WO2007063584A1 - 復調回路 - Google Patents

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WO2007063584A1
WO2007063584A1 PCT/JP2005/021990 JP2005021990W WO2007063584A1 WO 2007063584 A1 WO2007063584 A1 WO 2007063584A1 JP 2005021990 W JP2005021990 W JP 2005021990W WO 2007063584 A1 WO2007063584 A1 WO 2007063584A1
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current
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signal
unit
maximum value
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PCT/JP2005/021990
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Inventor
Daisuke Yamazaki
Kunihiko Gotoh
Original Assignee
Fujitsu Limited
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/02Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
    • H04L27/06Demodulator circuits; Receiver circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D1/00Demodulation of amplitude-modulated oscillations
    • H03D1/22Homodyne or synchrodyne circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/067Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing soft decisions, i.e. decisions together with an estimate of reliability
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B2201/00Indexing scheme relating to details of transmission systems not covered by a single group of H04B3/00 - H04B13/00
    • H04B2201/69Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general
    • H04B2201/707Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation
    • H04B2201/70715Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation with application-specific features

Definitions

  • the present invention relates to a technique for obtaining original signal data by demodulating a signal modulated with signal data, and in particular, an apparatus for demodulating a high-frequency signal to obtain original signal data, for example
  • This technology is suitable for implementation on contactless data carriers such as contact IC cards and RFID tags.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional demodulation circuit that demodulates an ASK modulated signal. This demodulation circuit is disclosed in Patent Document 1.
  • the demodulation circuit 110 performs ASK demodulation on the current value of the line L detected by the current detecting unit 101.
  • the demodulated signal is despread and spread spectrum demodulated by the spread spectrum demodulator 105 based on a PN (Pseudo Noise) code generated by the PN code generator 104, and a despread demodulated signal is output.
  • the difference value detection unit 106 obtains the difference value of the current value of the line L with respect to the average value of the current value of the line L, and the weighting calculation unit 107 is based on the difference value for the despread demodulated signal. Perform weighting. Further, after this weighting, the integrating unit 108 integrates the despread demodulated signal in units of one symbol of the transmission data, and the data determining unit 109 performs binary determination on this integrated value to obtain received data.
  • the demodulation circuit 110 includes an average value detection unit 102 and a comparison unit 103.
  • the average value detection unit 102 calculates and outputs an average value of the current values flowing through the line L.
  • the comparison unit 103 compares the average value output from the average value detection unit 102 with the current value flowing through the line L, and outputs the result as an ASK demodulated signal. Specifically The comparison unit 103 uses the average value obtained by the average value detection unit 102 as a reference value, outputs “1” when the current value flowing through the line L is equal to or greater than the reference value, and is smaller than the reference value. “0” is output for.
  • FIG. 3 shows a specific circuit configuration example of the demodulation circuit 110.
  • transistors M101, M102, and M103 are all pMOS transistors, and transistors M104 and M105 are both nMOS transistors.
  • the branching unit 111 receives a signal corresponding to the detection signal I ASK-modulated with signal data.
  • the branching unit 111 is composed of transistors M101, M102, and M104.
  • the transistor M102 forms a current mirror with the transistor M101, and a drain current equal to the current value of the detection signal I flows to the transistor M104. Therefore, do
  • a voltage that is a constant multiple of the current value of the detection signal I is generated at the gate of the gate transistor M104 in which the rain-gate is short-circuited.
  • the average value detection unit 102 includes a resistor R101 and a capacitor C101, averages the gate voltage of the transistor M104, and averages the detected voltage I, that is, the detection signal I.
  • An average of voltage values obtained by multiplying the current value by a constant is applied to the comparison unit 103.
  • the comparison unit 103 includes transistors M103 and M105 and inverters 112 and 113.
  • the inverters 112 and 113 are connected in series to form a notch.
  • the transistor M103 forms a current mirror with the transistor M101 of the branching unit 111, and outputs a current I equal to the current value of the detection signal I. Meanwhile, transistor Ml
  • the transistor M105 Since the output voltage from the average value detection unit 102 is applied to the gate of 05, the transistor M105 has an average value of the gate voltage of the transistor M104, that is, the detection signal I.
  • the current I is equal to the threshold current I.
  • the demodulation circuit 110 shown in FIG. 2 operates as described above, the detection signal I is detected by the detection circuit I.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-142778
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3553502
  • the width of SCOMP thCOMP variation is proportional to the current value of the detection signal I input to the demodulation circuit 100
  • the detection signal I In order to increase the current amplitude with SCOMP, for example, the detection signal I
  • FIGS. 4A and 4B The relationship with thCOMP is shown in FIGS. 4A and 4B, respectively. As you can see from these figures, the detection signal I
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and a problem to be solved is to provide a technique for demodulating an ASK modulated signal having a small modulation ratio.
  • a demodulation circuit includes a modulation ratio emphasizing unit that increases a modulation ratio of a current signal that is amplitude shift modulated with signal data, and the modulation ratio emphasizing unit increases the modulation ratio. And a demodulator that demodulates the signal data from the current signal.
  • the modulation ratio emphasizing unit includes a maximum value detecting unit that detects a maximum value of the current signal, and a subtraction current that is a constant multiple of the maximum value. And a subtractor that subtracts from the signal.
  • the modulation ratio emphasizing unit further includes a current mirror that generates a mirror current corresponding to the current signal, and the subtraction unit subtracts the subtraction current from the mirror current. May be.
  • the above-described demodulation circuit according to the present invention may include a plurality of the modulation ratio emphasizing units, and the modulation ratio emphasizing units may be connected in series.
  • the modulation ratio emphasizing unit includes a current mirror that generates first, second, and third mirror currents corresponding to the current signal; A first maximum value detector for detecting a maximum value of the first mirror current; and a current that is a constant multiple of the maximum value of the first mirror current detected by the first maximum value detector.
  • a first subtracting unit for subtracting one subtracting current from the second mirror current force; a second subtracting unit for subtracting the first subtracting current from the third mirror current force;
  • a second maximum value detecting unit for detecting a maximum value of the current after the first subtracting current is reduced by the subtracting unit, and the maximum value detected by the second maximum value detecting unit.
  • the second subtraction current which is a constant multiple of the first subtraction current, was subtracted from the first subtraction current by the second subtraction section.
  • a third subtracting section that further reduces the current force, and the demodulating section is configured to demodulate the signal data also after the current power reduced by the third subtracting section. Also good.
  • the amount of the subtracting current is calculated based on the result of the magnitude comparison between the subtracting current and the maximum value of the current reduced by the subtracting unit. You may comprise so that it may further have a bow I control current amount control part.
  • the subtraction current amount control unit reduces the amount of the subtraction current when the maximum value of the current after being subtracted by the subtraction unit is smaller than the subtraction current.
  • control may be performed to increase the amount of the subtraction current.
  • the subtraction current amount control unit includes a post-subtraction current maximum value detection unit that detects a maximum value of the current after being subtracted by the subtraction unit, and the subtraction current and the subtraction unit.
  • a comparator that performs a magnitude comparison with the maximum value detected by the current maximum value detection unit, and an up-down counter that counts up or down according to a result of the magnitude comparison by the comparator, and the subtraction The unit may be configured to change the amount of the subtraction current according to a count value of the up / down counter.
  • the RFID tag and the non-contact IC card provided with the demodulating circuit according to the present invention described above also relate to the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional demodulation circuit that demodulates an ASK modulated signal.
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the demodulation circuit shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the demodulation circuit shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a problem of a conventional demodulation circuit.
  • FIG. 4A is a diagram showing a relationship between current I before amplification and threshold current I.
  • FIG. 4B is a diagram showing the relationship between amplified current I and threshold current I.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an RFID tag and a contactless IC card including a demodulation circuit that implements the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a first example of a configuration of a demodulation circuit implementing the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a modulation ratio emphasizing circuit.
  • FIG. 9A is a diagram showing a first example of a specific circuit configuration of a modulation ratio emphasizing circuit.
  • FIG. 9B is a diagram showing a second example of the specific circuit configuration of the modulation ratio emphasizing circuit.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a second example of the configuration of the demodulation circuit implementing the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a third example of the configuration of the demodulation circuit implementing the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the branch circuit shown in FIG.
  • FIG. 13A is a diagram showing an example when the subtraction current is too small for the extracted signal.
  • FIG. 13B is a diagram showing an example of an output signal of the modulation ratio emphasizing circuit in the case of FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a diagram showing an example when the subtraction current is too large for the extracted signal.
  • FIG. 13D is a diagram showing an example of an output signal of the modulation ratio emphasizing circuit in the case of FIG. 13C.
  • FIG. 13E is a diagram showing an example when the current value of the subtraction current is appropriate for the extracted signal.
  • FIG. 13F is a diagram showing an example of an output signal of the modulation ratio emphasizing circuit in the case of FIG. 13E.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a fourth example of the configuration of the demodulation circuit implementing the present invention.
  • 15 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the modulation ratio emphasizing circuit and subtraction current amount control unit shown in FIG.
  • 16 is a diagram showing a specific circuit configuration example of the logic control unit shown in FIG.
  • Mi l M12, M13, M14, M15, M16, M17, M21, M22, M23, M24, M25, M30, M31, M32, M33, M40, M41 M42—1, M42—2, M42—n, M101, M102, M103, M104, M105 transistors
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an RFID (Radio Frequency Identification) tag that is a non-contact data carrier equipped with a demodulation circuit that implements the present invention.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • the RFID tag includes an antenna unit 11, a rectifier circuit 12, a charging capacity C10, a shunt regulator 13, a signal extraction circuit 14, a demodulation circuit 15, a digital signal processing unit 16, and a modulation circuit 17.
  • the signal received by the antenna unit 11 is rectified by the rectifier circuit 12 and then charged to the charging capacity C10 to serve as a power source for the digital signal processing unit 16.
  • the chantregulator 13 controls the amount of short-circuit current in order to keep the voltage of the power supply constant.
  • the signal extraction circuit 14 extracts a reception signal (ASK modulation signal) superimposed on the power supply signal as a current signal.
  • the demodulation circuit 15 is a circuit that implements the present invention, and demodulates the extracted received signal to obtain original signal data.
  • the digital signal processing unit 16 performs predetermined signal processing on the obtained data.
  • the modulation circuit 17 modulates the impedance of the antenna unit 11 with the transmission signal created by the digital signal processing unit 16, and radiates an ASK-modulated high-frequency signal from the antenna unit 11.
  • non-contact IC card having the demodulation circuit for carrying out the present invention is also shown in FIG.
  • the structure can be the same as that of the FID tag.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a first example of the configuration of the demodulation circuit 15 for implementing the present invention.
  • the signal I extracted by the signal extraction circuit 14 is input to the modulation ratio emphasizing circuit 21. Modulation
  • the ratio enhancement circuit 21 increases the modulation ratio of the extracted signal I, which is ASK modulated with the signal data.
  • the current signal output from the modulation ratio emphasizing circuit 21 is input to the branching unit 22.
  • the branching unit 22 generates a current signal corresponding to the current signal and outputs the current signal to the average value detection unit 23 and the comparison unit 24.
  • the average value detection unit 23 calculates and outputs an average value of the signal input from the branching unit 22.
  • the comparison unit 24 compares the average value output from the average value detection unit 23 with the signal input from the branch unit 22. The result of this comparison is output via a nother 25 as ASK demodulated signal data.
  • branching unit 22, average value detection unit 23, comparison unit 24, and buffer 25 may be the same as the configuration of conventional demodulation circuit 110 shown in FIG. That is, the branching unit 22, the average value detecting unit 23, the comparing unit 24, and the buffer 25 constitute a demodulating unit that demodulates the original signal data from the current signal whose modulation ratio enhancement circuit 21 has increased the modulation ratio. This demodulator compares the average value of the current signal output from the modulation ratio emphasizing circuit 21 with the current signal, and outputs the result as an ASK demodulated signal.
  • the configuration of the comparison unit 103 in FIG. 2 corresponds to a configuration in which both the comparison unit 24 and the buffer 25 in FIG. 6 are combined.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the modulation ratio emphasizing circuit 21.
  • the branching unit 31 has the same current signal as the extracted signal I that is ASK modulated with the signal data.
  • the peak detector 32 detects the current signal input from the branch unit 31 (i.e., the extracted signal I).
  • the subtraction unit 33 is a current obtained by multiplying the maximum value of the extraction signal I detected by the peak detection unit 32 by a constant.
  • the constant current of the bow I is calculated as the current signal input from the branch 31 (i.e., the extracted signal). Issue I
  • Figure 8A shows the extracted signal I and the threshold current I of the comparator 24 ( Figure 8A).
  • the thCOMP variation width of the threshold current I is wide, so depending on the amount of variation, the extraction signal I with a small modulation ratio can be used.
  • FIG. 8B shows the extracted signal I and the threshold current I (
  • SIG thCOMP See Fig. 2.
  • the extracted signal I after emphasizing the modulation ratio shown in the figure subtracts the subtraction current shown in Fig. 8A from the extracted signal I before emphasizing the modulation ratio.
  • the range of variation of the threshold current I thCOMP with respect to SIG is the current I input to the demodulator.
  • the change in the magnitude relationship with thCOMP can be ensured. In this way, it becomes possible to reliably demodulate ASK modulated signals with a small modulation ratio.
  • FIG. 9A and FIG. 9B show both specific circuit configuration examples of the modulation ratio emphasizing circuit 21.
  • transistors Ml 1, M12, and M13 are all pMOS transistors, and transistors M14, M15, M16, and M17 are all nMOS transistors.
  • the branching section 31 includes transistors Mll, M12, and M13. Each source of the transistors M 11, M 12, and M 13 has power supplied from the rectifier circuit 12 that is power. Voltage Vdd is applied. Further, the gates of the transistors Ml 1, M12, and M13 are connected to the drain of the transistor Mil, and both the transistors M12 and M13 form a current mirror with the transistor Mil.
  • the current signal I that is, the extracted signal I
  • the modulation ratio emphasizing circuit 21 is the source-drain of the transistor Mi l.
  • Ra currents la and lb are generated and drain force is discharged.
  • the peak detector 32 includes transistors M14 and M15, a diode Dll, and a capacitor C11.
  • the train of the transistor M14 and the anode of the diode D11 are connected, and the gates of the transistors M14 and M15, the force sword of the diode D11, and one terminal of the capacitor C11 are connected.
  • the sources of the transistors M14 and M15 and the other terminal of the capacitor C11 are connected to the ground node.
  • the mirror current la flows. A part of this mirror current la passes through the diode D11 and charges the capacitor C11, so that the gate voltage of the transistor M14 increases. After that, when the gate voltage of the transistor M14 and the drain voltage match, the diode D11 transitions to the OFF state, so that the current Ia flows from the drain to the source of the transistor M14 in the direction of the ground node. Become. Here, since the gates of the transistors M14 and M15 are connected, the gate voltages of the two match. Accordingly, the current (subtracted current) I flowing between the drain and the source of the transistor M15 in the direction of the dotted node is a constant multiple of the mirror current la.
  • the constant is determined by the relationship between the gate width and the gate length between the transistors M14 and M15.
  • the diode D11 Since the drain voltage of the transistor M14 temporarily rises and becomes higher than the gate voltage, the diode D11 is turned on. Then, a part of the mirror current la passes through the diode D11 and further charges the capacitor C11, so that the gate voltage of the transistor M14 further increases. Eventually, when the gate voltage and drain voltage of transistor M14 match, The node Dl l transitions to the off state again, and after that, the mirror current la all flows between the drain and the source of the transistor M14 toward the ground node. At this time, the subtraction current I is a constant multiple of the mirror current la.
  • the diode D11 is maintained in the OFF state.
  • the gate voltage of the transistor M15 is maintained at the voltage value before the current value of the current signal I decreases.
  • the current value of the subtraction current I is the value of the subtraction current I before the decrease of the current signal I.
  • the peak detection unit 32 operates as described above, so that the current signal I (ie, the extraction signal)
  • the subtracting unit 33 includes transistors M16 and M17.
  • the gates of the transistors M16 and M17 and the drain of the transistor M16 are connected to form a current mirror.
  • the current signal I is the output of the mirror current force modulation ratio emphasizing circuit 21 flowing between the drain and source of M17. Note that each of the transistors M16 and M17
  • the source is connected to the ground node.
  • the drain of the transistor M16 is also connected to the drain of the transistor M13 in the branch section 31 and the drain of the transistor M23 in the peak detection circuit.
  • the transistor M13 also draws the mirror current lb (i.e., the current signal I) as well as the drain force, while the transistor M15 pulls.
  • the current signal I is applied to the drain of the transistor M16.
  • the current flowing between the output currents is also the current (I I) resulting from this subtraction, and this is the output current signal I
  • the subtraction unit 33 operates as described above, whereby the current signal I (that is, the extraction signal I)
  • Subtract current I which is the constant multiple of the maximum value of, to reduce mirror current lb force of current signal I
  • transistors M21 and M23 are both pMOS transistors.
  • the transistors M23, M24, and M25 are all nMOS transistors.
  • the branching section 31 includes transistors M21 and M22.
  • the power source voltage Vdd supplied from the rectifier circuit 12 as a power source is applied to each source of the transistors M21 and M22.
  • the gates of the transistors M21 and M22 and the drain of the transistor M21 are connected, and the transistor M22 forms a current mirror with the transistor M21.
  • the current signal input to the modulation ratio emphasizing circuit 21 I (i.e. the extracted signal
  • a mirror current is generated, such as the current value of the current signal I, and the drain force flows.
  • the peak detector 32 includes an operational amplifier OP21, a transistor M23, a diode D21, and a capacitor C21.
  • the output of the operational amplifier OP21 is connected to the anode of the diode D21.
  • the negative input power diode D21 of the operational amplifier OP21 is connected to the power sword, the gate of the transistor M23, and one terminal of the capacitor C21. Note that the source of the transistor M23 and the other terminal of the capacitor C21 are connected to the ground node.
  • the subtraction unit 33 includes transistors M24 and M25.
  • the gates of the transistors M24 and M25 and the drain of the transistor M24 are connected to form a current mirror.
  • the mirror current flowing between the drain and source of M25 is the current signal I which is the output of the lb force modulation ratio emphasizing circuit 21.
  • Each source is connected to a ground node.
  • the drain of the transistor M22 in the branch unit 31 is connected to the positive input of the operational amplifier OP21 in the peak detection unit 32 and the drain of the transistor M23, and the drain of the transistor M24 in the subtraction unit 33.
  • the positive input of the operational amplifier OP21 is high impedance, almost no current flows. Therefore, all of the mirror current lb (ie, current signal I) from which transistor M22 also drains, is the current of transistors M23 and M24.
  • the voltage Va generated by the mirror current lb flowing between the drain and source of the transistors M23 and M24 is applied to the positive input of the operational amplifier OP21.
  • This voltage Va is a constant multiple of the mirror current lb. This constant is the same as that for transistor M23. And the value determined by the characteristics of M24.
  • the output voltage of the operational amplifier OP21 becomes positive. Then, diode D11 transitions to the ON state, and the current from which the output power of operational amplifier OP21 also flows passes through diode D21 to further charge capacitor C21, so the negative input voltage of operational amplifier OP21 starts to rise again. To do. If the negative input voltage Va of the operational amplifier OP21 slightly exceeds the positive input voltage Va, the output voltage of the operational amplifier OP21 immediately becomes negative, and the diode D21 transitions to the off state. At this time, the subtraction current I, which is a constant multiple of the voltage Va, is applied between the drain and source of the transistor M23 toward the ground node.
  • the voltage Va applied to the positive side input of the operational amplifier OP21 falls and becomes a lower potential than the negative side input, so that the output voltage of the operational amplifier OP21 remains negative. Therefore, the diode D21 is kept off. At this time, due to the action of the capacitor C21, the gate voltage of the transistor M23 becomes the voltage Va before the current value of the current signal I decreases.
  • the current value of the subtraction current I is the subtraction current before the decrease of the current signal I.
  • the peak detection unit 32 operates as described above, so that the current signal I (ie, the extraction signal)
  • the subtractor 33 Since the subtractor 33 is configured in the same manner as the transistors Ml 6 and M17 shown in FIG. 9A, the subtractor 33 operates in the same manner as the subtractor 33 in FIG. 9A.
  • a plurality of modulation ratio emphasis is provided as in the second example of the demodulation circuit 15 illustrated in FIG.
  • the circuits 21-1,..., 21-n may be connected in series and provided at the front stage of the branch section 22.
  • the degree can be increased.
  • the detection error with respect to the maximum value of the extraction signal I by the peak detection circuit 32 is ⁇ 40.
  • the subtractor 33 in the modulation ratio emphasizing circuit 21 sets the maximum value of the extracted signal I detected by the peak detection circuit 32 to 0.
  • the subtracted current that is 75 times the current value is also subtracted from the original extracted signal I force.
  • the current value of the subtracted current is more than 1 times the maximum value of the extraction signal I.
  • the demodulation circuit 15 includes the configuration shown in FIG. 7, ie, a plurality of modulation ratio emphasizing circuits 21-1,..., 21-n connected in series.
  • two modulation ratio emphasizing circuits 21 are connected in series.
  • the subtraction unit 33 in the modulation ratio emphasizing circuit 21 of each stage performs the maximum value of the extraction signal I detected by the peak detection circuit 32.
  • the subtracted current which is 0.5 times the current value, is also subtracted from the original extracted signal I force.
  • a plurality of modulation ratio emphasizing circuits 21-1,..., 21-n are connected in series and provided in the demodulating circuit 15, whereby the extracted signal detected by the peak detecting circuit 32 I's
  • the effect of improving the SIG modulation ratio can be increased.
  • the configuration of the modulation ratio emphasizing circuit 21 in the third example of the demodulating circuit 15 shown in FIG. 11 will be described.
  • the modulation ratio emphasis circuit 21 in the figure is composed of a branching unit 31-1, a peak detecting unit 32-1 and 32-2, and a subtracting unit 33-1, 33-2, and 33-3. Yes.
  • the specific configurations of the peak detectors 32-1 and 32-2 and the subtractors 33-1, 33-2, and 33-3 are as shown in FIGS. 9A and 9B.
  • the configuration of 33 is sufficient.
  • the branching unit 31-1 has the same current as that of the extracted signal I that is ASK modulated with the signal data.
  • a signal is generated and output to the peak detection unit 32-1 and the subtraction units 33-1 and 32-2.
  • the specific circuit configuration of the branch circuit 31-1 may be, for example, as shown in FIG.
  • the gates of the transistors M30, M31, M32, and M33, which are pMOS transistors, and the drain of the transistor M31 are connected, and the transistors M31, M32, and M33 are connected.
  • a current mirror is composed of the transistor M30.
  • the power supply voltage Vdd supplied from the rectifier circuit 12, which is a power supply is applied to the sources of the transistors M30, M31, M32, and M33.
  • the current signal I that is, the extracted signal I
  • the branch circuit 31-1 is converted into the source-drain of the transistor M30.
  • Transistors M31, M32, and M33 are set to the current value of current signal I.
  • Each OUT3 is generated and drained from each drain.
  • the peak detector 32-1 detects the maximum value of the mirror current I.
  • the subtraction unit 33-1 is the maximum value of the mirror current I detected by the peak detection unit 32-1.
  • the first subtracted current which is a constant multiple, is the mirror current I
  • the subtracting unit 33-2 subtracts the first subtracting current from the mirror current I force.
  • the peak detection unit 32-2 detects the maximum value of the mirror current I after the first subtraction current is reduced by the subtraction unit 33-1.
  • the subtraction unit 33-3 generates a second subtraction current that is a constant multiple of the maximum current value detected by the peak detection unit 32-2, and the subtraction unit 33-2 supplies the second subtraction current. Subtraction is performed to further reduce the mirror current I force after one subtraction current is reduced. This subtraction part 33-3 subtracts
  • the current resulting from the calculation is sent to the branching section 22, and the original signal data is demodulated.
  • the modulation ratio emphasizing circuit 21 shown in FIG. 11 is compared with the above-described two-stage series connection configuration. Then, the peak detector 32-2 in the circuit of FIG. 11 corresponds to the peak detector 32 in the downstream circuit in series connection, and the subtractor 33-3 in the circuit of FIG. This corresponds to the subtraction unit 33 in Also, in the circuit of Fig. 11, one of the branching unit 31-1 and the peak detecting unit 32-1, and the subtracting units 33-1 and 32-2 is the same as the circuit in the previous stage of series connection. It becomes composition. That is, in the circuit of FIG. 11, the branching unit 31 and the peak detecting unit 32 are shared in order to obtain a current signal that is input to each of the peak detecting unit 32 and the subtracting unit 33 in the subsequent circuit. By providing only two subtraction units 33, the preceding circuit is configured separately. Therefore, the modulation ratio emphasis circuit 21 shown in FIG. 11 operates in the same manner as that of the two-stage series connection configuration described above.
  • Dispersion power of the current value The influence on the operation of the modulation ratio emphasizing circuit 21 is significant. Therefore, next, control of the current value of the subtracted current will be described.
  • FIG. 14 will be described. This figure shows a fourth example of the demodulation circuit 15.
  • the modulation ratio emphasis circuit 41 has the function of increasing the modulation ratio of the extracted signal I, which is ASK modulated with the signal data, like the modulation ratio emphasis circuit 41 described so far. As will be described later, the configuration is slightly different.
  • the subtraction current amount control unit 42 determines the maximum value of the extraction signal I and a current that is a constant multiple of the maximum value.
  • branching unit 22 the average value detecting unit 23, the comparing unit 24, and the buffer 25 are the same as those in the first example of the demodulating circuit 15 shown in FIG.
  • FIG. 15 shows a specific circuit configuration example of the modulation ratio emphasis circuit 41 and the subtraction current amount control unit 42 shown in FIG.
  • transistors Ml l, M12, and M13 are pMOS transistors, and transistors M14, M15, M16, M17, M40, M41, M42—1,..., M42—n are nM.
  • the transistors Mll, M12, and M13 constitute the same circuit as the branch section 31 shown in FIG. 9A. Therefore, the transistors Ml 2 and Ml 3 generate mirror currents la and lb, respectively, equal to the current value of the current signal I (i.e., the extracted signal I).
  • transistors M14 and M15, diode Dll, and capacitor C11 constitute the same circuit as peak detector 32 shown in FIG. 9A. Therefore, with these configurations, the current signal I
  • the maximum value of SIG is detected, and the subtracted current I that is a constant multiple of the maximum value is detected.
  • the transistors M16 and M17 constitute the same circuit as the subtraction unit 33 shown in FIG. 9A. Therefore, with these configurations, the current signal I (i.e.
  • the subtraction current I which is a constant multiple of the maximum value of the extraction signal I), is a mirror of the current signal I.
  • the transistor M40 has the same characteristics as the transistor M15.
  • the gates of the transistors M40 and M15 are connected, and the sources are both connected to the ground node. Therefore, a current corresponding to the gate voltage held by the action of C11, that is, the same amount of current as the subtraction current I flowing between the drain and source of the transistor M40 flows between the drain and source of the transistor M40.
  • the gates of the transistors M16 and M41 and the drain of the transistor Ml6 are connected to form a current mirror.
  • the drain of the transistor M16 has a current signal I force and a current obtained by subtracting the subtracted current I (II,
  • the output signal I is also the current that flows between
  • the output signal I output from the drain of M41 is input to the peak detector 61.
  • the maximum current value is detected and output.
  • the specific circuit configuration of the peak detector 61 may be the same as that of the peak detector 32 shown in FIG. 9A, for example.
  • Comparator 62 includes a subtraction current I flowing between the drain and source of transistor M40 and a peak current.
  • a comparison is made with the maximum current value of the output signal I detected by the peak detector 61.
  • the logic control unit 63 calculates I current I
  • FIG. 16 shows a specific circuit configuration example of the logic control unit 63.
  • a clock pulse having a predetermined frequency is input to the clock input.
  • the comparison result of the comparator 62 is input to the flip-flop 71. Note that the comparator 62 determines that the maximum current value of the output signal I is smaller than the subtraction current I.
  • the flip-flop 71 When the clock input rises, the flip-flop 71 outputs the comparison result input from the comparison unit 62 at that time.
  • the output comparison result is sent to one input of the 2-input NAND circuit 72 and also sent to one input of the 2-input NAND circuit 74 via the inverter 73.
  • the same clock as that input to the flip-flop 71 is input to the other inputs of the NAND circuits 72 and 74.
  • the up / down counter 75 counts up or down according to the result of the magnitude comparison by the comparator 62.
  • the output of the NAND circuit 72 is connected to the up input of the up / down counter 75, and the output of the NAND circuit 74 is connected to the down input of the up / down counter 75.
  • the up / down counter 75 is a shift register that shifts the data left by one bit each time a count pulse is input to the up input (however, assign "1" to the rightmost bit) and count to the down input. Each time a pulse is input, it is shifted right by 1 (however, “0” is substituted for the leftmost bit).
  • the contents of the register are output from the up / down counter 75 for each digit, and this is the control signal output.
  • the logic processing unit 63 is configured as described above. Therefore, the period during which the “L” level is input from the comparator 62 to the flip-flop 71, that is, the output signal from the subtraction current I.
  • the maximum current value of I is smaller.
  • the control signal output gradually increases in “L” level.
  • the period when the “H” level is input from the comparator 62 to the flip-flop 71 that is, the maximum current value of the output signal I rather than the subtracted current I.
  • the count pulse is input to the up input of the up / down counter 75 according to the input of the clock pulse, so that the control signal output gradually increases in the “H” level.
  • the control signal output from the logic processing unit 63 (that is, the output from the up / down counter 75) is sent to the open / close control terminals of the switches 51-1, 51-2,. It is also sent to the open / close control terminal of switch 52-1, 1, 52-2,... ⁇ 52—n via inverters 53—1, 53—2,... ⁇ 53—n.
  • Switch 51—1, 51-2,..., 51—n are connected in series with switch 5 2—1, 52-2,..., 52—n to connect the gate of transistor M15 and the ground node, respectively. Is inserted in between.
  • Switch 51—2,... ⁇ 51—n and 52—2,... ⁇ 52—n, inverter 53—2,... ⁇ 53—n, and transistor 42—2,..., 42—n The combination operates in the same manner as the above-described combination circuit of the switches 51-1 and 52-1, the inverter 53-1, and the transistor 42-1. Therefore, in the control signal output of the logic processing unit 63, the period when the “L” level gradually increases, that is, the maximum current value of the output signal I rather than the subtracted current I.
  • MOSFET MOS transistor
  • MES Metal Semiconductor
  • MIS Metal Insulat or Semiconductor
  • bipolar transistor is used as each transistor.
  • MES Metal Semiconductor
  • MIS Metal Insulat or Semiconductor

Landscapes

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Abstract

 変調比が小さいASK変調信号の復調技術を提供する。  変調比強調回路21は、信号データで振幅偏移変調がされている電流信号の変調比を大きくする。分岐部22、平均値検出部23、比較部24、及びバッファ25は復調部を構成し、変調比強調回路21が変調比を大きくした電流信号から信号データを復調する。

Description

復調回路
技術分野
[0001] 本発明は、信号データで変調がされている信号を復調して元の信号データを得る 技術に関するものであり、特に、高周波信号を復調して元の信号データを得る装置、 例えば非接触 ICカードや RFIDタグなどといった非接触データキャリアでの実施に好 適な技術に関する。
背景技術
[0002] 信号データで ASK変調 (Amplitude Shift Keying:振幅偏移変調)されて ヽる変調 信号を復調する技術として、例えば、特許文献 1や特許文献 2に開示されているもの のように、変調信号の平均値力 生成した閾値と元の変調信号との大小比較により、 元の信号データを得る技術が知られて!/、る。
[0003] 図 1は、 ASK変調信号を復調する従来の復調回路の構成を示すブロック図である 。なお、この復調回路は、特許文献 1で開示されているものである。
図 1に示す受信部 100では、電流検出部 101で検出したライン Lの電流値を復調 回路 110が ASK復調する。復調された信号は、 PN符号発生部 104で発生させた P N (Pseudo Noise)符号に基づいてスペクトラム拡散復調部 105で逆拡散されてスぺ クトラム拡散復調され、逆拡散復調信号が出力される。その一方で、差分値検出部 1 06がライン Lの当該電流値の平均値に対するライン Lの当該電流値の差分値を求め 、重み付け演算部 107が逆拡散復調信号に対して差分値に基づいた重み付けを行 う。更に、この重み付け後、積算部 108が逆拡散復調信号を送信データの 1シンボル 分単位で積算し、この積算値をデータ判定部 109が 2値判定して受信データを得て いる。
[0004] 復調回路 110は、平均値検出部 102及び比較部 103を有している。
平均値検出部 102は、ライン Lを流れる電流値の平均値を求めて出力する。比較 部 103は、平均値検出部 102により出力された当該平均値とライン Lを流れる電流値 との大小を比較し、その結果を ASK復調信号として出力するものである。具体的に は、比較部 103は、平均値検出部 102で求めた平均値を基準値とし、ライン Lを流れ る電流値が当該基準値以上のときには「1」を出力し、当該基準値よりも小さいときに は「0」を出力する。
[0005] 次に図 2について説明する。同図は、復調回路 110の具体的な回路構成例を示し ている。
図 2において、トランジスタ M101、 M102、及び M103はいずれも pMOSトランジ スタであり、トランジスタ M104及び M105はどちらも nMOSトランジスタである。
[0006] 分岐部 111は、信号データで ASK変調されている検出信号 I に対応する信号を
DET
生成する。分岐部 111はトランジスタ M101、 M102、及び M104より構成されている 。ここで、トランジスタ M102は、トランジスタ M101とカレントミラーを形成しており、検 出信号 I の電流値に等しいドレイン電流をトランジスタ M104へと流す。従って、ド
DET
レイン—ゲート間を短絡させているゲートトランジスタ M104の当該ゲートには、検出 信号 I の電流値の定数倍の電圧が生じる。
DET
[0007] 平均値検出部 102は、抵抗 R101とコンデンサ C101とより構成されており、トランジ スタ M104のゲート電圧を平均化し、平均化された電圧、すなわち、検出信号 I の
DET
電流値を定数倍した電圧値の平均を比較部 103へ印加する。
[0008] 比較部 103は、トランジスタ M103及び M105と、インバータ 112及び 113とより構 成されている。ここで、インバータ 112及び 113は直列接続されており、ノ ッファを構 成している。
[0009] トランジスタ M103は、分岐部 111のトランジスタ M101とカレントミラーを形成して おり、検出信号 I の電流値に等しい電流 I を出力する。一方、トランジスタ Ml
DET SCO P
05のゲートには平均値検出部 102からの出力電圧が印加されているので、トランジ スタ M105は、トランジスタ M104のゲート電圧の平均値、すなわち、検出信号 I の
DET
電流値の平均を閾値電流 I として流すこととなる。従って、比較部 103の出力、
thCO P
すなわち、ノ ッファを構成しているインバータ 112及び 113の出力は、電流 I 力 S
SCO P
閾値電流 I 以上の場合には「1」(ハイレベル)となり、電流 I が閾値電流 I
thCOMP SCOMP thCO よりも小さい場合には「0」(ローレベル)となる。この出力が復調回路 110の出力とな
MP
る。 [0010] 図 2に示した復調回路 110は以上のように動作するので、検出信号 I が当該検
DET
出信号 I の平均値以上のときには「1」を出力し、当該平均値よりも小さいときには「
DET
0」を出力するので、 ASK変調信号の復調機能を有して ヽる。
特許文献 1 :特開 2005— 142778号公報
特許文献 2:特許第 3553502号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 図 2に示した復調回路 110における電流 I と閾値電流 I との関係は、トラン
SCOMP thCOMP
ジスタ M101、 M102、及び M103の特性やトランジスタ M104と M105との間の特 性が不揃いであると、ばらつく場合がある。この電流 I に対する閾値電流 I の
SCOMP thCOMP ばらつきの幅は、復調回路 100へ入力される検出信号 I の電流値の大きさに比例
DET
して大きくなる。そのため、検出信号 I の電流値が大きい場合には、図 3に示すよう
DET
に、電流 I
SCOMP (すなわち検出信号 I の
DET 電流値)のピーク値に対する電流 I の
SCOMP
電流振幅 (すなわち検出信号 I
DETの電流振幅)の割合 (この割合を、「変調比」 t 、う) が小さいと、電流 I が変化しても、ばらついた閾値電流 I との間での大小関
SCOMP thCOMP
係に変化が生じなくなってしまうことがある。このような場合には ASK変調信号の復 調ができない。
[0012] ここで、電流 I
SCOMPとの電流振幅を大きくするために、例えば、検出信号 I
DETを単純 に増幅して力も復調回路 110に入力させる場合を考える。この場合における、増幅前 の電流 I
SCOMPと閾値電流 I
thCOMPとの関係と、増幅後の電流 I
SCOMPと閾値電流 I
thCOMPとの 関係とを図 4A及び図 4Bにそれぞれ示す。これらの図から分力ゝるように、検出信号 I
DE
を増幅して力も復調回路 110に入力させるようにすれば、電流 I の電流振幅は
T SCOMP
確かに拡大する。しかし、この場合には、電流 I
SCOMPの電流振幅の拡大に併せて閾 値電流 I とのばらつき幅も拡大してしまうため、依然として ASK変調信号の復調 thCOMP
をすることができない。
[0013] 本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しょうとする課題は、 変調比が小さい ASK変調信号の復調技術を提供することである。
課題を解決するための手段 [0014] 本発明の態様のひとつである復調回路は、信号データで振幅偏移変調がされてい る電流信号の変調比を大きくする変調比強調部と、前記変調比強調部が変調比を 大きくした前記電流信号から前記信号データを復調する復調部と、を有することを特 徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
[0015] この構成によれば、電流信号の変調比を大きくして力 信号データの復調が行わ れるので、変調比の小さ 、ASK変調信号の復調をより確実に行うことができる。 なお、上述した本発明に係る復調回路において、前記変調比強調部は、前記電流 信号の最大値を検出する最大値検出部と、前記最大値の定数倍の電流である引算 電流を前記電流信号から減じる引算部と、を有するように構成してもよ 、。
[0016] こうすることにより、電流信号の変調比を大きくすることができる。
なお、このとき、前記変調比強調部は、前記電流信号に対応するミラー電流を生成 するカレントミラーを更に有し、前記引算部は、前記ミラー電流から前記引算電流を 減じる、ように構成してもよい。
[0017] また、前述した本発明に係る復調回路にぉ 、て、前記変調比強調部を複数有して おり、当該変調比強調部が直列に接続されているように構成してもよい。
この構成によれば、電流信号の変調比の改善効果を高くすることができる。
[0018] また、前述した本発明に係る復調回路にぉ 、て、前記変調比強調部は、前記電流 信号に対応する第一、第二、及び第三のミラー電流を生成するカレントミラーと、前記 第一のミラー電流の最大値を検出する第一の最大値検出部と、前記第一の最大値 検出部により検出された前記第一のミラー電流の最大値の定数倍の電流である第一 の引算電流を前記第二のミラー電流力 減じる第一の引算部と、前記第一の引算電 流を前記第三のミラー電流力 減じる第二の引算部と、前記第一の引算部により前 記第一の引算電流が減じられた後の電流の最大値を検出する第二の最大値検出部 と、前記第二の最大値検出部により検出された前記最大値の定数倍の電流である第 二の引算電流を、前記第二の引算部により前記第一の引算電流が減じられた後の 電流力 更に減じる第三の引算部と、を有し、前記復調部は、前記第三の引算部に より減じられた後の電流力も前記信号データを復調する、ように構成してもよい。
[0019] この構成によっても、電流信号の変調比の改善効果を高くすることができる。 また、前述した本発明に係る復調回路において、前記引算電流と前記引算部によ り減じられた後の電流の最大値との大小比較の結果に基づいて、当該引算電流の 量を制御する弓 I算電流量制御部を更に有するように構成してもよ 、。
[0020] この構成によれば、引算電流の量を適切なものとすることができる。
なお、このとき、前記引算電流量制御部は、前記引算電流よりも前記引算部により 減じられた後の電流の最大値の方が小さい場合には当該引算電流の量を小さくし、 前記引算電流よりも前記引算部により減じられた後の電流の最大値の方が大きい場 合には当該引算電流の量を大きくする制御を行うように構成してもよい。
[0021] この構成によれば、引算電流の量が適切なものとなるので、電流信号の変調比の 改善効果が良好なものとなる。
また、このとき、前記引算電流量制御部は、前記引算部により減じられた後の電流 の最大値を検出する引算後電流最大値検出部と、前記引算電流と前記引算後電流 最大値検出部により検出された前記最大値との大小比較を行う比較器と、前記比較 器による大小比較の結果に応じてカウントアップ若しくはカウントダウンを行うアップダ ゥンカウンタと、を有し、前記引算部は、前記アップダウンカウンタでのカウント値に応 じて前記引算電流の量を変化させる、ように構成してもよい。
[0022] この構成によれば、引算電流の量を適切なものとすることができる。
なお、上述した本発明に係る復調回路を備えて ヽる RFIDタグ及び非接触 ICカー ドも、本発明に係るものである。
発明の効果
[0023] 本発明によれば、以上のようにすることにより、
という効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]ASK変調信号を復調する従来の復調回路の構成を示すブロック図である。
[図 2]図 1に示した復調回路の具体的な回路構成例を示す図である。
[図 3]従来の復調回路の抱えている問題を説明する図である。
[図 4A]増幅前の電流 I と閾値電流 I との関係を示す図である。
SCO P thCO P
[図 4B]増幅後の電流 I と閾値電流 I との関係を示す図である。
SCOMP thCOMP [図 5]本発明を実施する復調回路を備えている RFIDタグ及び非接触 ICカードの構 成を示す図である。
[図 6]本発明を実施する復調回路の構成の第一の例を示すブロック図である。
[図 7]変調比強調回路の構成を示すブロック図である。
[図 8A]変調比強調前における、抽出信号 I と閾値電流 I のばらつき幅との関係
SIG thCO P
例を示す図である。
[図 8B]変調比強調後における、抽出信号 I と閾値電流 I のばらつき幅との関係
SIG thCOMP
例を示す図である。
[図 9A]変調比強調回路の具体的な回路構成の第一の例を示す図である。
[図 9B]変調比強調回路の具体的な回路構成の第二の例を示す図である。
[図 10]本発明を実施する復調回路の構成の第二の例を示すブロック図である。
[図 11]本発明を実施する復調回路の構成の第三の例を示すブロック図である。
[図 12]図 11に示した分岐回路の具体的な回路構成例を示す図である。
[図 13A]抽出信号に対し引算電流が小さ過ぎる場合の例を示す図である。
[図 13B]図 13Aの場合における変調比強調回路の出力信号の例を示す図である。
[図 13C]抽出信号に対し引算電流が大き過ぎる場合の例を示す図である。
[図 13D]図 13Cの場合における変調比強調回路の出力信号の例を示す図である。
[図 13E]抽出信号に対し引算電流の電流値が適切である場合の例を示す図である。
[図 13F]図 13Eの場合における変調比強調回路の出力信号の例を示す図である。
[図 14]本発明を実施する復調回路の構成の第四の例を示すブロック図である。
[図 15]図 14に示した変調比強調回路及び引算電流量制御部の具体的な回路構成 例を示す図である。
[図 16]図 15に示した論理制御部の具体的な回路構成例を示す図である。
符号の説明
11 アンテナ部
12 整流回路
13 シャントレギユレータ
14 信号抽出回路 15 復調回路
16 デジタル信号処理部
17 変調回路
21、 21 - 1, 21— n、 41 変調比強調回路
22、 31、 31 - 1 分岐部
23 平均値検出部
24 比較部
25 バッファ
32、 32— 1、 32— 2、 61 ピーク検出部
33、 33— 1、 33— 2、 33— 3 引算部
42 引算電流量制御部
51— 1、 51— 2、 51— n、 52—1、 52— 2、 52— n スィッチ
53— 1、 53— 2、 53— n、 73、 112、 113、 インバータ
62 比較器
63 論理処理部
71 フリップフロップ
72、 74 NAND回路
75 アップダウンカウンタ
C10、 Cl l、 C21、 C101 コンデンサ
D11、D21 ダイオード
Mi l, M12、 M13、 M14、 M15、 M16、 M17、 M21、 M22、 M23、 M24、 M25、 M30、 M31、 M32、 M33、 M40、 M41 M42— 1、 M42— 2、 M42— n、 M101、 M102、 M103、 M104、M105 トランジスタ
P21 オペアンプ
101 電流検出部
102 平均値検出部
103 比較部 104 PN符号発生部
105 スペクトラム拡散復調部
106 差分値検出部
107 重み付け演算部
108 積算部
109 データ判定部
110 復調回路
111 分岐部
R101 抵抗
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図 5について説明する。同図は、本発明を実施する復調回路を備えている非 接触データキャリアである RFID (Radio Frequency Identification)タグの構成を示す ブロック図である。
[0027] この RFIDタグは、アンテナ部 11、整流回路 12、充電容量 C10、シャントレギュレー タ 13、信号抽出回路 14、復調回路 15、デジタル信号処理部 16および変調回路 17 を有している。
[0028] アンテナ部 11で受信された信号は、整流回路 12で整流された後、充電容量 C10 に充電され、デジタル信号処理部 16の電源となる。シャントレギユレータ 13は、この 電源の電圧を一定に保っため、短絡電流量を制御する。
[0029] 信号抽出回路 14は、この電源信号に重畳されている受信信号 (ASK変調信号)を 電流信号として抽出する。復調回路 15は本発明を実施する回路であり、抽出された 受信信号を復調して元の信号データを得る。
[0030] デジタル信号処理部 16は、得られたデータに対して所定の信号処理を施す。変調 回路 17は、デジタル信号処理部 16で作成される送信信号でアンテナ部 11のインピ 一ダンスの変調を行 ヽ、 ASK変調された高周波信号をアンテナ部 11から放射させる
[0031] なお、本発明を実施する復調回路を備えている非接触 ICカードも、図 5に示した R FIDタグと同様の構成とすることができる。
次に図 6について説明する。同図は、本発明を実施する復調回路 15の構成の第一 の例を示すブロック図である。
[0032] 信号抽出回路 14で抽出された信号 I は、変調比強調回路 21に入力される。変調
SIG
比強調回路 21は、信号データで ASK変調がされている抽出信号 I の変調比を大
SIG
きくする回路であり、その構成は後述する。
[0033] 変調比強調回路 21から出力される電流信号は分岐部 22に入力される。分岐部 22 は、この電流信号に対応する電流信号を生成して平均値検出部 23及び比較部 24 へと出力する。平均値検出部 23は、分岐部 22から入力された信号の平均値を求め て出力する。比較部 24は、平均値検出部 23により出力された当該平均値と分岐部 2 2から入力された信号との大小を比較する。この比較結果は、 ASK復調された信号 データとして、ノ ッファ 25を介して出力される。
[0034] なお、この分岐部 22、平均値検出部 23、比較部 24、及びバッファ 25の具体的な 構成は、図 2に示した従来の復調回路 110の構成と同様のものでよい。つまり、分岐 部 22、平均値検出部 23、比較部 24、及びバッファ 25によって、変調比強調回路 21 が変調比を大きくした電流信号から元の信号データを復調する復調部が構成される 。この復調部により、変調比強調回路 21から出力される電流信号の平均値と当該電 流信号との大小比較が行われ、その結果が ASK復調信号として出力される。
[0035] なお、図 2における比較部 103の構成は、図 6における比較部 24及びバッファ 25 の両者を組み合わせた構成に対応する。
次に図 7について説明する。同図は、変調比強調回路 21の構成を示すブロック図 である。
[0036] 分岐部 31は、信号データで ASK変調がされている抽出信号 I と同一の電流信号
SIG
を生成してピーク検出部 32及び引算部 33へと出力する。
ピーク検出部 32は、分岐部 31から入力される電流信号 (すなわち抽出信号 I )の
SIG
最大値を検出する。
[0037] 引算部 33は、ピーク検出部 32で検出した抽出信号 I の最大値を定数倍した電流
SIG
値の定電流である弓 I算電流を、分岐部 31から入力される電流信号 (すなわち抽出信 号 I
SIG )から減じる引き算を行い、その結果の電流を出力する。
[0038] 変調比強調回路 21の作用について、図 8A及び図 8Bを用いて説明する。
図 8Aは、変調比強調前における、抽出信号 I と比較部 24の閾値電流 I (図
SIG thCO P
2参照)のばらつき幅との関係例を示している。同図の場合では、閾値電流 I の thCOMP ばらつき幅が広いため、そのばらつき量によっては、変調比の小さい抽出信号 I で
SIG
は、閾値電流 I との間での電流値の大小関係に変化が生じない場合が起こり得 thCOMP
る。
[0039] これに対し、図 8Bには、変調比強調後における、抽出信号 I と閾値電流 I (
SIG thCOMP 図 2参照)のばらつき幅との関係例を示している。同図に示した変調比強調後の抽出 信号 I は、変調比強調前の抽出信号 I から、図 8Aに示されている引算電流を減
SIG SIG
じたものである。
[0040] この引き算を行うと、抽出信号 I
SIGの電流振幅は維持されたままでそのピーク値が 小さくなるので、抽出信号 I の
SIG 電流値は小さくなるが、その変調比(=電流振幅 Zピ ーク値)は大きくなる。その一方で、前述したように、電流 I
SIGに対する閾値電流 I thCOMP のばらつきの幅は、復調部へ入力される電流 I
SIGの電流値の大きさに比例するので、 抽出信号 I
SIGの電流値が小さくなれば、閾値電流 I
thCOMPのばらつきの幅は狭くなる。 従って、このばらつきの幅を図 8Bに示す程度にまで狭くなるようにすることで、抽出 信号 I
SIGの変化に対し、閾値電流 I
thCOMPとの間での大小関係の変化を確実に起こせ るようになる。こうして、変調比の小さい ASK変調信号の復調が確実に行えるようにな るのである。
[0041] 次に図 9A及び図 9Bについて説明する。これらは、変調比強調回路 21の具体的な 回路構成例をどちらも示している。
まず、図 9Aに示した第一の例について説明する。
[0042] 図 9Aにおいて、トランジスタ Ml 1、 M12、及び M13はいずれも pMOSトランジスタ であり、トランジスタ M14、 M15、 M16、及び M17はいずれも nMOSトランジスタで ある。
[0043] 分岐部 31はトランジスタ Ml l、 M12、及び M13より構成されている。トランジスタ M 11、 M12、及び M13の各ソースには、電源である整流回路 12から供給される電源 電圧 Vddが印加されている。また、トランジスタ Ml l、 M12、及び M13の各ゲートとト ランジスタ Mi lのドレインとが接続されており、トランジスタ M12及び M13は、どちら もトランジスタ Mi lとカレントミラーを形成している。ここで、この変調比強調回路 21に 入力される電流信号 I (すなわち、抽出信号 I )は、トランジスタ Mi lのソース—ドレ
IN SIG
イン間を流れるので、トランジスタ M12及び M13は、電流信号 I の電流値に等しいミ
IN
ラー電流 la及び lbを各々生成して各ドレイン力 流し出す。
[0044] ピーク検出部 32は、トランジスタ M14及び M15、ダイオード Dl l、並びにコンデン サ C11より構成されている。ここで、トランジスタ M14のトレインとダイオード D11のァ ノードとが接続されており、トランジスタ M14及び M15の各ゲートと、ダイオード D11 の力ソードと、コンデンサ C11の一方の端子とが接続されている。また、トランジスタ M 14及び M15の各ソースとコンデンサ C11の他方の端子とはグランドノードに接続さ れている。
[0045] トランジスタ M14のドレインとダイオード D11のアノードとの接続点には、分岐部 31 のトランジスタ M12のドレインが接続されているので、ミラー電流 laが流れ込む。この ミラー電流 laの一部はダイオード D 11を通過してコンデンサ C 11を充電するので、ト ランジスタ M14のゲート電圧が上昇する。その後、トランジスタ M14のゲート電圧とド レイン電圧とがー致すると、ダイオード D11はオフ状態に遷移するので、以降、電流 I aはトランジスタ M14のドレイン一ソース間をグランドノードの方向へ全て流れるように なる。ここで、トランジスタ M14及び M15の各ゲートは接続されているので、この両者 のゲート電圧は一致している。従って、トランジスタ M15のドレイン一ソース間をダラ ンドノードの方向へ流す電流(引算電流) I は、ミラー電流 laの定数倍となる。ここで
SUB
、当該定数は、トランジスタ M14と M15との間のゲート幅やゲート長の関係により定 められる。
[0046] ここで、信号 I の電流値が増加するとミラー電流 laも同様に増加する。すると、トラン
IN
ジスタ M14のドレイン電圧が一時的に上昇してゲート電圧よりも高くなるのでダイォ ード D11はオン状態に遷移する。すると、ミラー電流 laの一部がダイオード D11を通 過してコンデンサ C11を更に充電するので、トランジスタ M14のゲート電圧が更に上 昇する。やがて、トランジスタ M14のゲート電圧とドレイン電圧とがー致すると、ダイォ ード Dl lは再びオフ状態へと遷移し、以降は、ミラー電流 laはトランジスタ M14のド レイン一ソース間をグランドノードの方向へ全て流れるようになる。なお、このときも、 引算電流 I はミラー電流 laの当該定数倍となる。
SUB
[0047] 一方、信号 I の電流値が減少した場合にはミラー電流 laも同様に減少する。このと
IN
きは、トランジスタ M14のドレイン電圧が下降してゲート電圧よりも低くなるため、ダイ オード D11はオフ状態が維持される。このとき、コンデンサ C11の作用により、トラン ジスタ M15のゲート電圧は、電流信号 I の電流値が減少する前の電圧値が保持さ
IN
れているので、引算電流 I の電流値は、電流信号 I の減少前の引算電流 I の値
SUB IN SUB
が維持される。
[0048] ピーク検出部 32は、以上のように動作することで、電流信号 I (すなわち、抽出信
IN
号 I )
IG の最大値を検出し、当該最大値の当該定数倍の引算電流 I
S SUBを得ている。 引算部 33はトランジスタ M16及び M17より構成されている。トランジスタ M16及び M17の各ゲートとトランジスタ M16のドレインとは接続されており、カレントミラーが構 成されている。ここで、 M17のドレイン ソース間を流れるミラー電流力 変調比強調 回路 21の出力である電流信号 I となる。なお、トランジスタ M16及び M17の各ソ
OUT
ースは、グランドノードに接続されている。
[0049] トランジスタ M 16のドレインには、分岐部 31のトランジスタ M 13のドレイン及びピー ク検出回路のトランジスタ M23のドレインも接続されている。ここで、トランジスタ M13 はミラー電流 lb (すなわち電流信号 I )をドレイン力も流し出し、トランジスタ M15は引
IN
算電流 I をドレインへ流し込むので、トランジスタ M16のドレインには電流信号 I か
SUB IN
ら引算電流 I を減じた電流 (I I )が流れ込む。従って、 M17のドレインーソー
SUB IN SUB
ス間を流れる電流もこの引算の結果の電流 (I I )となり、これが出力電流信号 I
UTとなる。
[0050] 引算部 33は、以上のように動作することで、電流信号 I (すなわち、抽出信号 I )
IN SIG
の最大値の当該定数倍の引算電流 I を当該電流信号 I のミラー電流 lb力 減じる
SUB IN
引算を行っている。
[0051] 次に図 9Bに示した第二の例について説明する。
図 9Bにおいて、トランジスタ M21及び M23はどちらも pMOSトランジスタであり、ト ランジスタ M23、 M24、及び M25はいずれも nMOSトランジスタである。
[0052] 分岐部 31はトランジスタ M21及び M22より構成されている。トランジスタ M21及び M22の各ソースには、電源である整流回路 12から供給される電源電圧 Vddが印加 されている。また、トランジスタ M21及び M22の各ゲートとトランジスタ M21のドレイン とが接続されており、トランジスタ M22はトランジスタ M21とカレントミラーを形成して いる、ここで、この変調比強調回路 21に入力される電流信号 I (すなわち、抽出信号
IN
I )は、トランジスタ M21のソース ドレイン間を流れるので、トランジスタ M22は、
SIG
電流信号 I の電流値に等 、ミラー電流を生成してドレイン力 流し出す。
IN
[0053] ピーク検出部 32は、オペアンプ OP21、トランジスタ M23、ダイオード D21、並びに コンデンサ C21より構成されている。ここで、オペアンプ OP21の出力がダイオード D 21のアノードに接続されている。また、オペアンプ OP21の負側入力力 ダイオード D21の力ソード、トランジスタ M23のゲート、及びコンデンサ C21の一方の端子と接 続されている。なお、トランジスタ M23のソースとコンデンサ C21の他方の端子とはグ ランドノードに接続されている。
[0054] また、引算部 33はトランジスタ M24及び M25より構成されている。トランジスタ M24 及び M25の各ゲートとトランジスタ M24のドレインとは接続されており、カレントミラー が構成されている。ここで、 M25のドレイン一ソース間を流れるミラー電流 lb力 変調 比強調回路 21の出力である電流信号 I となる。なお、トランジスタ M24及び M25
OUT
の各ソースは、グランドノードに接続されている。
[0055] 分岐部 31のトランジスタ M22のドレインは、ピーク検出部 32におけるオペアンプ O P21の正側入力及びトランジスタ M23のドレインと、引算部 33におけるトランジスタ M 24のドレインとに接続されている。ここで、オペアンプ OP21の正側入力は高インピ 一ダンスのため電流は殆ど流れ込まない。従って、トランジスタ M22がドレイン力も流 し出すミラー電流 lb (すなわち電流信号 I )の全てが、トランジスタ M23及び M24の
IN
ドレイン ソース間を流れると考えることができる。
[0056] ここで、オペアンプ OP21の正側入力には、トランジスタ M23及び M24のドレイン ソース間をミラー電流 lbが流れることによって生じる電圧 Vaが印加される。この電 圧 Vaは、ミラー電流 lbの定数倍の値である。なお、この定数は、トランジスタ M23及 び M24の特性によって定まる値である。
[0057] オペアンプ OP21の正側入力に電圧 Vaが印加されるとその負側入力よりも高電位 となるので、オペアンプ OP21の出力電圧は正となる。すると、オペアンプ OP21の出 力力も流れ出す電流はダイオード D21を通過してコンデンサ C21を充電するので、 オペアンプ OP21の負側入力の電圧は上昇する。その後、オペアンプ OP21の負側 入力の電圧が正側入力の電圧 Vaをわずかでも超過すると、オペアンプ OP21の出 力電圧は直ちに負となる。すると、ダイオード D21はオフ状態に遷移する。このときの オペアンプ OP21の負側入力の電圧 Vaはトランジスタ M23のゲートにも印加されて いるので、トランジスタ M23のドレイン ソース間をグランドノードの方向へ流す電流( 引算電流) I は、電圧 Vaの定数倍となる。なお、この定数は、トランジスタ M23の特
SUB
性によって定まる値である。
[0058] ここで、信号 I の電流値が増加するとミラー電流 lbも同様に増加する。すると、オペ
IN
アンプ OP21の正側入力に印加されている電圧 Vaが上昇して一時的にその負側入 力よりも高電位となるので、オペアンプ OP21の出力電圧は正となる。すると、ダイォ ード D11がオン状態に遷移し、オペアンプ OP21の出力力も流れ出す電流はダイォ ード D21を通過してコンデンサ C21を更に充電するので、オペアンプ OP21の負側 入力の電圧は再び上昇を開始する。その後、オペアンプ OP21の負側入力の電圧 が正側入力の電圧 Vaをわずかでも超過すると、オペアンプ OP21の出力電圧は直 ちに負となり、ダイオード D21はオフ状態に遷移する。このときも、電圧 Vaの当該定 数倍の引算電流 I は、トランジスタ M23のドレイン一ソース間をグランドノードの方
SUB
向へと流れる。
[0059] 一方、信号 I の電流値が増加した場合にはミラー電流 lbも同様に増加する。この場
IN
合には、オペアンプ OP21の正側入力に印加されている電圧 Vaは下降し、その負側 入力よりも低電位となるので、オペアンプ OP21の出力電圧は負のままである。従つ て、ダイオード D21はオフ状態が維持される。このとき、コンデンサ C21の作用により 、トランジスタ M23のゲート電圧は、電流信号 I の電流値が減少する前の電圧 Vaの
IN
値が保持されているので、引算電流 I の電流値は、電流信号 I の減少前の引算電
SUB IN
流 I の値が維持される。 [0060] ピーク検出部 32は、以上のように動作することで、電流信号 I (すなわち、抽出信
IN
号 I
SIG )の最大値を検出し、当該最大値の当該定数倍の引算電流 I
SUBを得ている。 引算部 33では、トランジスタ M24及び M25力 図 9Aに示したトランジスタ Ml 6及 び M17と同様に構成されているので、図 9Aにおける引算部 33と同様に動作する結 果、電流信号 I
IN (すなわち、抽出信号 I )
SIG の最大値の当該定数倍の引算電流 I
SUBを 当該電流信号 I のミラー電流 lb力 減じる弓
IN I算を行う。
[0061] 図 7に示した変調比強調回路 21を、図 9Aや図 9Bに示したように構成することによ り、信号データで ASK変調がされている抽出信号 I の変調比を大きくすることがで
SIG
きる。
[0062] なお、図 5に示した構成における復調回路 15を、図 6に示したように構成する代わり に、図 10に示す復調回路 15の第二の例のように、複数の変調比強調回路 21— 1、 · ··、 21— nを直列に接続して分岐部 22の前段に設けるように構成してもよい。こうす ることにより、図 7に示した変調比強調回路 21— 1、 · ··、 21— nの構成におけるピーク 検出回路 32によって検出される、抽出信号 I の最大値に対する検出誤差の許容
SIG
度を高めることができる。
[0063] 例えば、ピーク検出回路 32による抽出信号 I の最大値に対する検出誤差が ±40
SIG
%あるものとする。
ここで、まず、復調回路 15を、図 6に示した構成、すなわち変調比強調回路 21を 1 段だけ備える構成とする場合を考える。なお、この場合には、変調比強調回路 21に おける引算部 33が、ピーク検出回路 32により検出される抽出信号 I の最大値の 0.
SIG
75倍の電流値である引算電流を、元の抽出信号 I 力も引算するものとする。
SIG
[0064] この場合に、ピーク検出回路 32の検出誤差が +40%あると、引算電流の電流値が 、抽出信号 I の最大値の 1. 05 ( = 0. 75 X (1 + 0. 4) )倍となり、 1倍を超えてしまう
SIG
。このように、引算電流の電流値力 抽出信号 I の最大値の 1倍以上となってしまう
SIG
と、引算部 33の出力、すなわち変調比強調回路 21の出力は消失してしまう。
[0065] その一方、ピーク検出回路 32の検出誤差が— 40%の場合では、引算電流の電流 値力 抽出信号 I の最大値の 0. 45 ( = 0. 75 X (1 -0. 4) )倍となる。この場合、変
SIG
調比強調回路 21による抽出信号 I の変調比の改善は、 1. 8 (= 1/ (1 -0. 45) )
SIG 倍に留まることとなる。
[0066] 次に、復調回路 15を、図 7に示した構成、すなわち複数の変調比強調回路 21— 1 、 ···、 21— nを直列接続して備える構成を考える。なお、ここでは、 2つの変調比強調 回路 21を直列接続して備える構成とする。この場合には、各段の変調比強調回路 2 1における引算部 33が、ピーク検出回路 32により検出される抽出信号 I の最大値
SIG
の 0.5倍の電流値である引算電流を、元の抽出信号 I 力も引算するものとする。
SIG
[0067] この場合には、ピーク検出回路 32の検出誤差が +40%あつたとしても、各段の変 調比強調回路 21における引算電流の電流値は、抽出信号 I の最大値の 0.7( = 0
SIG
.4X (1 + 0.5))倍となり、 1倍を超えることはない。なお、この場合における、変調比 強調回路 21の直列接続による抽出信号 I の変調比の改善は、 11.1(={1/(1-
SIG
0.7)}Χ{1/(1-0.7)})倍となる。
[0068] 一方、ピーク検出回路 32の検出誤差が—40%の場合には、各段の変調比強調回 路 21における引算電流の電流値は、抽出信号 I の最大値の 0.3( = 0.5X (1-0
SIG
.4))倍となる。この場合、変調比強調回路 21の直列接続による抽出信号 I の変調
SIG
比の改善は、 2.04(={1/(1-0.3)}Χ{1/(1-0.3) })倍となり、図 6に示した 構成よりも変調比の改善の効果が高くなる。
[0069] 以上のように、複数の変調比強調回路 21— 1、 ···、 21— nを直列に接続して復調 回路 15に備えることにより、ピーク検出回路 32によって検出される、抽出信号 I の
SIG
最大値に対する検出誤差の許容度を高めながら、抽出信号 I
SIGの変調比の改善効 果を高くすることができる。
[0070] なお、複数の変調比強調回路 21— 1、 ···、 21— nを図 10のように直列に接続して 分岐部 22の前段に設けることで復調回路 15を構成する代わりに、図 11に示すような 構成を有する変調比強調回路 21を分岐部 22の前段に設けるようにして復調回路 15 を構成しても、図 10の構成と同様に、抽出信号 I の最大値に対する検出誤差の許
SIG
容度を高めることができる。
[0071] 図 11に示した復調回路 15の第三の例における変調比強調回路 21の構成を説明 する。同図における変調比強調回路 21は、分岐部 31— 1と、ピーク検出部 32— 1及 び 32— 2と、引算部 33— 1、 33— 2、及び 33— 3とより構成されている。ここで、ピー ク検出部 32— 1及び 32— 2、並びに引算部 33— 1、 33— 2、及び 33— 3の具体的な 構成は、図 9Aや図 9Bに示したピーク検出部 32及び引算部 33の構成でよい。
[0072] 分岐部 31— 1は、信号データで ASK変調がされている抽出信号 I と同一の電流
SIG
信号を生成してピーク検出部 32— 1並びに引算部 33— 1及び 33— 2へと出力する。 分岐回路 31— 1の具体的な回路構成は、例えば、図 12に示すものでよい。
[0073] 図 12の回路を説明すると、 pMOSトランジスタであるトランジスタ M30、 M31、 M3 2、及び M33の各ゲートとトランジスタ M31のドレインとが接続されており、トランジス タ M31、 M32、及び M33と、トランジスタ M30とでカレントミラーが構成されている。 また、トランジスタ M30、 M31、 M32、及び M33の各ソースには、電源である整流回 路 12から供給される電源電圧 Vddが印加される。ここで、この分岐回路 31— 1に入 力される電流信号 I (すなわち、抽出信号 I )が、トランジスタ M30のソース—ドレイ
IN SIG
ン間を流れるので、トランジスタ M31、 M32、及び M33は、電流信号 I の電流値に
IN
等しいミラー電流 I
OUT1、1
OUT2及び I
OUT3を各々生成して各ドレインカゝら流し出す。抽出 信号 I に対応するこれらのミラー電流 I 、1 、及び I 力 ピーク検出部 32—
SIG OUT1 OUT2 OUT3
1並びに引算部 33— 1及び 33— 2へと流れる。
[0074] 図 11の説明へ戻る。
ピーク検出部 32— 1は、ミラー電流 I の最大値を検出する。
OUT1
引算部 33— 1は、ピーク検出部 32— 1により検出されたミラー電流 I の最大値の
OUT1 定数倍の電流である第一の引算電流を、ミラー電流 I
OUT2力 減じる引算を行う。
[0075] 一方、引算部 33— 2は、上記の第一の引算電流をミラー電流 I 力も減じる引算を
OUT3
行う。
ピーク検出部 32— 2は、引算部 33— 1により第一の引算電流が減じられた後のミラ 一電流 I の最大値を検出する。
OUT2
[0076] 引算部 33— 3は、ピーク検出部 32— 2により検出された電流最大値の定数倍の電 流である第二の引算電流を、引算部 33— 2により上記の第一の引算電流が減じられ た後のミラー電流 I 力も更に減じる引算を行う。そして、この引算部 33— 3による引
OUT3
算の結果の電流が分岐部 22へと送られ、元の信号データの復調が行われる。
[0077] この図 11に示した変調比強調回路 21を、前述した 2段直列接続構成のものと対比 すると、図 11の回路におけるピーク検出部 32— 2は、直列接続の後段の回路におけ るピーク検出部 32に対応し、図 11の回路における引算部 33— 3は、当該後段の回 路における引算部 33に対応する。また、図 11の回路における分岐部 31— 1及びピ ーク検出部 32— 1と、引算部 33— 1及び 33— 2のうちのどちらか一方で、直列接続 の前段の回路と同様の構成となる。つまり、図 11の回路は、当該後段の回路におけ るピーク検出部 32及び引算部 33の各々への入力となる電流信号を得るために、分 岐部 31及びピーク検出部 32は共用して引算部 33のみを 2つ設けることで当該前段 の回路を別個に構成したものである。従って、図 11に示した変調比強調回路 21は、 前述した 2段直列接続構成のものと同様に動作するので、抽出信号 I の最大値に
SIG
対する検出誤差の許容度を高めながら、抽出信号 I
SIGの変調比の改善効果を高くす ることがでさる。
[0078] 以上のように、抽出信号 I の最大値に対する検出誤差、言い換えれば引算電流
SIG
の電流値のばらつき力 変調比強調回路 21の動作に与える影響は大きなものがある 。そこで、次に、引算電流の電流値の制御について説明する。
[0079] 図 13Aに示すように、変調比強調回路 21に入力される抽出信号に対し、引算電流 力 S小さ過ぎる場合には、変調比強調回路 21の出力信号は、図 13Bに示すものとなり 、抽出信号の変調比の改善効果は少ない。一方で、図 13Cに示すように、変調比強 調回路 21に入力される抽出信号に対し、引算電流が大き過ぎ、抽出信号の最大値 よりも大きい場合には、変調比強調回路 21の出力信号は、図 13Dに示すように、ゼ 口となってしまう。これに対し、図 13Eに示すように、変調比強調回路 21に入力される 抽出信号に対し、引算電流の電流値が適切な場合には、変調比強調回路 21の出 力信号は、図 13Fに示すものとなり、顕著な変調比の改善効果が得られる。つまり、 変調比強調回路 21の出力信号波形が、図 13Fに近い状態となるように引算電流の 電流値を制御すれば、抽出信号の変調比の改善効果を良好なものとすることができ る。
[0080] 図 14について説明する。同図は、復調回路 15の第四の例を示している。
図 14において、変調比強調回路 41は、今までに説明した変調比強調回路 41と同 様、信号データで ASK変調がされている抽出信号 I の変調比を大きくする機能を 有する回路であるが、後述するように、その構成が若干異なっている。
[0081] 引算電流量制御部 42は、抽出信号 I の最大値と、当該最大値の定数倍の電流
SIG
である引算電流を抽出信号 I 力 減じられた後の電流の最大値との大小比較の結
SIG
果に基づいて、当該引算電流の量を制御するものである。
[0082] なお、分岐部 22、平均値検出部 23、比較部 24、及びバッファ 25は、図 6に示した 復調回路 15の第一の例と同様のものである。
次に図 15について説明する。同図は、図 14に示した変調比強調回路 41及び引算 電流量制御部 42の具体的な回路構成例を示している。
[0083] 図 14において、トランジスタ Ml l、 M12、及び M13は pMOSトランジスタであり、ト ランジスタ M14、 M15、 M16、 M17、 M40、 M41、 M42— 1、…ゝ M42— nは nM
OSトランジスタである。
[0084] 図 14において、トランジスタ Ml l、 M12、及び M13により、図 9Aに示した分岐部 3 1と同一の回路が構成されている。従って、トランジスタ Ml 2及び Ml 3は、電流信号 I (すなわち、抽出信号 I )の電流値に等 、ミラー電流 la及び lbを各々生成して各
IN SIG
ドレイン力 流し出す。
[0085] また、図 14において、トランジスタ M14及び M15、ダイオード Dl l、並びにコンデ ンサ C11により、図 9Aに示したピーク検出部 32と同一の回路が構成されている。従 つて、これらの構成により、電流信号 I
IN (すなわち、抽出信号 I
SIG )の最大値が検出さ れ、当該最大値の当該定数倍の引算電流 I
SUBが得られる。
[0086] 更に、図 14において、トランジスタ M16及び M17により、図 9Aに示した引算部 33 と同一の回路が構成されている。従って、これらの構成により、電流信号 I (すなわち
IN
、抽出信号 I )の最大値の当該定数倍の引算電流 I を当該電流信号 I のミラー
SIG SUB IN
電流 lb力 減じる弓 I算が行われる。
[0087] トランジスタ M40はその特性をトランジスタ M15と揃えてある。ここで、トランジスタ M40及び M15の各ゲートは接続されており、各ソースは共にグランドノードに接続さ れている。従って、トランジスタ M40のドレイン一ソース間には、 C11の作用によって 保持されているゲート電圧に対応する電流、すなわち、トランジスタ M40のドレイン一 ソース間を流れる引算電流 I と同一量の電流が流れる。 [0088] また、トランジスタ M41は、トランジスタ M16及び M41の各ゲートとトランジスタ Ml 6のドレインとは接続されており、カレントミラーが構成されている。ここで、トランジスタ M16のドレインには電流信号 I 力も引算電流 I が減じられた電流 (I I 、すな
IN SUB IN SUB
わち、変調比強調回路 41の出力信号 I )が流れ込むので、 M41のドレインーソー
OUT
ス間を流れる電流もこの引算の結果の電流である出力信号 I
OUTが流れる。なお、トラ ンジスタ M 16及び M41の各ソースは、グランドノードに接続されて 、る。
[0089] M41のドレインから出力される出力信号 I は、ピーク検出部 61に入力される。ピ
OUT
ーク検出部 61は、この出力信号 I (電流信号 I 力も引算電流 I が減じられた後
OUT IN SUB
の電流)の電流最大値を検出して出力する。なお、ピーク検出部 61の具体的な回路 構成は、例えば図 9Aに示したピーク検出部 32と同様のものでよい。
[0090] 比較器 62は、トランジスタ M40のドレイン ソース間を流れる引算電流 I と、ピー
SUB
ク検出部 61により検出された出力信号 I の電流最大値との大小比較を行う。
OUT
論理制御部 63は、比較器 62による当該大小比較の結果に基づ 、て I算電流 I
SUB
の電流量の制御を行う。
[0091] ここで図 16について説明する。同図は、論理制御部 63の具体的な回路構成例を 示している。なお、同図において、クロック入力には所定の周波数のクロックパルスが 入力される。
[0092] 図 16において、比較器 62の比較結果はフリップフロップ 71に入力される。なお、比 較器 62は、引算電流 I よりも出力信号 I の電流最大値の方が小さい場合には「
SUB OUT
L」レベルを出力し、引算電流 I よりも出力信号 I の電流最大値の方が大きい場
SUB OUT
合には「H」レベルを出力するものとする。
[0093] フリップフロップ 71は、クロック入力が立ち上がると、そのときに比較部 62から入力 されていた比較結果を出力する。出力された比較結果は、 2入力の NAND回路 72 の一方の入力に送られると共に、インバータ 73を介して 2入力の NAND回路 74の一 方の入力にも送られる。なお、 NAND回路 72及び 74のもう一方の入力には、フリツ プフロップ 71へ入力されているものと同一のクロックが入力されている。
[0094] アップダウンカウンタ 75は、比較器 62による大小比較の結果に応じてカウントアツ プ若しくはカウントダウンを行う。 NAND回路 72の出力はアップダウンカウンタ 75のアップ入力と接続されており、 N AND回路 74の出力はアップダウンカウンタ 75のダウン入力と接続されている。アツ プダウンカウンタ 75はシフトレジスタであり、アップ入力にカウントパルスが入力される 度に 1ビットずつデータの左シフト (但し、最右ビットには「1」を代入)を行い、ダウン入 力にカウントパルスが入力される度に 1ずつ右シフト(但し、最左ビットには「0」を代入 )を行う。アップダウンカウンタ 75からはレジスタの内容が桁毎に出力され、これが制 御信号出力となる。
[0095] 論理処理部 63は以上のように構成されて 、る。従って、比較部 62からフリップフロ ップ 71へ「L」レベルが入力されている期間、すなわち、引算電流 I よりも出力信号
SUB
I の電流最大値の方が小さ 、期間では、クロックパルスの入力に応じてアップダウ
OUT
ンカウンタ 75のダウン入力にカウントパルスが入力されるので、制御信号出力は、「L 」レベルのものが徐々に多くなる。一方、比較部 62からフリップフロップ 71へ「H」レべ ルが入力されている期間、すなわち、引算電流 I よりも出力信号 I の電流最大値
SUB OUT
の方が大きい期間では、クロックパルスの入力に応じてアップダウンカウンタ 75のアツ プ入力にカウントパルスが入力されるので、制御信号出力は、「H」レベルのものが徐 々に多くなる。
[0096] 図 15の説明へ戻る。
スィッチ 51— 1、 51— 2、…ゝ 51— n及び 52— 1、 52— 2、…ゝ 52— n、インバータ 5 3— 1、 53— 2、 · ··、 53— n、並びにトランジスタ 42—、 42— 2、 · ··、 42— ηίま、アップ ダウンカウンタ 75でのカウント値に応じて引算電流 I の量を変化させる引算部を構
SUB
成している。
[0097] 論理処理部 63からの制御信号出力(すなわちアップダウンカウンタ 75からの出力) は、スィッチ 51— 1、 51 - 2, · ··、 51— nの開閉制御端子に各々送られると共に、イン ノ ータ 53— 1、 53— 2、…ゝ 53— nを介してスィッチ 52— 1、 52— 2、…ゝ 52— nの開 閉制御端子にも送られる。スィッチ 51— 1、 51 - 2, · ··、 51— nはそれぞれスィッチ 5 2—1、 52- 2, · ··、 52— nと直列接続されてトランジスタ M15のゲートとグランドノー ドとの間に挿入されている。
[0098] スィッチ 51— 1、 51— 2、 · ··、 51—nとスィッチ 52— 1、 52— 2、 · ··、 52— nとの各接 続点には、トランジスタ M42—l、 M42— 2、 · ··、 M42— nの各ゲートがそれぞれ接 続されている。なお、トランジスタ M42—l、 M42— 2、 · ··、 M42— nの各ドレインはト ランジスタ M15のドレインと接続されており、トランジスタ M42—l、 M42— 2、 · ··、 M 42— nの各ソースはグランドノードに接続されている。
[0099] 今、論理制御部 63からスィッチ 51— 1の開閉制御端子へ「L」レベルの信号が送ら れてきている場合を考える。このときは、インバータ 53— 1を考慮すると、スィッチ 51 —1の開閉制御端子には「H」レベルの信号が送られてきていることになる。この場合 、スィッチ 51—1は開放状態となり、スィッチ 52— 1は短絡状態となる。このとき、トラ ンジスタ M42— 1のゲート電圧はグランド電位となるので、トランジスタ M42— 1はォ フ状態となり、ドレイン ソース間を電流が流れない。
[0100] 次に、論理制御部 63からスィッチ 51— 1の開閉制御端子へ「H」レベルの信号が送 られてきている場合を考える。このときは、インバータ 53— 1を考慮すると、スィッチ 51 —1の開閉制御端子には「L」レベルの信号が送られてきていることになる。この場合 、スィッチ 51—1は短絡状態となり、スィッチ 52— 1は開放状態となる。このとき、トラ ンジスタ M42— 1のゲート電圧はトランジスタ M15のゲート電圧に等しくなる。すると この場合、トランジスタ M42— 1はオン状態となり、ドレイン ソース間を電流が流れ ることとなる。つまり、図 15に示した引算電流 I は、トランジスタ M15及びM42—l
SUB
の両者のドレイン ソース間を流れる電流の和となり、増加する。
[0101] スィッチ 51— 2、…ゝ 51— n及び 52— 2、…ゝ 52— n、インバータ 53— 2、…ゝ 53— n、並びにトランジスタ 42— 2、 · ··、 42— nの各組み合わせも、上述したスィッチ 51— 1及び 52—1、インバータ 53— 1、並びにトランジスタ 42—1の組み合わせの回路と 同様に動作する。従って、論理処理部 63の制御信号出力において、「L」レベルのも のが徐々に多くなる期間、すなわち、引算電流 I よりも出力信号 I の電流最大値
SUB OUT
の方が小さい期間では、トランジスタ 42—1、 42- 2, · ··、 42— nのうち、オフ状態と なるものが徐々に増加するので、引算電流 I を徐々に減少させる。一方、論理処理
SUB
部 63の制御信号出力において、「H」レベルのものが徐々に多くなる期間、すなわち 、引算電流 I よりも出力信号 I の電流最大値の方が大きい期間では、トランジス
SUB OUT
タ 42— 1、 42— 2、 · ··、 42 nのうち、才ン状態となるもの力 S徐々に増カロするので、引 算電流 I が徐々に増加させる。
SUB
[0102] 以上のように、図 15に示した回路では、引算電流量制御部 42が、引算電流 I より
SUB
も、電流信号 I 力 引算電流 I )の
IN SUBが減じられた電流 (すなわち出力信号 I
OUT 最大 値の方が小さい場合には引算電流 I の量を小さくする。一方、引算電流 I よりも、
SUB SUB
電流信号 I 力 引算電流 I が減じられた電流の最大値の方が大きい場合には引
IN SUB
算電流 I の量を大きくする制御を行う。この結果、変調比強調回路 21の出力信号 I
SUB
が図 3Bや図 3Dのような状態になることはなく、図 13Fに近い状態となるので、抽
OUT
出信号 I の
SIG 変調比の改善効果を良好なものとなる。
[0103] 以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定さ れることなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良 ·変更が可能である。 例えば、上述した形態では、各トランジスタとして MOSトランジスタ(MOSFET)を 使用したが、その代わりに、 MES (Metal Semiconductor ) FETや MIS (Metal Insulat or Semiconductor ) FET、あるいはバイポーラトランジスタを使用して復調回路 15を 構成することも可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 信号データで振幅偏移変調がされている電流信号の変調比を大きくする変調比強 調部と、
前記変調比強調部が変調比を大きくした前記電流信号から前記信号データを復調 する復調部と、
を有することを特徴とする復調回路。
[2] 前記変調比強調部は、
前記電流信号の最大値を検出する最大値検出部と、
前記最大値の定数倍の電流である弓 I算電流を前記電流信号から減じる引算部と、 を有することを特徴とする請求項 1に記載の復調回路。
[3] 前記変調比強調部は、前記電流信号に対応するミラー電流を生成するカレントミラ 一を更に有し、
前記引算部は、前記ミラー電流から前記弓 I算電流を減じる、
ことを特徴とする請求項 2に記載の復調回路。
[4] 前記変調比強調部を複数有しており、当該変調比強調部が直列に接続されている ことを特徴とする請求項 1に記載の復調回路。
[5] 前記変調比強調部は、
前記電流信号に対応する第一、第二、及び第三のミラー電流を生成するカレントミ ラーと、
前記第一のミラー電流の最大値を検出する第一の最大値検出部と、
前記第一の最大値検出部により検出された前記第一のミラー電流の最大値の定数 倍の電流である第一の引算電流を前記第二のミラー電流力 減じる第一の引算部と 前記第一の引算電流を前記第三のミラー電流力 減じる第二の引算部と、 前記第一の引算部により前記第一の引算電流が減じられた後の電流の最大値を 検出する第二の最大値検出部と、
前記第二の最大値検出部により検出された前記最大値の定数倍の電流である第 二の引算電流を、前記第二の引算部により前記第一の引算電流が減じられた後の 電流から更に減じる第三の引算部と、
を有し、
前記復調部は、前記第三の引算部により減じられた後の電流から前記信号データ を復調する、
ことを特徴とする請求項 1に記載の復調回路。
[6] 前記引算電流と前記引算部により減じられた後の電流の最大値との大小比較の結 果に基づ 、て、当該引算電流の量を制御する弓 I算電流量制御部を更に有すること を特徴とする請求項 2に記載の復調回路。
[7] 前記引算電流量制御部は、前記引算電流よりも前記引算部により減じられた後の 電流の最大値の方が小さい場合には当該引算電流の量を小さくし、前記引算電流よ りも前記引算部により減じられた後の電流の最大値の方が大きい場合には当該引算 電流の量を大きくする制御を行うことを特徴とする請求項 6に記載の復調回路。
[8] 前記弓 I算電流量制御部は、
前記引算部により減じられた後の電流の最大値を検出する引算後電流最大値検 出部と、
前記引算電流と前記引算後電流最大値検出部により検出された前記最大値との 大小比較を行う比較器と、
前記比較器による大小比較の結果に応じてカウントアップ若しくはカウントダウンを 行うアップダウンカウンタと、
を有し、
前記引算部は、前記アップダウンカウンタでのカウント値に応じて前記引算電流の 量を変化させる、
ことを特徴とする請求項 6に記載の復調回路。
[9] 請求項 1から 8までのうちのいずれか 1項に記載の復調回路を備えていることを特徴 とする RFIDタグ。
[10] 請求項 1から 8までのうちのいずれか 1項に記載の復調回路を備えていることを特徴 とする非接触 ICカード。
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