카드 리더 장치는 현재 많은 연구가 진행되고 있다.
따라서 본 발명은 상기 ISO/IEC 14443 표준 방식의 TYPE A 및 TYPE B를 모두 만족하면서, 데이터 전송속도가 빠르며 고신뢰성의 억세스 컨트롤이 가능한 비접촉식 카드 리더 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비접촉식 카드 리더 장치는, IC 카드로부터 전송된 데이터를 안테나를 통해 수신한 후 이를 전치 증폭하여 출력하는 전치 증폭부와; 상기 수신된 신호를 펄스 형태로 변환하기 위한 기준 신호를 제공하는 정전압회로와; 상기 전치 증폭부에서 출력된 신호를 여파하고, 그여파된 신호와 상기 정전압회로에서 제공되는 기준 신호를 비교하여 수신 신호를 펄스 형태로 변환하는 진폭제한 증폭부와;
상기 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호로부터 유효 신호를 검출하는 유효신호 인식부와;
상기 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호로부터 데이터를 복조하는 데이터 복조부와;
상기 데이터 복조부로부터 복조된 신호가 TYPE A인지 TYPE B인지를 판단하는 판별부와;
상기 IC 카드로부터 전송된 데이터를 수신하거나 IC 카드 측으로 데이터를 전송하는 경우 필요한 기준 클록을 생성하는 클록 발생기와;
상기 유효신호 인식부에서 출력된 신호에 따라 수신 신호의 정상 여부를 판단하고, 수신 신호가 유효한 경우 상기 데이터 복조부에서 복조된 수신 데이터를 처리하고, 아울러 상기 IC 카드로 전송할 송신 데이터를 출력하는 제어부와;
상기 제어부에서 출력되는 신호중 TYPE A 혹은 TYPE B를 송신할 것인지를 선택하는 데이터 선택부와;
상기 제어부에서 출력되는 송신 신호를 전력 증폭하고 진폭 변조하여 상기 안테나 측으로 전달해주는 증폭 및 변조부로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 TYPE A, TYPE B 공용 비접촉식 카드 리더 장치의 전체 구성을 보인 블록도이고,
도 2는 도 1의 전치증폭부의 일 실시예를 보인 회로도이고,
도 3은 도 2의 각부 주파수 특성을 보인 도면이고,
도 4는 도 1의 진폭제한 증폭부 및 정전압회로의 일 실시예를 보인 회로도이 고,
도 5는 도 4의 각부 입출력 파형을 TYPE A, TYPE B경우에 따른 파형을 나타낸 도면이고,
도 6a 및 도 6b는 도 1의 유효신호 인식부의 실시예를 보인 회로도이고,
도 7a 내지 도 7f는 도 6의 각부 입출력 파형을 나타낸 도면이고,
도 8은 도 1의 TYPE B 데이터 복조부의 일 실시예를 보인 회로도이고,
도 9a 내지 도 9g는 도 8의 각부 입출력 파형을 나타낸 도면이고,
도10A 및 도10B는 도1의 송신 증폭 및 변조부와 데이터 선택부의 실시예 및 각부 파형을 나타낸 도면이고,
도 11A 및 도11B는 도 1의 TYPE A 데이터 복조부의 일 실시예를 보인
회로도 및 각부 파형을 나타낸 도면이고,
도12A 및 도12B는 입력신호가 TYPE A 인지 TYPE B인지를 판별하는 회 로도 및 각부 파형을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 ..... 전치 증폭부
400 ..... 진폭제한 증폭부
500 ..... 유효신호 인식부
600 ..... TYPE B 데이터 복조부
700 ..... 분주부
800 ..... 클록 발생기
900 ..... 제어부
1000 ..... 증폭 및 변조부
1300 ..... TYPE A 데이터 복조부
1400 .... TYPE A 인지 TYPE B인지를 판별하는 판별회로
1500 .... 출력 데이터 선택부
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면 도 1은 본 발명에 의한 비접촉식 카드 리더 장치의 전체 구성을 보인 블록도이다.
여기서, 참조부호 100은 송, 수신용 안테나를 나타내고, 참조부호 200은 IC 카드로부터 전송된 데이터를 상기 안테나(100)를 통해 수신한 후 이를 전치 증폭하여 출력하는 전치 증폭부를 나타내며, 참조부호 300은 회로 구동용 전압을 공급해주는 정전압 회로를 나타내고, 참조부호 400은 상기 전치 증폭부(200)에서 출력된 수신 신호를 여파하고 그 여파한 신호를 펄스 형태로 변환하는 진폭제한 증폭부를 나타낸다.
또한, 참조부호 500은 상기 진폭제한 증폭부(400)에서 출력되는 펄스 신호로부터 유효 신호를 검출하는 유효신호 인식부를 나타내고, 참조부호 600은 상기 진폭제한 증폭부(400)에서 출력되는 펄스 신호로부터 TYPE B 데이터를 복조하는 데이터 복조부를 나타내고, 참조부호 1300은 상기 진폭제한 증폭부(400)에서 출력되는 펄스 신호로부터 TYPE A 데이터를 복조하는 데이터 복조부를 나타내고, 참조부호 1400은 복조된 신호가 TYPE A인지 TYPE B인지를 판별하는 판별부를 나타내고, 참조부호 800은 상기 IC 카드로부터 전송된 데이터를 수신하거나 IC 카드 측으로 데이터를 전송하는 경우 필요한 기준 클록을 생성하는 클록 발생기를 나타낸다.
또한, 참조부호 700은 상기 클록 발생기(800)에서 발생된 기준 클록을 소정 레벨로 분주하여 상기 TYPE B 데이터 복조부(600)에 제공해주는 분주부(700)를 나타내고, 참조부호 900은 상기 유효신호 인식부(500)에서 출력된 신호에 따라 수신 신호의 정상 여부를 판단하고, 수신 신호가 유효한 경우 상기 데이터 복조부(600)에서 복조된 수신 데이터를 처리하고, 아울러 상기 IC 카드로 전송할 송신 데이터를 출력하는 제어부를 나타내고, 참조부호 1500은 전송할 데이터가 TYPE A인지 TYPE B인지를 선택하는 선택부를 나타내고, 참조부호 1000은 상기 제어부(900)에서 출력되는 송신 데이터를 전력 증폭하고 진폭 변조한 후 상기 안테나(100)측으로 전달해주는 변조 및 증폭부를 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 비접촉식 카드 리더 장치의 동작을 첨부한 도면 도 1 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 IC 카드로부터 전송된 데이터는 송, 수신용 안테나(100)에서 수신된 후 전치 증폭부(200)에 전달된다.
상기 전치 증폭부(200)는 입력되는 수신 신호(TYPE A 혹은 TYPE B)를 미약한 신호를 검파하기에 알맞은 신호로 전치 증폭한다.
여기서 전치 증폭부(200)는 도 2에 도시된 바와 같은 회로 구성을 갖는다.
이에 도시된 바와 같이, 안테나(100)에서 수신된 신호를 저역 필터링하는 저역 필터(C1, R1)와, 상기 저역 필터(C1, R1)를 통한 신호를 버퍼링하는 버퍼 증폭기(Q1)와, 상기 버퍼 증폭기(Q1)에서 증폭된 수신신호의 고주파 성분을 필터링하는 고주파 바이패스 필터(RB1 ~ RB4, CB1 ~ CB4)와, 상기 버퍼 증폭기(Q1)의 출력 신호를 저역 필터링하는 저역 필터(R3 ~ R6, C2 ~ C4, Q2)와, 상기 저역 필터를 통한 신호를 순차 증폭시키는 2단 고역 증폭기(C5, R7, Q3, C6, R9, R10, Q4)로 구성된다.
도 2에서 저항 RB1 ~ RB4, 콘덴서 CB1 ~ CB4는 고주파 바이패스 필터로 수신된 신호가 전원단에 영향을 주는 것을 방지한다. 아울러 다이오드(D1)는 손실이 적은 핀 다이오드(PIN DIODE)이고, 콘덴서(C1)및 저항(R1)은 입력단 노이즈 제거용 저역 필터를 나타낸다. 또한, 버퍼 증폭기인 Q1을 통해 안테나(100)에 유기된 수신 신호를 일차로 증폭시키고, 저항 R3 ~ R6, 콘덴서 C2 ~ C4, 트랜지스터 Q2로 구성된 3차 저역 통과 필터를 거쳐 노이즈를 제거한다. 다음으로 콘덴서 C5, 저항 R7, 트랜지스터 Q3 및 콘덴서 C6, 저항 R9, 저항 R10으로 구성된 2단의 고역 증폭기를 통해 상기 버퍼 증폭기인 Q1을 통한 수신 신호를 증폭시킨다.
결과적으로 전치 증폭부(200)는 저역 통과 필터와 고역 통과 필터가 직렬로 연결되어 대역 통과 필터를 구현하게 되고, 동시에 미약한 수신 신호를 검파하기에 알맞은 신호로 증폭하게 된다.
여기서 도 3은 상기 전치 증폭부의 주파수 특성을 나타낸 것이다.
상기와 같이 전치 증폭부(200)를 통해 전치 증폭된 수신 신호는 진폭제한 증폭부(400)에 입력되고, 상기 진폭제한 증폭부(400)는 입력되는 신호를 여파하고, 기준 신호를 이용하여 펄스 형태의 신호로 변환을 하여 출력한다.
첨부한 도면 도 4는 상기 진폭제한 증폭부(400) 및 정전압회로(300)의 일 실시예를 보인 회로도이다.
이에 도시된 바와 같이, 정전압회로(300)는 입력되는 전압(Vcc)을 분압하는 저항 R15, R16과, 상기 분압 전압과 피이드백되는 반전단자 입력 전압을 비교하고 그 차전압을 증폭하여 기준 전압(Vref)을 출력하는 비반전 증폭기(310)로 구성된다.
또한, 상기 진폭제한 증폭부(400)는, 입력 신호(A)의 직류 성분을 제거하고 교류 성분만을 통과시키는 커플링 콘덴서(C11)와, 상기 커플링 콘덴서(C11)를 통한 신호와 상기 기준 전압(Vref)의 차전압을 증폭시키는 제1 반전 증폭기(410)와, 상기 제1 반전 증폭기(410)의 출력 신호와 상기 기준 전압(Vref)의 차전압을 반전 증폭시켜 출력하는 제2 반전 증폭기(420)로 구성된다.
도 4에서 콘덴서 C11은 직류(DC) 차단용으로 전치 증폭부(200)의 출력 신호(A)에서 DC 성분을 제거하고 AC 성분만 통과시키는 역할을 한다.
다음으로, 정전압회로(300)는 저항 R15, R16의 비로 기준 전압(Ref)을 결정하게 되고, 버퍼를 통해 안정되게 진폭제한 증폭부(400)에 제공해주며, 여기서 콘덴서 C12는 전원전압의 리플(RIPPLE)이 정전압에 영향을 미치지 않도록 해주는 리플 필터이다.
여기서 진폭제한 증폭부(400)의 전체 이득 Av는 다음과 같다.
Av(total)dB = Av1 + Av2 = 20log(R12/R11) + 20log(R14/R13).
도 5는 상기 진폭제한 증폭부(400)의 출력 파형을 나타낸 것이다.
한편, 유효신호 인식부(500)는 상기 진폭제한 증폭부(400)에서 출력되는 펄스 신호로 수신 신호가 유효한지를 인식한다. 즉 유효신호 인식부(500)는 안테나(100)로부터 신호가 수신되었으므로 수신 신호를 검파 및 복조하라는 신호를 생성하는 부분이다.
도 6은 상기 유효신호 인식부(500)의 일 실시예를 보인 회로도이다.
먼저, 도 6a는 첨두치 검출회로를 이용한 것으로서, 입력 신호 B를 콘덴서C51 및 저항 R51로 저역 필터링하고, 그 저역 필터링된 신호 B'를 비교기(510)에서 기준 신호 VB와 비교하여 그 결과치를 출력한다. 그런 후 슈미트 트리거(520)를 통해 검출한 신호를 유효신호 인식신호 C로 출력한다.
다음으로, 도 6b는 단안정 멀티-바이브레이터(MONOSTABLE MULTI VIBRATOR) (530)를 이용한 것으로서, 저항 RT및 콘덴서 CT에 의해 설정된 시정수만큼 입력 신호 B를 유지시켜 유효신호 인식신호 C로 출력한다.
첨부한 도면 도 7a 내지 도 7c는 상기 도 6a와 같은 첨두치 검출회로를 이용한 유효신호 인식부의 각부 동작 파형을 나타낸 것이고, 도 7d 내지 도 7f는 상기 도 6b와 같은 단안정 멀티 바이브레이터를 이용한 유효신호 인식부의 각부 동작 파형을 나타낸 것이다.
양자의 파형을 비교하여 보면, 도 7c의 파형에서의 t1이 도 7f에서의 t2보다 길기 때문에 회로적인 측면 즉, 데이터의 인식 범위 오차 및 파형 리플 측면에서 단안정 멀티 바이브레이터를 이용한 유효신호 인식부가 더 유리함을 알 수 있다.
한편, 클록 발생기(800)는 IC 카드로부터 송신된 데이터를 판독하기 위한 기준 클록을 생성하여 분주부(700)에 전달해주고, 동시에 상기 IC 카드로 데이터를 전송해주기 위한 기준 클록을 생성하여 증폭 및 변조부(1000)에 전달해준다.
상기 분주부(700)는 전달되는 기준 클록을 16분주하여 상기 TYPE B 데이터 복조부(600)에 전달해주고, TYPE B 데이터 복조부(600)는 전달되는 클록에 동기되어 상기 진폭제한 증폭부(400)에서 출력되는 펄스 신호를 원래의 TYPE B 데이터로복조한다.
첨부한 도면 도 8은 상기 데이터 복조부(600) 즉, ISO/IEC 14443 TYPE B방식의 데이터 복조회로의 일 실시예를 보인 회로도이다.
TYPE B 방식의 수신 신호는 송신 캐리어 주파수(13.56MHz)의 16분주된 847KHz를 이용한 BPSK 변조된 신호이므로, 데이터 복조시 180도 위상차이를 이용하여 복조하게 된다.
도 8에서 CLK는 상기 클록 발생기(800)에서 출력되는 13.56MHz의 클록 펄스를 나타내고, 신호 D는 16분주된 펄스신호이다.
복조는 상기 진폭제한 증폭부(400)에서 출력되는 펄스 신호 B와 상기 16분주된 펄스 신호 D를 배타적 논리합소자(610)로 배타적 논리합하고, 그 결과치인 F신호를 저역 필터(620)로 저역 필터링하여 노이즈 성분을 제거한다.
그런 후 슈미트 트리거(630)를 통해 데이터 파형을 샤프(SHARP)하게 만들어 제어부(900)에 입력하여 데이터를 판독하도록 한다.
첨부한 도면 도 9a 내지 도 9g는 상기 도 8의 TYPE B 데이터 복조부의 각부 파형을 나타낸 것이다.
도 9에서 F신호는 회로상의 지연으로 인해 글리치가 발생하므로 이를 저역통과 필터를 이용하여 글리치를 제거한 신호가 G신호이고, 이를 슈미트 트리거를 이용해 파형을 샤프하게 만든 것이 신호 H이다.
첨부한 도면 도11A는 TYPE A 데이터 복조회로의 일 실시예를 SXKSOS 회로이고 도11B는 이 회로의 각부 파형을 나타낸 도면이다.
상기 회로에서 파형 B는 진폭제한 증폭기의 출력이고 이 신호가 Q100 ~ Q103, R100 ~ R104, D100, C100으로 구성된 정전류 회로를 거치게 되면 파형 B-1과 같이 되고 이 톱니파 신호가 정전압 VB와 비교하는 비교기를 거치면 파형 B-2와 같은 복조신호가 만들어 진다.
이 복조 신호를 단안정 멀티바이브레이터(M.M)를 통해 원래의
MANCHESTER CODE를 만들어 준 것이 파형 B-3이다.
첨부한 도면 도12A는 수신된 신호가 TYPE A인지 TYPE B인지를 판별하는 판별기를 나타낸 회로이고, 도12B는 이 판별기의 각부 파형을 나타낸 도면이다.
상기 판별기에서 입력된 신호가 TYPE A이면 Q200이 TURN-ON되어 신호가 TYPE B복조기로 들어가는 것을 차단하여 주고, 이때에는 "??"에서 복조 신호가 나타나게 된다
만약 입력된 신호가 TYPE B이면 "??"에서는 신호가 나타나지 않으며, 이때에는 Q200이 TURN-OFF되어 신호가 TYPE B복조기로 전달되어 "??"에 TYPE B복조 데이터가 복조되어 제어기로 전달된다.
아울러 제어부(900)는 상기 데이터 복조부(600 및 1300)에서 전송된 수신 데이터를 판독하게 된다.
여기서, 데이터 복조부(600 및 1300)에서 전송된 데이터를 판독하기 이전에 IC 카드 측으로 송신 데이터(Tx-data)를 전송하게 된다. 여기서 전송되는 송신 데이터는 일명 웨이크-업 신호라고도 부른다.
이러한 웨이크-업 신호를 전달받은 증폭 및 변조부(1000)는 이를 전력 증폭하고, 변조하여 상기 안테나(100)를 통해 IC 카드 측으로 전송한다.
도 10A는 상기 증폭 및 변조부(1000)와 데이터 선택부의 일 실시예를 보인 회로도이다.
이에 도시된 바와 같이 상기 클록 발생기(800)에서 얻어지는 기준 클록 CLK에 의거 동작하는 구동 트랜지스터(Q91)와, 상기 구동 트랜지스터(Q91)의 에미터단으로 출력되는 구동 신호를 공진시키는 콘덴서(C1) 및 인덕터(L1)로 이루어진 직렬 공진기(1010)와, 상기 직렬 공진기(1010)를 통한 캐리어 주파수를 전력 증폭하기 위한 전력 증폭 트랜지스터(Q92)와, 상기 전력 증폭 트랜지스터(Q92)의 캐리어 주파수와 병렬 공진하여 안테나(100)에 파워를 최대한 전달하도록 설정된 병렬 공진기(1020)와, 송신 신호를 진폭 변조하기 위한 트랜지스터(Q93)와, 상기 안테나 (100)와 전력 증폭 회로 사이의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭부(1030)로 구성된다.
이와 같이 구성된 증폭 및 변조부(1000)는, 상기 구동 트랜지스터(Q91)에서 상기 클록 발생기(800)에서 얻어지는 기준 클록에 따라 동작을 하여 구동 신호를 생성한다. 직렬 공진기(1010)는 상기 구동 신호를 공진시켜 캐리어 주파수일 때 전력증폭 트랜지스터(Q92)에 구동전류를 최대로 흐르게 하며, 전력 증폭 트랜지스터 (Q92)는 상기 생성된 캐리어 주파수를 전력 증폭한다. 다음으로, 병렬 공진기 (1020)는 상기 캐리어 주파수와 병렬 공진하여 안테나(100)에 파워를 최대한 전달하도록 해주는 역할을 하며, 트랜지스터(Q93)는 송신 신호를 변조한다. 다음으로,임피던스 매칭부(1030)는 상기 전송할 송신 신호와 안테나(100)간의 임피던스를 매칭해주는 역할을 한다.
여기서 U1, U2 및 3개의 인버터로 구성된 데이터 선택회로에서 송신할 데이터를 선택하게 된다
제어부로부터 나오는 제어신호(CTL)가 "H"이면 송신할 데이터가 TYPE A라는 것을 의미하며 이때에는 Q93은 TURN-OFF상태가 되고 Q94가 제어부로부터 전달되어진 TYPE A의 데이터에 따라 ON-OFF를 반복하게 되어 전력 증폭회로는
ON-OFF KEYING으로 송신하게되고, 반대로 제어신호(CTL)가 "L"이면 송신할 데이터가 TYPE B라는 것을 의미하며 이때에는 Q94가 TURN-OFF되고 Q93이 제어부로부터 전달되어진 TYPE B의 데이터에 따라 ON-OFF를 반복하게 되어 전력 증폭회로는 10% 변조된 ASK로 송신하게된다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, ISO/IEC 14443의 표준의 TYPE A 및 TYPE B의 규격을 만족하면서도 데이터 전송 속도가 빠르고 고신뢰성의 억세스 컨트롤이 가능한 비접촉식 카드 리더 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. IC 카드로부터 전송된 데이터를 안테나를 통해 수신한 후 이를 전치 증폭하여 출력하는 전치 증폭부와;
    상기 수신된 신호를 펄스 형태로 변환하기 위한 기준 신호를 제공하는 정전압회로와;
    상기 전치 증폭부에서 출력된 신호를 여파하고, 그 여파된 신호와 상기 정전압회로에서 제공되는 기준 신호를 비교하여 수신 신호를 펄스 형태로 변환하는 진폭제한 증폭부와;
    상기 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호로부터 유효 신호를 검출하는 유효신호 인식부와;
    상기 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호로부터 데이터를 복조하는 TYPE A 및 TYPE B데이터 복조부와;
    상기 복조회로로부터 입력된 신호가 TYPE A인지 TYPE B인지를 판별하는 판별부와;
    상기 IC 카드로부터 전송된 데이터를 수신하거나 IC 카드 측으로 데이터를 전송하는 경우 필요한 기준 클록을 생성하는 클록 발생기와;
    상기 유효신호 인식부에서 출력된 신호에 따라 수신 신호의 정상 여부를 판단하고, 수신 신호가 유효한 경우 상기 데이터 복조부에서 복조된 수신 데이터를 처리하고, 아울러 상기 IC 카드로 전송할 송신 데이터를 출력하는 제어부와;
    상기 제어부로부터 출력되는 데이터중 TYPE A를 출력할 것인지, TYPE B를 출력할 것인지를 선택하는 데이터 선택부와;
    상기 제어부에서 출력되는 송신 신호를 전력 증폭하고 진폭 변조하여 상기 안테나 측으로 전달해주는 증폭 및 변조부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전치 증폭부는,
    안테나(100)에서 수신된 신호를 저역 필터링하는 저역 필터(C1, R1)와, 상기 저역 필터(C1, R1)를 통한 신호를 버퍼링하는 버퍼 증폭기(Q1)와, 상기 버퍼 증폭기(Q1)에서 증폭된 수신신호의 고주파 성분을 필터링하는 고주파 바이패스 필터(RB1 ~ RB4, CB1 ~ CB4)와, 상기 버퍼 증폭기(Q1)의 출력 신호를 저역 필터링하는 저역 필터(R3 ~ R6, C2 ~ C4, Q2)와, 상기 저역 필터를 통한 신호를 순차 증폭시키는 2단 고역 증폭기(C5, R7, Q3, C6, R9, R10, Q4)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 진폭제한 증폭부는,
    입력 신호(A)의 직류 성분을 제거하고 교류 성분만을 통과시키는 커플링 콘덴서(C11)와, 상기 커플링 콘덴서(C11)를 통한 신호와 상기 기준 전압(Vref)의 차전압을 증폭시키는 제1 반전 증폭기(410)와, 상기 제1 반전 증폭기(410)의 출력 신호와 상기 기준 전압(Vref)의 차전압을 반전 증폭시켜 출력하는 제2 반전증폭기(420)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유효신호 인식부는,
    입력 신호 B를 저역 필터링하는 콘덴서 C51 및 저항 R51과, 그 저역 필터링된 신호 B'를 기준 신호 VB와 비교하여 그 결과치를 출력하는 비교기(510)와, 상기 비교기(510)의 출력 신호 파형을 샤프하게 만들어 유효신호 인식신호 C로 출력하는 슈미트 트리거(520)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유효신호 인식부는,
    저항 RT및 콘덴서 CT에 의해 설정된 시정수만큼 입력 신호 B를 유지시켜 유효신호 인식신호 C로 출력하는 단안정 멀티-바이브레이터(MONOSTABLE MULTI VIBRATOR)(530)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 TYPE B 데이터 복조부는,
    상기 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호 B와 상기 분주부에서 16분주된 펄스 신호 D를 배타적 논리합하는 배타적 논리합소자(610)와, 상기 배타적 논리합소자(610)의 출력 신호인 F신호를 저역 필터링하여 노이즈 성분을 제거하는 저역 필터(620)와, 상기 저역 필터(620)를 통한 신호를 샤프하게 만드는 슈미트 트리거(630)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 TYPE A 데이터 복조부는,
    상기 진폭제한 증폭부에서 출력되는 펄스 신호 B와 Q100 ~ Q103, R100~ R104, D100, C100으로 구성된 정전류 회로와, 상기 정전류 회로의 출력(B-1)과 정전압 VB를 비교하여 데이터를 복조하는 회로와, 이 복조된 파형을 원래의 멘체스터 코드로 만들어주는 단안정 멀티바이브레이터로 구성된 것을 특징으로하는 비접촉식카드 리더 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부로부터 출력되는 데이터중 TYPE A를 출력할 것인지, TYPE B를 출력할 것인지를 선택하는 데이터 선택부로 구성된 것을 특징으로하는 비접촉식카드 리더 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 증폭 및 변조부는,
    상기 클록 발생기(800)에서 얻어지는 기준 클록 CLK에 의거 동작하는 구동 트랜지스터(Q91)와, 상기 구동 트랜지스터(Q91)의 에미터단으로 출력되는 구동 신호를 공진시키는 콘덴서(C1) 및 인덕터(L1)로 이루어진 직렬 공진기(1010)와, 상기 직렬 공진기(1010)를 통한 캐리어 주파수를 전력 증폭하기 위한 전력 증폭 트랜지스터(Q92)와, 상기 전력 증폭 트랜지스터(Q92)의 캐리어 주파수와 병렬 공진하여 안테나(100)에 파워를 최대한 전달하도록 설정된 병렬 공진기(1020)와, 송신 신호를 진폭 변조하기 위한 트랜지스터(Q93)와, 상기 안테나(100)와 전력 증폭 회로 사이의 임피던스 매칭을 위한 임피던스 매칭부(1030)로 구성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 리더 장치.
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