RU2214053C2 - Схема передачи данных со станцией и с ответной схемой - Google Patents
Схема передачи данных со станцией и с ответной схемой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2214053C2 RU2214053C2 RU99110189/09A RU99110189A RU2214053C2 RU 2214053 C2 RU2214053 C2 RU 2214053C2 RU 99110189/09 A RU99110189/09 A RU 99110189/09A RU 99110189 A RU99110189 A RU 99110189A RU 2214053 C2 RU2214053 C2 RU 2214053C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- phase
- amplitude
- response circuit
- modulator
- Prior art date
Links
- 230000004044 response Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 30
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 9
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 25
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 23
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
- H04B5/266—One coil at each side, e.g. with primary and secondary coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к схеме передачи данных, содержащей станцию и предназначенную для карточки с встроенным микропроцессором ответную схему. Задачей изобретения является создание схемы передачи данных известного из уровня техники типа, которая всегда работает надежно. Станция имеет первичную катушку с генератором сигнала для создания переменного магнитного поля с несущей частотой и амплитудный демодулятор. Ответная схема имеет вторичную катушку и амплитудный модулятор для оказания влияния на нагрузку вторичной катушки путем модуляции переменного магнитного поля с несущей частотой информационным сигналом. Ответная схема имеет также фазовый модулятор для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки, причем амплитудный модулятор и/или фазовый модулятор выполнены так, что обеспечивается возможность управления каждым из них, по меньшей мере, одним сигналом, модулированным информационным сигналом. 4 с. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к схеме передачи данных, содержащей станцию и ответную схему, причем станция имеет первичную катушку с генератором сигналов для создания переменного магнитного поля с несущей частотой, а также демодулятор, причем ответная схема имеет вторичную катушку, а также амплитудный модулятор для оказания влияния на нагрузку вторичной катушки, и причем амплитудный модулятор выполнен так, что обеспечивается возможность модуляции переменного магнитного поля информационным сигналом.
Относящиеся к уровню техники схемы передачи данных используют, в частности, в системах SPR (одновременное энергоснабжение и считывание) с индуктивной передачей энергии и информации. Такие системы SPR используют также в бесконтактных карточках с встроенным микропроцессором.
При работе генератор сигналов станции создает в первичной катушке периодический сигнал, в результате чего в ее области образуется индуктивное переменное поле, соответственно, переменное магнитное поле, которое в области вокруг первичной катушки действует как так называемое "ближнее поле". В противоположность исходящей из первичной катушки электромагнитной волны в ближнем поле первичной катушки проявляется в первую очередь чисто индуктивное действие исходящего от первичной катушки сигнала.
В области этого ближнего поля может быть расположена ответная схема, которая получает ее энергопитание, в частности, из переменного магнитного поля. Для этого ответная схема снабжена вторичной катушкой, в которой переменное магнитное поле индуцирует переменное напряжение. Индуцированное там переменное напряжение выпрямляется в ответной схеме, сглаживается и подается на блок создания информационного сигнала. Блок создания информационного сигнала так соединен с расположенным, в частности, в области вторичной катушки амплитудным модулятором, что он в зависимости от создаваемого блоком информационного сигнала может изменять нагрузку вторичной катушки. Для этого, как известно из уровня техники, амплитудный модулятор выполняют как изменяемую резистивную нагрузку, причем резистивную нагрузку вторичной катушки изменяют соответствующим образом в соответствии с информационным сигналом. Такое изменение резистивной нагрузки вторичной катушки приводит к тому, что на стороне станции изменяются также свойства первичной катушки, поскольку между первичной катушкой и вторичной катушкой существует индуктивная связь. Коэффициент связи этой индуктивной связи составляет, как правило, между одним и пятью процентами.
Указанным выше образом можно переменное магнитное поле модулировать информационным сигналом ответной схемы, если ответная схема находится в ближней области первичной катушки.
На стороне первичной катушки амплитудный демодулятор считывает изменяющееся согласно информационному сигналу падение напряжения на первичной катушке и реконструирует из него информационный сигнал.
С помощью соответствующих уровню техники схем передачи данных можно надежно снабжать ответные схемы электроэнергией, причем, кроме того, обеспечивается то, что передаваемый ответной схемой информационный сигнал может быть считан на стороне станции.
Однако при практическом использовании схем передачи данных согласно уровню техники было установлено, что, в частности, при массовом изготовлении схем передачи данных часто проявляются случаи, в которых информационный сигнал, которым в ответной схеме модулировано переменное магнитное поле, нельзя реконструировать на стороне станции. Это приводит, в частности, при использовании передающей схемы согласно уровню техники в предназначенных для автомобилей блокировочных устройствах к тому, что владелец автомобиля несмотря на авторизацию не может использовать свой автомобиль.
В GB-A-2 232 851 раскрыт трансформатор со слабой связью, через который можно снабжать энергией измерительную схему, например, на подвижной части автомобиля. Трансформатор нагружается измерительной электроникой через переключатель, а именно с частотой, которая в несколько раз превосходит частоту энергоснабжения. Эта периодическая нагрузка модулируется по фазе, когда изменяется уровень двоичного информационного сигнала, который передает измерительная схема. Модулированный сигнал передается обратно в первичную катушку и для выделения информации демодулируется посредством перемножения с периодическим сигналом.
Задачей изобретения является создание схемы передачи данных известного из уровня техники типа, которая всегда работает надежно.
Эта задача решается согласно изобретению тем, что ответная схема имеет дополнительно фазовый модулятор для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки, причем амплитудный модулятор и/или фазовый модулятор выполнены так, что обеспечивается возможность управления им, соответственно, ими, в частности, по меньшей мере одним модулирующим сигналом.
Предмет изобретения основывается на существенном для изобретения понимании того, что, в частности, при массовом изготовлении ответной схемы вследствие производственных допусков первичный контур с первичной катушкой и вторичный контур с вторичной катушкой могут быть расстроены. При определенных, зависящих, в частности, от расстояния между первичной катушкой и вторичной катушкой коэффициентах связи это приводит к тому, что принимаемое напряжение в первичной катушке больше не модулировано согласно чисто амплитудной модуляции. Принимаемое напряжение в первичной катушке при определенных условиях модулировано согласно фазовой модуляции. Поскольку на стороне станции предусмотрен только амплитудный модулятор, то он не может демодулировать модулированный по фазе сигнал, что проявляется как так называемая нулевая точка при демодуляции принятого сигнала.
Благодаря выполнению ответной схемы согласно главному пункту 1 формулы изобретения достигается то, что переменное магнитное поле можно подвергать как амплитудной модуляции, так и фазовой модуляции. При этом посредством подходящей активации, соответственно, деактивации амплитудного модулятора и/или фазового модулятора можно достичь того, что обе модуляции сдвинуты, например, относительно модулирующего сигнала на 90o. Если обе модуляции выполнены подходяще относительно их силы, так что они создают приблизительно равные по амплитуде боковые полосы, то при подходящем сдвиге амплитудной и фазовой модуляции получают гашение одной боковой полосы. Благодаря этому по отношению к амплитудной модуляции предотвращаются так называемые "нулевые точки модуляции" независимо от производственных допусков и изменяющегося расстояния между станцией и ответной схемой. Кроме того, как амплитудный демодулятор, так и, согласно пункту 2 формулы изобретения, фазовый демодулятор может в любое время демодулировать сигнал, поскольку модуляция согласно изобретению переменного магнитного поля приводит только к фазовым различиям принимаемого информационного сигнала, которые не оказывают помех при подходящем кодировании информационного сигнала.
При этом в соответствии с основной идеей изобретения достаточно уже того, что фазовую модуляцию и амплитудную модуляцию на стороне ответной схемы выполняют так, что одна боковая полоса переменного магнитного поля будет ослаблена относительно другой боковой полосы. А именно, уже за счет этой меры достигается преимущество изобретения, состоящее в том, что на стороне станции достаточно только одного амплитудного демодулятора, соответственно, только фазового демодулятора для демодулирования модулированного информационным сигналом несущего сигнала.
Амплитудный модулятор выполнен согласно изобретению как подключаемое параллельно вторичной катушке сопротивление.
Фазовый модулятор может быть выполнен согласно изобретению как подключаемый параллельно вторичной катушке конденсатор, причем конденсатор имеет функцию конденсатора сдвига фазы.
Кроме того, в другой модификации изобретения ответная схема снабжена промежуточным модуляционным устройством для модулирования информационным сигналом вспомогательного несущего сигнала, причем частота вспомогательного несущего сигнала является, в частности, отличной от частоты несущего сигнала, соответственно, переменного магнитного поля. Вспомогательный несущий сигнал можно получать предпочтительно из несущего сигнала, а именно за счет использования делителя частоты в системе выделения тактового сигнала. В этом случае сигнал системного такта служит опосредованно для управления фазовым и/или амплитудным модулятором. Однако вспомогательный несущий сигнал можно создавать также другим способом.
Затем согласно изобретению результат модуляции информационным сигналом вспомогательного несущего сигнала модулируют переменное магнитное поле. Благодаря этому получают особенно простое построение амплитудного демодулятора, поскольку результат модуляции можно особенно просто демодулировать.
При этом ответная схема может иметь устройство сдвига фазы, которое может быть выполнено так, что можно из сигнала системного такта создавать по меньшей мере первый и по меньшей мере второй управляющие тактовые сигналы, сдвинутые относительно друг друга на определенную величину фазы. При этом устройство сдвига фазы снабжено, в частности, по меньшей мере одним делителем частоты. Благодаря этому без заслуживающих упоминания затрат создают из колебаний несущего сигнала переменного магнитного поля сдвинутые точно на 90o управляющие тактовые сигналы, которые можно непосредственно использовать для управления амплитудным и фазовым модулятором. Эти полученные из несущего сигнала, сдвинутые по фазе колебания можно использовать в качестве вспомогательных несущих сигналов, которые модулируются информационным сигналом.
Амплитудный демодулятор имеет со стороны входа, в частности, полосовой фильтр, средняя частота которого в основном равна сумме или разнице частот несущего сигнала и вспомогательного сигнала.
Особенно простое построение схемы передачи данных согласно изобретению получают тогда, когда ответная схема и/или станция выполнены так, что они могут обрабатывать цифровые сигналы. Такие схемы можно особенно просто реализовать с помощью обычных цифровых схемных решений.
Кроме того, изобретение относится к ответной схеме, которая предназначена, в частности, для использования в ответчиках или в карточках с встроенным микропроцессором, причем ответная схема снабжена вторичной катушкой, а также амплитудным модулятором для оказания влияния на резистивную нагрузку вторичной катушки. При этом амплитудный модулятор выполнен так, что обеспечивается возможность модуляции внешнего переменного магнитного поля информационным сигналом, созданным, в частности, ответной схемой, если ответная схема находится в ближней области той первичной катушки, которая создает внешнее переменное магнитное поле.
При этом ответная схема имеет согласно изобретению дополнительно фазовый модулятор для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки, причем амплитудный модулятор и/или фазовый модулятор выполнены так, что он, соответственно, они могут управляться активирующим сигналом. При этом ответную схему можно модифицировать, в частности, согласно пунктам 3-13 формулы изобретения, благодаря чему образуются предпочтительные варианты выполнения ответной схемы согласно изобретению.
Изобретение относится также к способу модуляции внешнего переменного магнитного поля станции модулирующим сигналом, создаваемым ответной схемой на основе информационного сигнала. Согласно изобретению модуляцию проводят так, что одну боковую полосу модулированного переменного магнитного поля создают более сильной, чем другую боковую полосу. Благодаря этому сигнальная мощность модуляции переменного магнитного поля концентрируется в одном канале боковой полосы и исчезают нулевые точки модуляции.
Предпочтительные модификации способа согласно изобретению следуют из зависимых пунктов 16-21 формулы изобретения.
Изобретение поясняется ниже подробней на примере выполнения с помощью чертежей, на которых изображено:
фиг. 1 - принципиальное построение схемы передачи данных согласно изобретению со станцией и ответной схемой,
фиг.2 - блок создания информационного сигнала ответной схемы по фиг.1,
фиг. 3 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1,
фиг. 4 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1 в момент времени t=0,
фиг. 5 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1 в момент времени t=90o,
фиг. 6 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1 в момент времени t > 90o.
фиг. 1 - принципиальное построение схемы передачи данных согласно изобретению со станцией и ответной схемой,
фиг.2 - блок создания информационного сигнала ответной схемы по фиг.1,
фиг. 3 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1,
фиг. 4 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1 в момент времени t=0,
фиг. 5 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1 в момент времени t=90o,
фиг. 6 - векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных по фиг.1 в момент времени t > 90o.
На фиг.1 показана схема передачи данных согласно изобретению, содержащая станцию 1 и ответную схему 2. Станция 1 имеет генератор 3 сигналов, который создает в первичном контуре сигнал переменного напряжения с несущей частотой Ω. Созданный генератором 3 сигналов сигнал переменного напряжения подают на первичную катушку 4, причем в контуре тока между генератором 3 сигналов и первичной катушкой 4 предусмотрен конденсатор 5а колебательного контура, а также демпфирующее сопротивление 5b. Кроме того, станция 6 имеет подключенный параллельно первичной катушке 4 демодулятор 6. На фиг.1 демодулятор 6 не показан подробно, он может быть выполнен как амплитудный демодулятор, так и как фазовый демодулятор.
Ответная схема 2 имеет вторичную катушку 7, которую при работе схемы передачи данных согласно изобретению помещают в ближнюю область первичной катушки 4. Вторичная катушка 7 образует вместе с конденсатором 9 колебательного контура вторичный контур.
Конденсатор 9 колебательного контура придает вторичному контуру подходящую резонансную частоту. Примыкающая к вторичной катушке 7 и конденсатору 9 колебательного контура часть ответной схемы 2 подразделяется в основном на блок энергоснабжения, а также блок модуляции несущего сигнала.
Для этого блок энергоснабжения имеет выпрямитель 8, который на своем выходе снабжен сглаживающим, соответственно, фильтрующим конденсатором 10. Кроме того, блок энергоснабжения имеет регулятор напряжения в виде полупроводникового стабилитрона 11. Выпрямитель 8 в показанном варианте выполнения ответной схемы 2 выполнен как выпрямитель по мостовой схеме из четырех диодов.
Блок модуляции несущего сигнала состоит в основном из блока 12 создания информационного сигнала, амплитудного модулятора 13, а также фазового модулятора 14. При этом амплитудный модулятор 13 подключен параллельно вторичной катушке 7, так что обеспечивается возможность нагрузки ее сопротивлением. В противоположность этому фазовый модулятор 14 имеет подключаемый параллельно вторичной катушке 7 конденсатор, так что обеспечивается возможность изменения ее емкостной нагрузки. Амплитудный модулятор 13 и фазовый модулятор 14 могут быть выполнены как линейные, а так же как нелинейные модуляторы.
В показанном варианте выполнения амплитудный модулятор выполнен в виде последовательной схемы из омического сопротивления с электрически приводимым в действие выключателем. В противоположность этому фазовый модулятор 14 выполнен в виде последовательной схемы конденсатора и электрически приводимого в действие выключателя. Амплитудный модулятор 13 и фазовый модулятор 14 через соединительный проводник 15, соответственно, 16 соединены с блоком 12 создания информационного сигнала, а именно так, что их выключатель может приводиться в действие по команде блока 12 создания информационного сигнала.
Кроме того, блок 12 создания информационного сигнала через проводник 17 несущего сигнала соединен непосредственно с вторичной катушкой 7. Наконец, блок 12 создания информационного сигнала имеет также выводы 18, соответственно, 19 энергоснабжения, с помощью которых он соединен с блоком энергоснабжения ответной схемы 2.
На фиг.2 показан более подробно блок 12 создания информационного сигнала ответной схемы 2. Блок 12 создания информационного сигнала имеет устройство 23 подготовки тактового сигнала, которое через проводник 17 несущего сигнала соединено с вторичной катушкой 7. За устройством 23 подготовки тактового сигнала следует делитель 24 частоты, который, кроме того, содержит неизображенное устройство сдвига фазы. Делитель 24 частоты создает два сдвинутых по фазе относительно друг друга сигнала одинаковой частоты, которые отводят через первый выходной проводник 25 и второй выходной проводник 26. Первый создаваемый делителем 24 частоты сигнал через первый выходной проводник 25 подают на первый модулятор 27 вспомогательного несущего сигнала. Второй создаваемый делителем 24 частоты сигнал через второй выходной проводник 26 подают на второй модулятор 28 вспомогательного несущего сигнала. Для отвода сигналов от первого модулятора 27 вспомогательного несущего сигнала и от второго модулятора 28 вспомогательного несущего сигнала они соединены с уже упомянутыми соединительными проводниками 15, соответственно, 16.
Кроме того, первый модулятор 27 вспомогательного несущего сигнала и второй модулятор 28 вспомогательного несущего сигнала принимают от дополнительно предусмотренного в блоке 12 создания информационного сигнала логического и запоминающего устройства 29 информационный сигнал. Логическое и запоминающее устройство 29 получает, как и все другие модули блока 12 создания информационного сигнала, рабочее питание от выводов 18 и 19 питающего напряжения. Первый модулятор 27 вспомогательного несущего сигнала и второй модулятор 28 вспомогательного несущего сигнала выполнены так, что созданные делителем 24 частоты сигналы могут быть модулированы информационным сигналом из логического и запоминающего устройства 29.
Схема передачи данных согласно изобретению работает следующим образом.
Генератор 3 сигналов в станции 1 создает высокочастотный сигнал переменного напряжения, который подают на первичную катушку 4. При этом конденсатор 5а колебательного контура вследствие последовательного резонанса приводит к повышению напряжения в первичной катушке 4. Демпфирующее сопротивление 5b обеспечивает необходимую ширину полосы. Таким образом, к соединенной с обоими выводами генератора 3 сигнала первичной катушке 4 приложено созданное генератором 3 сигнала переменное напряжение с несущей частотой Ω. За счет этого в области первичной катушки 4 образуется индуктивное переменное магнитное поле, которое в области вокруг первичной катушки 4 действует как так называемое ближнее поле. При этом магнитная сила поля переменного магнитного поля изменяется с несущей частотой Ω.
При работе схемы передачи данных согласно изобретению ответную схему располагают в области ближнего поля первичной катушки 4, а именно так, что вторичная катушка 7 ответной схемы 2 находится в непосредственной близости от первичной катушки 4. Тогда переменное магнитное поле индуцирует во вторичной катушке переменное напряжение с частотой, которая совпадает с несущей частотой Ω. Это переменное напряжение принимает и выпрямляет блок энергоснабжения ответной схемы 2. Для этого выпрямитель 8 соединен с обоими выходами вторичной катушки 7. На выходе выпрямителя 8 получают вследствие действия сглаживающего, соответственно, фильтрующего конденсатора 10 сглаженное постоянное напряжение, величина которого ограничивается полупроводниковым стабилитроном 11, а именно до значения, которое необходимо для работы блока 12 создания информационного сигнала. Сглаженное и ограниченное выходное напряжение блока энергоснабжения прикладывается через выводы 18 и 19 энергоснабжения к блоку 12 создания информационного сигнала.
При работе схемы передачи данных согласно изобретению ответную схему располагают в области ближнего поля первичной катушки 4, а именно так, что вторичная катушка 7 ответной схемы 2 находится в непосредственной близости от первичной катушки 4. Тогда переменное магнитное поле индуцирует во вторичной катушке переменное напряжение с частотой, которая совпадает с несущей частотой Ω. Это переменное напряжение принимает и выпрямляет блок энергоснабжения ответной схемы 2. Для этого выпрямитель 8 соединен с обоими выходами вторичной катушки 7. На выходе выпрямителя 8 получают вследствие действия сглаживающего, соответственно, фильтрующего конденсатора 10 сглаженное постоянное напряжение, величина которого ограничивается полупроводниковым стабилитроном 11, а именно до значения, которое необходимо для работы блока 12 создания информационного сигнала. Сглаженное и ограниченное выходное напряжение блока энергоснабжения прикладывается через выводы 18 и 19 энергоснабжения к блоку 12 создания информационного сигнала.
После этого блок 12 создания информационного сигнала переходит в активное состояние, в котором он по проводнику 17 несущего сигнала принимает индуцированное во вторичной катушке 7 напряжение. Показанное на фиг.2 устройство (23, 24) выделения тактового сигнала выделяет из индуцированного во вторичной катушке 7 переменного напряжения системный тактовый сигнал.
В делителе 24 частоты предусмотрено не изображенное на фиг.2 устройство сдвига фазы, которое из сигнала системного такта создает первый вспомогательный несущий сигнал, а также имеющий одинаковую частоту с первым вспомогательным несущим сигналом второй вспомогательный несущий сигнал, который сдвинут по фазе относительно фазы первого вспомогательного несущего сигнала на 90o.
В показанных на фиг.2 модуляторах 27, 28 вспомогательного несущего сигнала накопленным в логическом и запоминающем устройстве 29 информационным сигналом модулируют вспомогательные несущие сигналы в фазомодулированный сигнал и в амплитудно-модулированный сигнал. После этого амплитудно-модулированный сигнал по соединительному проводнику 15 подводят к амплитудному модулятору 13, в то время как фазомодулированный сигнал по соединительному проводнику 16 подводят к фазовому модулятору 14.
Амплитудный модулятор 13 и фазовый модулятор 14 нагружают вторичную катушку 7 в соответствии с подводимыми к ним сигналами. Поскольку между первичной катушкой 4 и вторичной катушкой 7 существует связь, то нагрузка вторичной катушки 7 фазовым модулятором 14 и амплитудным модулятором 13 воздействует на электрические свойства первичной катушки 4. За счет этого изменяется форма и величина образующегося на первичной катушке 4 сигнала, который принимает демодулятор 6. При соответствующем выполнении не изображенного на фиг. 1 демодулятора 6 можно реконструировать информационный сигнал из измененного таким образом переменного напряжения на первичной катушке 4.
На фиг.3-6 иллюстрируется принцип действия модуляции согласно изобретению несущего сигнала вспомогательным несущим сигналом, причем эти изображения ограничиваются только не зависящими от информационного сигнала вспомогательными несущими сигналами, соответственно, фазомодулированными и амплитудно-модулированными сигналами, для лучшей иллюстрации основной идеи изобретения.
На фиг.3 показана векторная диаграмма модуляции вспомогательными несущими сигналами несущего сигнала, которую осуществляют амплитудный модулятор 13 и фазовый модулятор 14. При этом несущий сигнал представлен в виде вектора 20 несущего сигнала, который с несущей частотой Ω вращается вокруг начала координат О. Вокруг вершины вектора 20 несущего сигнала вращаются векторы 21а (a1) и 21(b) (а2) амплитудно-модулированного сигнала, а также векторы 22а (p1) и 22b (р2) фазомодулированного сигнала. При этом как для амплитудной модуляции информационным сигналом, так и для фазовой модуляции несущего сигнала показаны по два вектора 21а, 21b, соответственно, 22а, 22b, которые представляют соответственно обе спектральные составляющие амплитудной модуляции и фазовой модуляции. Вспомогательные несущие сигналы, соответственно, фазомодулированные и амплитудно-модулированные сигналы имеют одинаковую частоту ω. Скорость вращения ω спектральных составляющих относительно несущего сигнала соответствует частоте вспомогательного несущего сигнала, которая одинакова для всех векторов 21а, 21b, 22а, 22b амплитудной модуляции и фазовой модуляции. Однако векторы 21а и 22а амплитудной модуляции, соответственно, фазовой модуляции, вращаются противоположно векторам 21b, соответственно, 22b амплитудной модуляции, соответственно, фазовой модуляции.
На фиг.4 показана векторная диаграмма согласно фиг.3 в момент времени t= 0. Вектор 20 несущего сигнала вращается с несущей частотой Ω, в то время как векторы a1, а2 амплитудной модуляции, а также векторы p1, р2 фазовой модуляции неподвижны.
В момент времени t= 0 запускается амплитудная модуляция. В результате этого векторы a1, а2 амплитудной модуляции начинают вращаться со скоростью вращения ω вокруг вершины вектора 20 несущего сигнала, причем одна спектральная составляющая a1 вращается в показанном изображении против часовой стрелки, в то время как другая спектральная составляющая а2 вращается по часовой стрелке.
На фиг. 5 показана векторная диаграмма модуляции переменного магнитного поля схемы передачи данных в момент времени t=90o/ω. В этот момент времени спектральные составляющие a1, а2 амплитудной модуляции из показанного на фиг. 4 вертикального положения переходят в горизонтальное положение, так что одна составляющая а2 амплитудной модуляции совпадает с обеими спектральными составляющими p1, p2 фазовой модуляции, в то время как другая спектральная составляющая a1 амплитудной модуляции противоположна спектральным направляющим a1, p1, p2. Точно в этот момент времени начинают вращаться спектральные составляющие p1, p2 фазовой модуляции. Одна спектральная составляющая p1 начинает тогда вращаться с частотой ω против часовой стрелки, в то время как другая спектральная составляющая р2 начинает вращаться с частотой ω по часовой стрелке. Как показано на фиг.5, спектральная составляющая a1 гасится спектральной составляющей p1, если предположить равенство амплитуд спектральных составляющих a1 и p1. Остающаяся спектральная составляющая а2 и другая спектральная составляющая р2 фазовой модуляции усиливаются.
На фиг.6 показана векторная диаграмма согласно фиг.3 в момент времени t > 90o/ω. К этому моменту времени спектральные составляющие a1, а2 амплитудной модуляции переместились из положения согласно фиг.5 на определенный угол. Спектральные составляющие p1, р2 также переместились из положения согласно фиг. 5 на определенный угол. Углы, на которые переместились спектральные составляющие a1, а2, соответственно, p1, p2 из положения согласно фиг.5, совпадают, поскольку все спектральные составляющие вращаются с одинаковой частотой ω вокруг вершины вектора 20 несущего сигнала. Как отчетливо показано на фиг. 6, гасятся спектральная составляющая a1 амплитудной модуляции и спектральная составляющая p1 фазовой модуляции, в то время как спектральные составляющие а2 амплитудной модуляции и p1 фазовой модуляции усиливаются.
Таким образом, в ответной схеме согласно изобретению фазовая модуляция опережает амплитудную модуляцию, например, на 90o периода частоты ω вспомогательного несущего сигнала. Однако возможно также, что фазовая модуляция отстает от амплитудной модуляции на 90o периода частоты ω вспомогательного несущего сигнала. В первом случае постоянно совпадают направления векторов 21b и 22b, в то время как направления векторов 21а и 22а постоянно противоположны. Поэтому устраняются нулевые точки модуляции. Если векторы 21а и 22а имеют одинаковую длину, то происходит полное подавление одной боковой полосы, так что мощность сигнала модуляции переменного магнитного поля концентрируется в одной боковой полосе.
Claims (21)
1. Схема передачи данных, содержащая станцию (1) и предназначенную, в частности, для карточки с встроенным микропроцессором ответную схему (2), причем станция (1) имеет первичную катушку (4) с генератором (3) сигнала для создания переменного магнитного поля с несущей частотой, а также амплитудный демодулятор, подключенный к первичной катушке, причем ответная схема (2) имеет вторичную катушку (7), а также амплитудный модулятор (13) для оказания влияния на нагрузку вторичной катушки (17), а амплитудный модулятор (13) выполнен так, что обеспечивается возможность модуляции переменного магнитного поля с несущей частотой информационным сигналом, отличающаяся тем, что ответная схема (2) имеет фазовый модулятор (14) для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки (7), причем амплитудный модулятор (13) и/или фазовый модулятор (14) выполнен с возможностью управления каждым из них, по меньшей мере одним сигналом, модулированным информационным сигналом.
2. Схема передачи данных, содержащая станцию (1) и предназначенную, в частности, для карточки с встроенным микропроцессором ответную схему (2), причем станция (1) имеет первичную катушку (4) с генератором (3) сигнала для создания переменного магнитного поля с несущей частотой, а также демодулятор, подключенный к первичной катушке, причем ответная схема (2) имеет вторичную катушку (7), а также амплитудный модулятор (13) для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки (7), причем амплитудный модулятор (13) выполнен так, что обеспечивается возможность модуляции переменного магнитного поля с несущей частотой информационным сигналом, отличающаяся тем, что ответная схема (2) имеет фазовый модулятор (14) для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки (7), причем амплитудный модулятор (13) и/или фазовый модулятор (14) выполнены с возможностью управления каждым из них, по меньшей мере одним сигналом, модулированным информационным сигналом, а демодулятор (6) выполнен в виде фазового демодулятора.
3. Схема передачи данных по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ответная схема (2) выполнена так, что имеется такая возможность управления амплитудным модулятором (13) и/или фазовым модулятором (14), что фазовая модуляция смещена по фазе относительно амплитудной модуляции.
4. Схема передачи данных по п.3, отличающаяся тем, что ответная схема (2) выполнена так, что имеется такая возможность управления амплитудным модулятором (13) и/или фазовым модулятором (14), что фазовая модуляция опережает, соответственно, отстает относительно амплитудной модуляции на 90o периода модулирующего сигнала.
5. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ответная схема (2) выполнена так, что амплитудный модулятор (13) выполнен в виде сопротивления, установленного с возможностью подключения параллельно вторичной катушке (7).
6. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ответная схема (2) выполнена так, что фазовый модулятор (14) выполнен в виде конденсатора, установленного с возможностью подключения параллельно вторичной катушке (7).
7. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ответная схема (2) имеет, по меньшей мере, одно устройство (27, 28) промежуточной модуляции для модуляции информационным сигналом вспомогательного несущего сигнала.
8. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ответная схема (2) имеет устройство (23, 24) выделения тактового сигнала для выделения вспомогательного несущего сигнала из переменного магнитного поля.
9. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ответная схема (2) имеет устройство сдвига фазы, которое выполнено так, что обеспечивается возможность создания из сигнала системного такта по меньшей мере одного первого и по меньшей мере одного второго вспомогательных несущих сигналов, сдвинутых относительно друг друга по фазе на предварительно заданную величину.
10. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что устройство сдвига фазы имеет, по меньшей мере, один делитель (24) частоты.
11. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что демодулятор (6) имеет со стороны входа полосовой фильтр.
12. Схема передачи данных по п.11, отличающаяся тем, что средняя частота полосового фильтра в основном равна сумме или разнице частот несущего сигнала и вспомогательного несущего сигнала.
13. Схема передачи данных по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ответная схема и/или станция выполнены в виде схем, предназначенных для обработки цифровых сигналов.
14. Ответная схема, в частности, для использования в ретрансляторе или в карточке с встроенным микропроцессором, содержащая вторичную катушку (7), а также амплитудный модулятор (13) для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки (7), причем амплитудный модулятор (13) выполнен так, что обеспечивается возможность модуляции внешнего переменного магнитного поля с несущей частотой информационным сигналом, отличающаяся тем, что ответная схема (2) имеет фазовый модулятор (14) для оказания влияния на электрические свойства вторичной катушки (7), причем амплитудный модулятор (13) и/или фазовый модулятор (14) выполнены с возможностью управления каждым, по меньшей мере, одним сигналом, модулированным информационным сигналом.
15. Способ модуляции внешнего переменного магнитного поля станции (1) с помощью модулирующего сигнала, созданного ответной схемой (2) на основе информационного сигнала, отличающийся тем, что модуляцию производят так, что одну боковую полосу модулированного переменного магнитного поля создают более сильной, чем другую полосу.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что модуляцию переменного магнитного поля производят как с помощью амплитудной модуляции, так и с помощью фазовой модуляции.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что амплитудную модуляцию производят со сдвигом по фазе относительно фазовой модуляции.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что сдвиг по фазе составляет 90o, а именно в сторону опережения или отставания.
19. Способ по любому из пп.15-18, отличающийся тем, что амплитудную модуляцию производят с помощью управляемого амплитудно-модулированным сигналом амплитудного модулятора (13), фазовую модуляцию производят с помощью управляемого фазомодулированным сигналом фазового модулятора (14), а амплитудно-модулированный сигнал и/или фазомодулированный сигнал создают посредством модуляции информационным сигналом соответствующего вспомогательного несущего сигнала.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что вспомогательный несущий сигнал, соответственно, вспомогательные несущие сигналы выделяют из переменного магнитного поля посредством деления частоты.
21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что вспомогательные несущие сигналы сдают так, что между ними существует сдвиг по фазе, равный, в частности, 90o.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19642568A DE19642568A1 (de) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | Datenübertragungsschaltung mit einer Station und mit einer Antwortschaltung |
| DE19642568.9 | 1996-10-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99110189A RU99110189A (ru) | 2001-04-27 |
| RU2214053C2 true RU2214053C2 (ru) | 2003-10-10 |
Family
ID=7808842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99110189/09A RU2214053C2 (ru) | 1996-10-15 | 1997-09-25 | Схема передачи данных со станцией и с ответной схемой |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0932944B1 (ru) |
| JP (1) | JP2001502145A (ru) |
| KR (1) | KR100427107B1 (ru) |
| CN (1) | CN1254022C (ru) |
| AT (1) | ATE214525T1 (ru) |
| BR (1) | BR9712328A (ru) |
| DE (2) | DE19642568A1 (ru) |
| ES (1) | ES2174224T3 (ru) |
| RU (1) | RU2214053C2 (ru) |
| UA (1) | UA54455C2 (ru) |
| WO (1) | WO1998017014A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671308C2 (ru) * | 2013-04-12 | 2018-10-30 | Кардлаб Апс | Карта, сборка, способ сборки карты и способ вывода информации |
| RU2695533C2 (ru) * | 2013-04-12 | 2019-07-23 | Кардлаб Апс | Карта со смещенным генератором поля |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2791493B1 (fr) * | 1999-03-25 | 2001-06-08 | Inside Technologies | Circuit d'emission/reception de donnees par couplage inductif |
| JP3956799B2 (ja) * | 2002-08-19 | 2007-08-08 | ブラザー工業株式会社 | 通信システムの応答器 |
| DE10346474B4 (de) * | 2003-10-02 | 2014-07-10 | Infineon Technologies Ag | Sensorbauteil mit einem Sensorchip, Sensorstapel und Verfahren zum Prüfen einer biochemischen Probe |
| DE102007004814B4 (de) | 2007-01-31 | 2013-06-06 | Continental Automotive Gmbh | Güteanpassung eines Empfangsschaltkreises |
| DE102008018829A1 (de) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG | Induktive Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie und Daten |
| CN102132501A (zh) * | 2008-08-26 | 2011-07-20 | 高通股份有限公司 | 同时无线功率发射与近场通信 |
| CN111357185B (zh) * | 2017-11-15 | 2023-09-29 | 西门子股份公司 | 用于多电平转换器的脉冲宽度调制控制 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3447560A1 (de) * | 1984-12-21 | 1986-07-10 | Angewandte Digital Elektronik Gmbh, 2051 Brunstorf | Einrichtung zur beruehrungslosen signal- und energieuebertragung |
| ZA892468B (en) * | 1988-04-11 | 1989-12-27 | Uniscan Ltd | Improvements in or relating to cutting elements foactuator and communication system r rotary drill bits |
| DE3912497A1 (de) * | 1989-04-15 | 1990-10-18 | Daimler Benz Ag | Gleichzeitige energie- und datenrueckuebertragung ueber lose transformatorische kupplung |
| US5260701A (en) * | 1990-01-19 | 1993-11-09 | Societe Bertin & Cie | Bidirectional inductive transmission of data with slave station supplied by the master |
-
1996
- 1996-10-15 DE DE19642568A patent/DE19642568A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-09-25 AT AT97909195T patent/ATE214525T1/de active
- 1997-09-25 RU RU99110189/09A patent/RU2214053C2/ru active
- 1997-09-25 CN CNB971988420A patent/CN1254022C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 ES ES97909195T patent/ES2174224T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 BR BR9712328-5A patent/BR9712328A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-09-25 EP EP97909195A patent/EP0932944B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 JP JP10517886A patent/JP2001502145A/ja not_active Abandoned
- 1997-09-25 WO PCT/DE1997/002187 patent/WO1998017014A1/de active IP Right Grant
- 1997-09-25 UA UA99042110A patent/UA54455C2/ru unknown
- 1997-09-25 KR KR10-1999-7003275A patent/KR100427107B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-09-25 DE DE59706626T patent/DE59706626D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671308C2 (ru) * | 2013-04-12 | 2018-10-30 | Кардлаб Апс | Карта, сборка, способ сборки карты и способ вывода информации |
| RU2695533C2 (ru) * | 2013-04-12 | 2019-07-23 | Кардлаб Апс | Карта со смещенным генератором поля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000049180A (ko) | 2000-07-25 |
| ES2174224T3 (es) | 2002-11-01 |
| CN1233361A (zh) | 1999-10-27 |
| JP2001502145A (ja) | 2001-02-13 |
| EP0932944A1 (de) | 1999-08-04 |
| DE59706626D1 (de) | 2002-04-18 |
| DE19642568A1 (de) | 1998-04-23 |
| KR100427107B1 (ko) | 2004-04-17 |
| CN1254022C (zh) | 2006-04-26 |
| ATE214525T1 (de) | 2002-03-15 |
| WO1998017014A1 (de) | 1998-04-23 |
| UA54455C2 (ru) | 2003-03-17 |
| BR9712328A (pt) | 1999-08-31 |
| EP0932944B1 (de) | 2002-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0764920B1 (en) | Wireless communication data storing medium for receiving a plurality of carriers of different frequencies and a receiving method | |
| US4963887A (en) | Full duplex transponder system | |
| RU2214053C2 (ru) | Схема передачи данных со станцией и с ответной схемой | |
| US6167094A (en) | Data transmission circuit having a station and a response circuit | |
| JP2006325233A (ja) | トランスミッタ及びデータ送信方法 | |
| JP2004505476A (ja) | 受動トランスポンダ用高感度読み取り装置 | |
| EP1486903B1 (en) | Reader/writer for performing efficient transmission/reception with no-battery information storage medium | |
| JP2006180491A (ja) | 自律電源供給のない電磁トランスポンダ | |
| JP2004040788A (ja) | 電磁トランスポンダ読取器 | |
| JP3568714B2 (ja) | 非接触通信システム及びそれに使用する質問器 | |
| US5751765A (en) | Non-contact IC card, non-contact IC card system, and non-contact IC card data communication method | |
| JP2005535213A (ja) | ２電源電圧付き中継器 | |
| RU99110189A (ru) | Схема передачи данных со станцией и с ответной схемой | |
| EP0576100A1 (en) | Interference-resistant radio-frequency identification system with large detection distance | |
| EP1415264B1 (en) | Non-contact smart card interrogator, wherein across a transmission line from an antenna to a receiver the signal modulation varies between amplitude modulation and phase modulation | |
| US8154388B2 (en) | Synchronous-phase contactless demodulation method, and associated demodulator and reader | |
| MXPA99003464A (en) | Data-transmission circuit with a station and a response circuit | |
| NL9301697A (nl) | Fasedemodulator voor contactloze chipkaarten. | |
| GB2308948A (en) | Data Transfer Circuit | |
| WO2008002137A1 (en) | Transceiver device for responder signals | |
| KR100844732B1 (ko) | 비접촉식 동기 위상 복조 방법, 복조기 및 판독기 | |
| JP2000078054A (ja) | 非接触式ｉｃカードシステム用受信回路 | |
| GB2333665A (en) | Transaction system | |
| JP2003174388A (ja) | 質問器の復調回路 | |
| WO1998043200A1 (en) | Transaction system |