KR20160039604A - 비접촉 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

종래의 IC 칩을 그대로 사용하면서, IC 칩에의 전력 전송을 필요로 하지 않고, 통신 거리도 길게 할 수 있는 비접촉 통신 장치를 제공한다. IC 칩에 접속 가능한 비접촉 통신 장치로서, 안테나부와, 상기 안테나부에서 수신한 신호로부터 제1 검파 신호를 취출하는 제1 검파부와, 상기 제1 검파부에서 취출한 제1 검파 신호를 사용하여 클럭 신호를 진폭 변조하고, 이 진폭 변조된 신호를 상기 IC 칩에 입력하는 진폭 변조부와, 상기 IC 칩의 출력 신호로부터 제2 검파 신호를 취출하는 제2 검파부와, 상기 제2 검파부에서 취출한 제2 검파 신호를 사용하여 상기 안테나부로부터 취출한 반송파를 부하 변조하고 상기 안테나부에 입력하는 부하 변조부와, 전원부를 구비한다.

Description

비접촉 통신 장치{NON-CONTACT COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 비접촉 IC 카드 등의 비접촉 통신 장치에 관한 것이다.
역의 개찰기나 슈퍼의 계산대 등에서 이용되는 비접촉 통신 장치는, 부하 변조 방식에 의해 데이터를 송수신한다(비특허문헌 1).
가리베 히로시 저, 「철저하게 쉬운 비접촉 IC 카드의 책」, 초판 3쇄, 일간 공업 신문사, 2005년 11월 20일
종래의 비접촉 통신 장치에서는, 신호의 송수신뿐만 아니라, IC 칩에의 전력 전송이 필요하였기 때문에, 큰 부하 변조를 걸 수 없고, 결과적으로, 통신 거리도 짧게 할 수 밖에 없었다.
따라서, 본 발명은, 종래의 IC 칩을 그대로 사용하면서, IC 칩에의 전력 전송을 필요로 하지 않고, 통신 거리도 길게 할 수 있는 비접촉 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 과제는, 다음 수단에 의해 해결된다.
본 발명은, IC 칩에 접속 가능한 비접촉 통신 장치로서, 안테나부와, 상기 안테나부에서 수신한 신호로부터 제1 검파 신호를 취출하는 제1 검파부와, 상기 제1 검파부에서 취출한 제1 검파 신호를 사용하여 클럭 신호를 진폭 변조하고, 이 진폭 변조된 신호를 상기 IC 칩에 입력하는 진폭 변조부와, 상기 IC 칩의 출력 신호로부터 제2 검파 신호를 취출하는 제2 검파부와, 상기 제2 검파부에서 취출한 제2 검파 신호를 사용하여 상기 안테나부로부터 취출한 반송파를 부하 변조하고 상기 안테나부에 입력하는 부하 변조부와, 전원부를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 통신 장치이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치의 개략 논리 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치에 있어서의 개략 타이밍 차트이다.
이하에, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치의 개략 논리 회로도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치에 있어서의 개략 타이밍 차트이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치(1)는, IC 칩(40)에 접속 가능한 비접촉 통신 장치이며, 안테나부(10)와, 제1 검파부(20)와, 진폭 변조부(30)와, 제2 검파부(50)와, 부하 변조부(60)와, 전원부(70)를 구비하고 있다. 이하, 순서대로 설명한다. 또한, 비접촉 통신 장치(1)는, 판독 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 반이중 통신을 행한다.
[안테나부(10)]
안테나부(10)는, 판독 장치(예:역의 개찰기나 슈퍼의 계산대 등에 구비된 리더)와의 사이에서 신호를 송수신한다. 안테나부(10)는, 예를 들어 안테나 코일(11)과 동조용의 콘덴서(12)를 구비하고, 안테나 코일(11)을 가로지르는 자계를 사용하여 신호를 송수신한다.
[제1 검파부(20)]
제1 검파부(20)는, 안테나부(10)에서 수신한 신호(도 2:A)로부터 제1 검파 신호(도 2:B)를 취출한다. 제1 검파부(20)는, 예를 들어 증폭기(21)와, 검파 다이오드(22)와, 저항(23)과, 콘덴서(24, 25)와, 콤퍼레이터(26)를 구비하고, 안테나부(10)에서 수신한 신호가 소정의 역치보다도 높은지 낮은지에 의해 「1」 또는 「0」을 출력한다. 이 출력 신호가 제1 검파 신호로 된다.
제1 검파부(20)는, 전원부(70)로부터 공급된 전력으로 동작한다.
[진폭 변조부(30)]
진폭 변조부(30)는, 제1 검파부(20)에서 취출한 제1 검파 신호(도 2:B)를 사용하여 클럭 신호(도 2:C)를 진폭 변조하고, 이 진폭 변조된 신호(도 2:D3)를 IC 칩(40)에 입력한다.
진폭 변조부(30)는, 차동 회로로서 구성되어 있고, 예를 들어 전류 버퍼(31a), AND 입력형 전류 버퍼(32a)와, 저항(33a, 34a)을 구비하는 제1 회로와, 반전 전류 버퍼(31b), 반전 AND 입력형 전류 버퍼(32b)와, 저항(33b, 34b)을 구비하는 제2 회로를 갖고 있다. 제1 회로로부터는 도 2의 D1에 나타낸 신호가 출력되고, 제2 회로로부터는 도 2의 D2에 나타낸 신호가 출력되지만, IC 칩(40)은 내부에 임피던스를 갖고 있으므로, 결과적으로, 진폭 변조부(30)의 전체로서의 출력 신호는, 도 2의 D3에 나타낸 신호로 된다. 또한, 차동 회로는, 진폭 변조부(30)의 일례이다.
진폭 변조부(30)는, 전원부(70)로부터 공급된 전력으로 동작한다.
[IC 칩(40)]
IC 칩(40)은, 진폭 변조부(30)에서 진폭 변조된 신호(도 2:D3)를 받아, 응답 신호(도 2:E)를 출력한다.
IC 칩(40)은, 전력 공급 단자를 갖고 있지 않고, 진폭 변조부(30)로부터 입력된 신호를 사용하여, 스스로가 사용하는 전력을 만들어 내어 동작한다.
[제2 검파부(50)]
제2 검파부(50)는, IC 칩(40)의 출력 신호(도 2:E)로부터 제2 검파 신호(도 2:F)를 취출한다. 제2 검파부(50)는, 예를 들어 정류 다이오드(51a, 51b)와, 저항(52)과, 콘덴서(53)와, 콘덴서(54)와, 콤퍼레이터(55)를 구비하고, IC 칩(40)의 출력 신호가 소정의 역치보다도 높은지 낮은지에 의해 「1」 또는 「0」을 출력한다. 이 출력 신호가 제2 검파 신호로 된다.
제2 검파부(50)는, 전원부(70)로부터 공급된 전력으로 동작한다.
제2 검파부(50)는, IC 칩(40)에 유선으로 접속되어 있으므로, IC 칩(40)으로부터 출력되는 신호를 받는 입력 특성(예:SN비나 입력 레벨)이 변동하지 않는다.
[부하 변조부(60)]
부하 변조부(60)는, 제2 검파부(50)에서 취출한 제2 검파 신호(도 2:F)를 사용하여 안테나부(10)에서 수신한 반송파(도 2:G)를 부하 변조하고, 이 부하 변조된 신호(도 2:H)를 안테나부(10)에 입력한다. 안테나부(10)로부터는, 이 부하 변조된 신호(도 2:H)가 송신된다. 부하 변조부(60)는, 예를 들어 FET(Field Effect Transistor:전계 효과형 트랜지스터)(61)와, 저항(62)을 구비하고 있다.
저항(62)이 없는 경우에는, FET(61)가 온되었을 때에, 차동 증폭기(81a)에 있어서의 2개의 차동 입력이 단락되므로, 클럭 취출부(81)로부터 클럭 신호를 취출할 수 없게 되고, IC 칩(40)에 전력을 공급할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에서는 저항(62)을 설치하고 있다. 그러나, 저항(62)은, 큰 부하 변조를 걸 수 있도록 작은 값이 좋고, FET(61)에 필요한 온 저항이 있는 경우에는 생략할 수도 있다. 클럭 취출부(81)로부터 클럭 신호를 취출할 수 있는 한, 저항(62)과 FET(61)의 온 저항을 한없이 작게 하여, 큰 부하 변조를 걸 수 있다.
종래의 비접촉 통신 장치에서는, 큰 부하 변조를 걸려고 하면, IC 칩(40)의 내부에 있는 전력 수신 회로에서 얻어지는 전력이 작아지고, IC 칩(40)의 동작에 필요한 전력에 달하지 않아, IC 칩(40)이 동작을 정지한다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 저항(62)과 FET(61)의 온 저항을 한없이 작게 해도, 클럭 취출부(81)로부터 클럭 신호를 취출할 수 있는 한, IC 칩(40)이 동작을 정지하는 일은 없으므로, 큰 부하 변조를 거는 경우의 제약이 완화된다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 큰 부하 변조를 걸 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 부하 변조부(60)에 의한 부하 변조의 크기 Y(도 2:H)가, 판독 장치(도시하지 않음)에 의한 부하 변조의 크기 X(도 2:A)의 9배 정도로 되는 형태를 일례로서 나타냈지만, 이것은 일례이다.
[전원부(70)]
전원부(70)는, 제1 검파부(20), 진폭 변조부(30) 및 제2 검파부(50)에 전력을 공급한다. 따라서, 이들 각 부는, 전원부(70)로부터 공급된 전력으로 동작한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치(1)에 의하면, 종래의 IC 칩(40)을 그대로 사용할 수 있다. 또한, 전원부(70)를 사용하므로, IC 칩(40)에의 전력 전송이 불필요해진다. 또한, 큰 부하 변조를 걸 수 있으므로, 통신 거리도 길게 할 수 있다.
이하, 더욱 상세하게 설명한다.
[클럭 취출부(81), 클럭 장치(82)]
클럭 취출부(81)는, 안테나부(10)에서 수신한 신호로부터 클럭 신호(도 2:C)를 취출한다. 클럭 취출부(81)는, 예를 들어 차동 증폭기(81a)와 콤퍼레이터(81b)를 구비한다.
클럭 장치(82)는, 클럭 신호(도 2:C)를 생성하고 출력하는 장치이다. 클럭 장치(82)는, 예를 들어 수정 발진기를 사용할 수 있다. 클럭 장치(82)는, 판독 장치(도시하지 않음)와의 사이가 아니라, 휴대 전화나 스마트폰 등의 외부 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에, 클럭 취출부(81)로부터 클럭 신호가 출력되지 않게 되기 때문에 사용된다.
[제1 스위치부(91), 제2 스위치부(92)]
제1 스위치부(91)는, 클럭 취출부(81)와 클럭 장치(82)를 전환하는 스위치이다. 제1 스위치부(91)는, 판독 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는 클럭 취출부(81)와 진폭 변조부(30)를 접속하고, 휴대 전화나 스마트폰 등의 외부 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는 클럭 장치(82)와 진폭 변조부(30)를 접속한다. 이에 의해, 진폭 변조부(30)는, 판독 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는, 클럭 취출부(81)로부터 취출한 클럭 신호(도 2:C)를 진폭 변조하고, 외부 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는, 클럭 장치(82)에서 생성된 클럭 신호(도 2:C)를 진폭 변조한다.
제2 스위치부(92)는, 제1 검파부(20)와 휴대 전화나 스마트폰 등의 외부 장치(도시하지 않음)를 전환하는 스위치이다. 제2 스위치부(92)는, 판독 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는 제1 검파부(20)와 진폭 변조부(30)를 접속하고, 외부 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는 외부 장치(도시하지 않음)와 진폭 변조부(30)를 접속한다. 이에 의해, 진폭 변조부(30)는, 판독 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는, 제1 검파부(20)로부터 출력되는 제1 검파 신호로 클럭 신호(도 2:C)를 진폭 변조하고, 외부 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는, 외부 장치(도시하지 않음)로부터 입력된 신호로 클럭 신호(도 2:C)를 진폭 변조한다.
또한, 제1 스위치부(91)와 제2 스위치부(92)는, 목적에 따라 연동시켜도 된다.
[기타]
제2 검파부(50)는, 휴대 전화나 스마트폰 등의 외부 장치(도시하지 않음)에 접속 가능하게 구성되어 있고, 외부 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 통신을 행하는 경우에는, 제2 검파부(50)로부터 출력되는 제2 검파 신호가 외부 장치(도시하지 않음)에 입력된다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 비접촉 통신 장치에 있어서, 제1 스위치부(91), 제2 스위치부(92), 전류 버퍼(31a), AND 입력형 전류 버퍼(32a), 반전 전류 버퍼(31b) 및 반전 AND 입력형 전류 버퍼(32b)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의해 구성할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 이들 설명은, 본 발명의 일례에 관한 것이고, 본 발명은 이들 설명에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
1 : 비접촉 통신 장치
10 : 안테나부
11 : 안테나 코일
12 : 콘덴서
20 : 제1 검파부
21 : 증폭기
22 : 검파 다이오드
23 : 저항
24 : 콘덴서
25 : 콘덴서
26 : 콤퍼레이터
30 : 진폭 변조부
31a : 전류 버퍼
32a : AND 입력형 전류 버퍼
33a : 저항
34a : 저항
31b : 반전 전류 버퍼
32b : 반전 AND 입력형 전류 버퍼
33b : 저항
34b : 저항
40 : IC 칩
50 : 제2 검파부
51a : 정류 다이오드
51b : 정류 다이오드
52 : 저항
53 : 콘덴서
54 : 콘덴서
55 : 콤퍼레이터
60 : 부하 변조부
61 : FET
62 : 저항
70 : 전원부
81 : 클럭 추출부
81a : 차동 증폭기
81b : 콤퍼레이터
82 : 클럭 장치
91 : 제1 스위치부
92 : 제2 스위치부

Claims (3)

  1. IC 칩에 접속 가능한 비접촉 통신 장치로서,
    안테나부와,
    상기 안테나부에서 수신한 신호로부터 제1 검파 신호를 취출하는 제1 검파부와,
    상기 제1 검파부에서 취출한 제1 검파 신호를 사용하여 클럭 신호를 진폭 변조하고, 이 진폭 변조된 신호를 상기 IC 칩에 입력하는 진폭 변조부와,
    상기 IC 칩의 출력 신호로부터 제2 검파 신호를 취출하는 제2 검파부와,
    상기 제2 검파부에서 취출한 제2 검파 신호를 사용하여 상기 안테나부로부터 취출한 반송파를 부하 변조하고 상기 안테나부에 입력하는 부하 변조부와,
    전원부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진폭 변조부는 차동 회로인 것을 특징으로 하는 비접촉 통신 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 검파부와 외부 장치를 전환하는 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉 통신 장치.
KR1020167000928A 2013-06-13 2013-06-13 비접촉 통신 장치 KR20160039604A (ko)

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