TW525095B - Device to receive digital data of a contactless transmitting sender and method to adapt said device - Google Patents

Description

525095 五、發明説明（1 ) 本發明涉及一種非接觸傳送發送機之數位資料接收用 之裝置，其具有一個類比式接收單元及一個連接於類比 式接收單元之後之解碼器。 此種裝置亦可傳送資料至發送機，但本發明只涉及資 料接收時所需之此部份，因此以下不詳細說明該發送單 元。 非接觸傳送式發送機之數位信號在此種裝置之類比式 接收單元中會由於濾波器，放大器和去耦合元件而大大 地失真。連接於類比式接收單元之後之偵測器只可限制 這些類比信號而以較高之錯誤率進行解碼，這是因爲該 原始信號在類比式接收單元中會受到一種時間延遲。同 理，原始信號在經過該類比式接收單元之後會含有過 (over)振盪或衰減現象。例如，晶片卡可考慮作爲發送 機，其經由天線而與該寫-/讀裝置交換其資料和能量。 類比式接收單元之特性因此必須依據發送機之特性來 調整。則只可保證：此解碼器可以足夠高之安全性使發 送機之數位信號被解密。此時所使用之解碼器可藉由解 碼器特性之改變而適應於類比式接收單元之特性，此亦 稱爲校準，以便使可能之誤差率最小化。但此種形式之 解碼器涉及一些事先指定之參數須以純人工來調整。參 數之準確測得此時是不可能的；只能估計：新設定之參 數是否對錯誤率有利或不利。這樣所測得之參數然後載 入該解碼器之暫存器中。調整此解碼器所用之其它可能 方式是藉由修整（Trimm)電位計來改變此解碼器之特性。 525095 五、發明説明（： > ) 使 用 不 同 之 發 送 機 •( 例 如， 不 同 之 卡 片 型 ‘式 ,) 可 使上 述 解 碼 器 有 不 同 之 參 數 値 〇 若 設 計 — 種 m 出 機 以 用 於不 同 之 發 送 機 型 式 中 則 此 解 碼 器 只 可 調 整 至 全 部 發 送機 型 式 所 用 之 —* 種 平 均 値 〇 但 不 能 達 到 最 佳 之 解 碼 結 果。 巨 前 已 知 之 讀 出 機 之 其 它 缺 點 是 每 —* 個 類 比 式 接收 單 元 由 於 組 件 之 雜 散 性 而 具 有 不 同 之 特 性 〇 上 述 之 校準 因 此 對 每 一 接 收 單 元 都 須 各 別 進 行 0 本 發 明 之 S 的 是 提 供 上 述 形 式 之 裝 置 ， 其 不 具 有 上述 之 缺 點 〇 此外 本 發 明 提 供 一 種 方 法 > 藉 此 可 操 作 上述 之 裝 置 以 接 收 一 種 非 接 觸 傳 送 式 發 送 機 之 數 位 資 料 〇 本 發 明 之 裝 置 描 述 在 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 中 〇 本 發明 之 方 法 則 描 述 在 第 8 項 中 〇 依 據 本 發 明 此 種 裝 置 除 了 類 比 式 接 收 單 元 及 連 接於 其 後 之 解 碼 器 之 外 另 有 — 種 信 號 形 成 器 ( 用 來 施 Μ 種 測 試 信 號 至 該 類 比 式 接 收 單 元 ) 及 — 種 校 準 單 元 ι 依 據 該 類 比 式 接 收 單 元 所 產 生 之 信 號 來 決 定 各 參 數 ，藉 由 這 些 參 數 使 該 解 碼 器 可 依 據 該 類 比 式 接 收 單 元 及 /或 發 送 機 來 調 整 〇 因 此 y 可 使 讀 出 機 白 動 地依 據 該 類 比 式 接 收 單 元 之特 性 以 及 所 使 用 之 發 送 機 之 特 性 來 校 準 〇 因 此 解 碼 器依 據 類 比 式 接 收 單 元 來 進 行 人 工 調 整 是 不 需 要 的 〇 此 系統 現 在 另 外 處 於 一 種 狀 態 > 即 > 在 已 改 變 之 條 件 ( 例 如， m 型 式 之 發 送 機 ) 下 或 在 發 送 機 之 距 離 已 改 變 時 對 此裝 置 起 反 應 〇 此種 校 準 是 在 讀 出 機 之 // 背 景 // 中 進 行 。基 - 4-

525095 五、發明説明（： ) 本 上 可 追 述 到 現有 之 硬 體 〇 其 它 優 點 是 : 通 常 在 發 生 錯 誤 時 本 發 明 可 獨 、.r. 地 依 據 類 比 式 接 收 單 元 或 發 送 機 之 參 數 來 調 整 0 本 發 明 因 此 使非 接 觸 傳 送 式 發 送 機 用 之 讀 出 機 由 固 定 之 靜 態 式 接 收 機 改 變 成 動 態 適 應 性 系 統 〇 此 處 使 用 之 槪 念 是 : 藉 由 信 號 形 成 器 而 在 此 裝 置 之 天 線 陣 列 中 產 生 一 種 非 接 觸 傳 送 式 發 送 機 之 回 答 信 號 0 此 種 由 於 類 比 式 接 收 單 元 所 造 成 之 已 失 真 之 回 答 信 號 可 與 所 產 生 之 測 試 信 號 相 比 較 解 碼 器 因 此 可 調 整 至 最 佳 之 辨 認 度 〇 有 利 之 構 造 描 述 在 串 請 專 利 範 圍 各 附 屬 項 中 〇 在 本 發 明 較 佳 之 形 式 中 校 準 單 元 包 含 —. 種 發 送 機 之 典 型 信 號 用 之 記 憶 體 5 其 中 此 校 準 單 元 是 與 信 號 形 成 器 相 連 〇 每 —* 已 儲 存 之 信 號 因 此 代 表 一 種 不 同 之 發 送 機 型 式 〇 因 此 在 晶 片 卡 之 範 圍 中 例 如 藉 由 ISO 14443 ' 可決 定 二 種 不 同 之 型 式 ( 型 式 A 及 型 式 B ) 其 具 有 不 同 之 發 送 規 約 〇 可 表 示 晶 片 卡 型 式 之 各 別 信 號 儲 存 在 校 準 單 元 中 〇 因 此 解 碼 器 在 不 同 之 發 送 機 型 式 時 可 白 動 地 調 整 〇 在 其 中 一 種 形 式 中 ， 校 準 單 元 是 與 解 碼 器 之 信 號 輸 入 端 及 信 號 輸 出 端 相 連 〇 分 析 用 之 校 準 單 元 因 此 可 對 已 編 碼 或 已 解 碼 之 測 試 信 號 進 行 計 算 〇 校 準 單 元 可 有 利 地 與 參 數 暫 存 器 ( 其 與 解 碼 器 相 耦1 合 ) 相 連 〇 在 測 試 信 號 已 分 析 且 已 測 得 此 解 碼 器 調 整 時 所 需 之 參 數 値 之 後 ? 各 參 數 値 可 5- 載 入 參 數 暫 存 器 中 解 碼 525095 五、發明説明（4 ) 器可動用這些參數値。參數暫存器是解碼器之一部份時 ，則這樣是有利的。 若校準單元具有參數記憶體，則這樣是有利的。這些 參數在重複地近似於最佳之參數時可暫存於此記憶體 中。

信號形成器可有利地代表此發送機之等效電路，其是 與類比式接收單元之輸入端相連。信號形成器因此是此 發送機之天線之等效電路。反之，測試·資料信號之產 生是在校準單元中進行。 本發明中此種使數位資料接收用之裝置適應於發送機 之特性時所用之方法包含以下各步驟： a) 提供一種測試信號， b) 使此測試信號饋入類比式接收單元中， c) 使可能已失真之信號傳送至校準單元，

d) 對此種可能已失真之信號進行分析且決定各參數 値， e) 使各參數値載入參數暫存器中， f) 需要時重複步驟a)至e)。 在較佳之形式中，本方法包括步驟g)，其中在下一序 列之步驟a)至e)中使解碼器之輸出信號與該測試信號相 比較。在另一種較佳之形式中，在該輸出信號與測試信 號不同時須重複步驟a)至g)。 該測試信號可有利地儲存在校準單元中且傳送至信號 形成器，其施加該測試信號至類比式接收單元之信號輸 -6 - 525095 五、發明説明（~ ) 入 端 〇 此 測 試 信 號 有 利 地 又 形 成 此發送 機之典 型之信號 〇 各 種 不 同 測 試 信 號 因 此 可 儲 存在校 準單元 或其它裝 置 中 〇 在 本 方 法 之 其 它 形 式 中 此測試信號 包含一 種資訊以 改 變 該 衰 減 度 〇 因 此 可 模 擬 此 發 送機至 類比式 接收單元 之 各 種 不 同 之 距 離 〇 衰 減 度 之 改 變可以 下述方 式達成： 改 變 此 測 試 信 號 之 邊 緣 〇 另 一 方 式是在 信號形 成器（其 代 表 此 發 送 機 之 天 線 之 等 效 電 路 )中藉 由各組 件之參數 之 改 變 來 模 擬 該 衰 減 度 之 改 變 〇 類 比 式 接 收 單 元 中 爲 了 分 析 該 測試信 號且決 定各參數 値 y 則 此 測 試 信 號 之 運 行 時 間 在 類比式 接收單 兀中須予 考 慮 0 此外 亦 可 測 定 此 測 試 信 號之改 變在分 析時須予 考 慮 〇 本 發 明 及 其 優 點 將 依 據 圖 式 來 說明。 圖式簡 單說明： 第 1 圖 非 接 觸 傳 送 式 發 送 機 之 數位信 號接收 用之裝 置 〇 第 2 圖 第 1 圖 中 該 校 準 單 元 之 構造。 第 1 圖 是 本 發 明 之 裝 置 之 構 造 圖。天 線5是 與類比式 接 收 單 元 1 之 輸 入 端 ;相連， 此接收單元1之輸出端6 一 方 面 是 與 解 碼 器 2 相 連 且 另 一 方面是 與校準 單元4之 輸 入 端 8 相 連 0 解 碼 器 2 之 輸 出 端 9是 與校準 單元4之 第 — 輸 入 端 1 0相連。 校準單元4之第- -輸出端1 1是與 解 碼 器 2 之 參 數 暫 存 ηψ 益 3 相 連 〇 此參數 暫存器 3亦可由 解 碼 器 2 各 別 地 構 成 〇 校 準 單 7- 元 之第二 輸出端 13是與 525095 五、發明説明（6 ) 信號形成器22相連。信號形成器22之輸出端15是與 類比式接收單元1之輸入端1 6相連。 第2圖是第1圖中校準單元4之構造。校準單元4可 支配記憶體1 7，其中可儲存各種測試信號。每一測試信 號對應於不同之發送機。此測試信號因此對應於發送機 之回答信號，就像其在實際條件下使該回答信號傳送至 數位資料接收用之裝置一樣。此測試信號經由第二輸出 端1 3而傳送至信號形成器22，其代表此發送機之天線 之等效電路。天線例如可由二個電容器及一個線圈構 成。信號形成器22使此種依據天線特性而改變之信號 送至類比式接收單元1之輸入端1 6。類比式接收單元1 中由於濾波器及放大器而使測試信號失真且使該信號由 其輸出端6發送至解碼器2及校準單元4。校準單元4 可支配一種分析元件1 9，其是與校準單元之第一輸入端 8相連。在校準單元4中此種由類比式接收單元所提供 之輸出信號可與測試信號相比較。此測試信號由記憶體 1 7傳送至分析元件1 9。 已失真或可能失真之測試信號之分析包括：類比式接 收單元之濾波器運作時間之決定，信號尖峰之數目之比 較以決定此濾波器之過振盪或振盪時間，信號尖峰之 寬度之比較以決定信號寬度中之變化量，在與該測試信 號比較時各尖峰之狀態。這樣可測得此信號偏移之變化 量。因此可決定各參數，藉此可使解碼器適應於類比式 接收單元及/或適應於發送機之特性。爲了使解碼器適 525095 五'發明説明（7 ) 應於該類比式接收單元之特性，則所測得之參數一方面 須儲存在校準單元4中之參數記憶體21中且另一方面 須經由第一輸出端1 1而傳送至參數暫存器3。 藉由另一測試信號來檢測此解碼器之已設定之品質。 這表示：一種相同之測試信號由校準單元4之記憶體1 7 傳送至信號形成器22。類比式接收單元使測試信號失真 且使此信號又傳送至校準單元4及解碼器2。已解碼之 測試信號經由第二輸入端1 0而傳送至校準單元4之比 較元件1 8，此時已解碼之測試信號須與記憶體所發出之 測試信號相比較。在一致性很好時，此解碼器藉由所測 得之參數値而可很好地之適應於此類比式接收單元之特 性。若此比較元件已確定此種已解碼之測試信號和記憶 體中所存在之測試信號之間有很大之差異時，則起始下 一個過程。此種重複之測試序列一直進行，直至已解碼 之測試-資料信號幾乎與記憶體中所儲存之測試信號相 一致時爲止。在此種重複性之測試序列中，先前過程中 所測得之參數由參數記憶體2 1中叫出且作爲分析用。 但利用每一新的測試序列時可由該分析元件1 9來決定 新的參數値，這些參數値可用在參數記憶體2 1及解碼 器之參數暫存器3中。 例如，可發送二位元之所謂Manchester碼作爲測試資 料信號。在所產生之數位式信號中全部之信號尖峰都是 等長且時距相同。若要模擬此等效電路之衰減度，則可 傳送另一個信號至信號形成器22，藉此可改變此信號形 525095 五、發明説明（8 ) 成器之特性，但亦可改變此Manchester碼之位元之邊緣 。因此，亦可模擬此發送機和類比式接收單元之間不同 之間距。 本發明之原理是：藉由測定此解碼器用之參數，由於 習知之測試信號而使類比式接收單元之信號傳送時間及 信號偏移成爲已知，此解碼器在解碼時因此可使用這些 資訊。這樣所達成之解碼速率較先前技藝者高很多。 本發明可使一種非接觸傳送式發送機之數位資料接收 用之裝置由靜態式固定接收器改變成動態式適應性系統 。因此，藉由等效電路而在此裝置之天線陣列中產生此 發送機之傳送信號，這樣可測得此解碼器用之各參數値 ，藉此使解碼器在解碼時可考慮此類比式接收單元之信 號傳送時間及信號偏移。 各參數可在此裝置重新起動時或操作期間測得。藉此 可使類比式接收單元中由於溫度變動所造成之各組件參 數之變動被平衡。若此讀出機設定在另一種形式之發送 機上，則已測得之參數可由校準單元之參數記憶體叫出 且載入此接觸碼器之參數暫存器中。若此發送機之各參 數値仍未包含在該參數記憶體中，則各參數値以上述方 式測得且儲存在該處。 不一定須使用信號形成器；在校準單元之記憶體中可 依據此發送機之天線之特性來改變此測試信號。在此種 情況下，該測試信號可直接送入該類比式接收單元中。 符號說明 -10- 525095 五、發明説明（9 ) 1…類比式接收單元 2…解碼器 3…參數暫存器 4…校準單元 5…天線 6…類比式接收單元之輸出 7…解碼器第一輸入端 8…校準單元第一輸入端 9…解碼器輸出端 10…校準單元第二輸入端 11…校準單元第一輸#^ 12…解碼器第二輸入端 13…校準單元第二輸出端 1 4…類比式接收單元之輸入端 15…信號形成器之輸出端 1 6…類比式接收單元之輸入端 17…記憶體 1 8…比較元件 1 9…分析兀件 20···參數決定 21…參數記憶體 22…信號形成器 -11-

Claims (1)

1. 525095 ^ΐ ;千”月4日所提之 叙、-?年千T.t义-f^内容是否准予修正。 六、申請專利範圍 第90106446號「非接觸傳送式發送機之數位資料接收用之裝 置」專利案 （9 0年11月修正） 六申請專利範圍. 1. 一種非接觸傳送式發送機之數位資料接收用之裝置，其 具有類比式接收單元（1)及一個連接於類比式接收單元（1) 之後之解碼器（2)，其特徵爲： 設有信號形成器（22)使一種測試信號施加至該類比式 接收單元（1);設有一個校準單元（4)，其依據此種由類比 式接收單元（1)所產生之信號來決定參數，藉由這些參數 可使解碼器（2)適應於該類比式接收單元（1)及/或該發送 機。， 。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該校準單元（4)包含 一種發送機之典型信號所需之記憶體（17)，其是與信號形 成器（22)相連。 3·如申請專利範圍第1或第2項之裝置，其中校準單元（4) 是與解碼器（2)之信號輸入端（7)及信號輸出端（9)相連。 4·如申請專利範圍第1或第2項之裝置，其中校準單元（4) 是與參數暫存器（3)(其與解碼器（2)相耦合）相連。 5·如申請專利範圍第4項之裝置，其中參數暫存器（3)是解 碼器（2)之一部份。 6. 如申請專利範圍第1或第2項之裝置，其中校準單元（4) 具有參數記憶體（21)。 7. 如申請專利範圍第1或第2項之裝置’其中信號形成器（2 2) 是發送機之等效電路，其是與類比式接收單元（1)之輸入 六、申請專利範圍 端相連。 8. —種數位資料接收用之裝置之調整方法，此裝置具有類 比式接收單兀（1)及一個連接於類比式接收單元（1)之後之 解碼器（2)’此裝置依據一種發送機之特性來調整，本方 法之特徵是以下各步驟： a) 提供一種測試信號， b) 使測試信號饋入類比式接收單元（1)中， c) 使可能已失真之信號繼續傳送至校準單元（4)， d) 分析此種可能已失真之信號且決定各參數値， e) 使各參數値載入參數暫存器中， 0需要時重複步驟a)至e)。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中步驟g)是：在步驟a) 至e)之下一個序列中使解碼器（2)之輸出信號與該測試信 號相比較。 10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中在該輸出信號與該 測試信號不相同時，重複步驟a)至g)。 11. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之方法，其中該測 試信號繼續發出一種發送機之典型之信號。 1Z如申請專利範圍第8至1 0項中任一項之方法，其中該測 試信號儲存在校準單元（4)中且傳送至信號形成器（22)， 其施加該測試信號至該類比式接收單元（1)之信號輸入 JflU 脑。 η如申請專利範圍第8至ίο項中任一項之方法，其中該測 試信號包含一種改變該衰減度所用之資訊。 525095 Λ/ 、) ! 个。，.:六、申請專利範圍 14·如申請專利範圍第11項之方法，其中該測試信號包含一 種改變該衰減度所用之資訊。 15. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之方法，其中爲了 分析該類比式接收單元中之信號且決定各參數値，則須 測定= a) 類比式接收單元中之運行時間及/或 b) 過（over)振盪及振盪時間及/或 c) 信號寬度之變化及/或 d) 信號偏移之變化。 16. 如申請專利範圍第11項之方法，其中爲了分析該類比式 接收單元中之信號且決定各參數値，則須測定： a) 類比式接收單元中之運行時間及/或 b) 過（over)振盪及振盪時間及/或 c) 信號寬度之變化及/或 d) 信號偏移之變化。 17如申請專利範圍第12項之方法，其中爲了分析該類比式 接收單元中之信號且決定各參數値，則須測定： a) 類比式接收單元中之運行時間及/或 b) 過（over)振盪及振盪時間及/或 c) 信號寬度之變化及/或 d) 信號偏移之變化。