WO2012140169A1 - Procede, circuit et dispositif de communication sans contact a emission activee - Google Patents

Procede, circuit et dispositif de communication sans contact a emission activee Download PDF

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WO2012140169A1
WO2012140169A1 PCT/EP2012/056726 EP2012056726W WO2012140169A1 WO 2012140169 A1 WO2012140169 A1 WO 2012140169A1 EP 2012056726 W EP2012056726 W EP 2012056726W WO 2012140169 A1 WO2012140169 A1 WO 2012140169A1
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antenna
receiving
signal
circuit according
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PCT/EP2012/056726
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Inventor
Jean-Paul Caruana
Christophe Buton
Grégory CAPOMAGGIO
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Gemalto Sa
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/028—Spatial transmit diversity using a single antenna at the transmitter
    • 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
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details

Definitions

  • the invention relates to an activated contactless communication method and to a circuit and device for implementation. It aims to specify the characteristics of signals, antennas and the principle of this new way of using contactless technology.
  • the radiofrequency communication is in principle short-range and performed by coupling and electromagnetic induction range of the order of 0.01 or 1 m.
  • memory cards such as type SD (from the company Sandisk).
  • Such cards are currently used in a mobile phone card interface to perform a transaction type contactless in particular meet the ISO / IEC 14443 or 15693, since these phones have no contactless interfaces output of factory.
  • the current ISO / IEC 14443 and NFC technology which stands for Near Field Communication, is based on a principle of retro-modulation of a signal emitted by a reader.
  • a certain amount of electromagnetic field supplied by a reader must be modulated by the proximity contactless chip object also called PICC (acronym for Proximity Integrated Circuit Card).
  • PICC proximity contactless chip object
  • an amplitude Minimum field strength is required to be modulated by the object.
  • This modulation of the reader carrier must generate two sidebands with an amplitude of at least 22 / H 0 ' 5 . To fulfill this condition, it is necessary to have a minimum of coupling between the reader and the object. The coupling factor is directly dependent on the surfaces of the reader antenna and that of the contactless object.
  • the surface of the radiofrequency antenna is radically too small.
  • this kind of object is intended to be incorporated in a host device such as a mobile phone. This last operation further reduces the coupling of the object without contact with the reader because of the metallic environment of the phone.
  • EP1801741 (B1) discloses a method for generating a clean electromagnetic field by a portable data carrier (transponder), in which the transmission of data to a reader is effected in an activated communication mode and in which the transmission The electromagnetic field of the object is seen by the reader as a modulation of the reader's field.
  • the patent application EP 1 898 342 describes a radio frequency transponder used in an inventory control system implementing several transponders. It includes a first antenna circuit for reception, a second circuit antenna for the broadcast. The transmission signal is derived from the reception frequency received by the receiving antenna.
  • the transponder transmits information by modulating a transmission harmonic frequency derived from the carrier frequency of a reader.
  • This harmonic frequency is a multiple of the carrier frequency without being synchronized with the carrier frequency.
  • Patent EP 0 926 855 describes a radio frequency communication transponder powered by a battery. It comprises a circuit capable of switching from a reception mode to a transmission mode and vice versa.
  • the transponder comprises a circuit with a microprocessor, a single capacitor and a single antenna and tilting means for forming a parallel LC receiving circuit or an LC serial transmission circuit according to the tilted communication mode.
  • the transponder responds by modulating an external drive field with which it is coupled.
  • the object of the invention is to find an easier and more advantageous solution to the problem of coupling between a reader and a small object.
  • the invention proposes to solve this coupling problem by independently generating the reader at least one of the two sidebands for the reader to detect the backmodulation signal from the contactless object (PICC).
  • the circuit of the invention returns a carrier signal modulated by the charge modulation response signal of the contactless object; Preferably, the modulation of this carrier signal is amplified to power a transmitting antenna.
  • the invention provides in particular for generating or extracting a communication carrier frequency from the field of a reader received on a receiving antenna of data of the contactless object and to transmit a response by a modulation of this carrier reinjected into a transmission stage comprising a separate transmitting antenna.
  • the object of the invention is therefore an activated contactless communication circuit comprising means for receiving and transmitting an electromagnetic field conveying data, a first resonant circuit with a first antenna for receiving data. and a second resonant circuit with a second antenna for transmitting data, said first and second resonant circuits being distinct from each other;
  • the circuit is distinguished in that said emission is carried out at a frequency synchronized in phase with the frequency of the receiving electromagnetic field.
  • the transmitting means (17) synchronized are configured to modulate a carrier signal derived or extracted from an electromagnetic field for receiving data;
  • the circuit is configured to communicate in accordance with at least one of ISO / IEC 14443 or 15693 or 18092.
  • the circuit comprises a contactless chip and a transmission matching stage configured to amplify a response signal of the chip before injection into said second transmitting antenna;
  • the matching stage performs an AND logic function to combine a carrier signal and a response signal prior to amplification
  • Said antennas are arranged between them so that their mutual inductance is minimized, in particular by a spacing or attenuator;
  • their mutual inductance vanishes at least in part so as to have a negligible current induction in the receiving antenna caused by the transmitting antenna;
  • the antennas may partially overlap each other in order to annihilate overall the current induced in the receiving antenna by the transmitting antenna;
  • the antenna arrangement makes it possible to minimize a coupling interaction between the antennas, responsible for mutual or mutual disturbances.
  • An active current produced in the receiving antenna induces a signal in the receiving antenna; This arrangement avoids a processing step and / or electronic filters that could be used alternately with this preferred arrangement;
  • the receiving antenna is part of a parallel resonance circuit and / or the transmitting antenna is part of a series resonance circuit;
  • the parallel resonance of the reception circuit allows an increase in the voltage collected by the antenna, which is an advantage for the detection of data, whereas the series resonance of the transmission circuit makes it possible to inject a strong current into the coil. emission despite a low operating voltage which is particularly the case of a micro SD card;
  • the circuit comprises a contactless chip for receiving a reception signal and a reception adaptation stage for adapting the reception signal to the characteristics of the chip;
  • the reception matching stage may be configured to extract a synchronized carrier signal from the reception signal;
  • the circuit is integrated in or constitutes an object having a form factor of an integrated circuit card or very reduced such as a micro SD card or other component.
  • the circuit may have at least one connector corresponding to that of an object configured to connect a host device;
  • devices devoid of non-contact function can be provided with the invention.
  • the circuit is arranged to disable the first resonant circuit with a first antenna while the second resonant circuit with a second antenna is active and vice versa;
  • the circuit comprises a PLL phase locked loop for artificially retaining the clock of the incident field when the parallel resonant circuit is decoupled;
  • the first and second antennas can form a single antenna
  • the tuning frequencies of the resonant circuits in reception and in transmission are substantially different and respectively centered on 13.56 MHz and 14.4 MHz.
  • the subject of the invention is also an activated contactless communication method comprising steps for receiving and transmitting an electromagnetic field conveying data, the data receiving step being performed by a first resonant circuit with a first antenna and the data transmission step being performed by a second resonant circuit with a second antenna, said first and second resonant circuits being distinct from each other;
  • the method is distinguished in that said emission is carried out at a frequency synchronized in phase with the frequency of the receiving electromagnetic field.
  • the invention a good coupling is achieved between a reader and an object of the PICC type (SD card); In addition, it is easy to implement with minimal modification;
  • the invention applies in particular to any conventional dual interface chip (with or without oscillator).
  • FIG. 1 illustrates an SD card comprising the circuit according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 illustrates a more detailed view of the RF radio frequency circuit of the preceding figure
  • FIG. 3A illustrates a first embodiment of a reception stage of FIG. 2;
  • FIG. 3B illustrates a second embodiment of a reception stage of FIG. 2
  • FIG. 4 illustrates an embodiment of an emission stage of FIG. 2
  • FIG. 5 and 6 illustrate a receiving antenna arranged with respect to a micro SD card and equivalent circuit values of the antenna
  • FIG. 7 illustrates the level of modulation by the radiofrequency component SE (5)
  • FIG. 8 illustrates a filter for extracting the response signal of component 5 from the carrier of the preceding figure
  • FIG. 9 illustrates a combination circuit of the carrier and the response signal alone
  • FIG. 10 illustrates an LC circuit relating to the transmitting antenna
  • FIG. 11 illustrates values of the reactances X L and X c from inductance and capacitance respectively as a function of frequency
  • Figure 12 illustrates an arrangement of a transmit antenna with respect to a micro SD card and an arrangement of the two antennas therebetween.
  • FIG. 13 illustrates an embodiment of the invention in which the reception and transmission interfaces are operational in turn and which uses particular transmitter electromagnetic field generation means synchronized with the reception field of a reader .
  • Activated communication means contactless communication in which the response of a transponder is effected by emitting an electromagnetic field specific to the transponder, preferably amplified. This show is in obtained by the emission at a given power of a carrier signal modulated by a transponder signal.
  • the power of the amplification and / or operation of the transceiver transceiver is preferably provided by an external power source distinct from the reader.
  • the communication or the contactless circuit is in accordance with ISO / IEC 14443 and / or ISO / IEC 15693 or any other protocol based on an excitation frequency of the electromagnetic field at 13.56 MHz.
  • the circuit is powered by a power source.
  • Figure 1 is shown schematically an embodiment of a contactless communication circuit 1 according to the invention equipping a memory card 1A.
  • any other communicating object can be equipped with it, for example, USB key, PCMCIA card ... phone, PDA, computer.
  • the object may or may not be removable relative to a host device or be fixed permanently including soldered on a printed circuit board.
  • the circuit or object may optionally provide external antenna connections rather than support them.
  • the memory card 1 comprises in known manner contact pads 2, a microcontroller 3, a mass memory 4 (NA D) connected to the microcontroller.
  • the card further comprises a communication processing element 5; It is preferably of the dual interface type (configured to handle a contact type communication, for example ISO 7816-3 and non-contact ISO-14443 (SE)); This component or element 5 (SE) is preferably secure as an integrated circuit chip known from the field of the smart card; It may be provided, if necessary cryptographic and / or anti-fraud, anti-extrusion, etc..
  • the component SE is connected to the microcontroller 3 by an input / output port;
  • the security component SE is connected to an active CL interface circuit 6; This component 6 receives two antennas 7, 8, respectively receiving and transmitting.
  • the invention comprises additional RF means 6, 7, 8 added to the non-contact element SE to compensate for the particularly small size of the antenna since housed in a micro SD or mini SD card or in an object of substantially equivalent size.
  • the transmission means 5, 6, 7, 8 are configured to modulate a carrier signal 25.
  • This carrier signal is here preferably derived or extracted from the magnetic field received from an external reader.
  • the radio frequency circuit 6 performs functional activities for receiving and transmitting the electromagnetic field below; It notably captures the external RF radio frequency field from a contactless reader to, if necessary, make it compatible with the secure component SE (voltage, etc.); It amplifies the response of the secure element SE intended to be listened to by the external reader.
  • Figure 2 further describes the SE component (5) and its links.
  • the circuit SE of this mode comprises means of connection to an external source of energy.
  • the component SE comprises a contact interface, for example according to the ISO-7816 standard symbolized by a bundle of connections 9; it comprises a supply pad Vcc, and pads La, Lb respectively connected to an active interface 6 and ground.
  • the component SE is configured to modulate an impedance load in response to a reception of the contactless frames received on its pads La, Lb.
  • the active interface 6 comprises a circuit 16 for conditioning the reception signal SRE and a circuit 17 generating pulses for transmitting a transmission signal SEE. Each circuit 16, 17 is connected to the pad (La) of the treatment component 5.
  • the transmission means 5, 17 are configured to modulate a carrier signal.
  • the carrier signal preferably results from a derivation or extraction of the received magnetic field SRE.
  • the method comprises a step of receiving the carrier frequency generated by the reader;
  • the carrier frequency is received by a dedicated receiving antenna 7.
  • the antenna 7 actually receives the electromagnetic field emitted by the reader comprising the modulated carrier frequency.
  • the frequency is in the example of 13.56 MHz but it could be quite different depending on the type of communication or protocol relying on this frequency of 13.56 MHz short or medium range lower including 10 m, 1 m or 0, 1 m or even close to 0.
  • the invention does not exclude generating a carrier signal otherwise, for example from a clock signal or internal signal of a host device or the object.
  • This reception step also aims to collect the data sent by the reader to the contactless object.
  • An electronic stage comprising a dedicated reception circuit can be developed for this purpose in particular to adapt the voltage.
  • the method can also implement an adaptation step through a reception adaptation stage (16) to adapt the reception signal SRE to the chip 5;
  • the process can cumulatively or alternatively perform in this stage an extraction of a synchronized carrier signal 25 of the reception signal SRE.
  • FIG. 3A is illustrated a first detailed embodiment 16B of the stage 16.
  • the reception stage 16A comprises the reception antenna 7 here connected to the 'La' pad of the chip via a reception circuit described below. after.
  • the signal received by this antenna can be amplified before extraction of the clock signal corresponding to the signal of the carrier;
  • the circuit comprises an amplifier 30 connected to the antenna and at the output of this amplifier is connected a clock extractor 31;
  • the clock signal obtained at the output of the extractor is sent via a link (K) to a generator circuit or transmission adaptation stage 17 detailed in FIG.
  • the output of the clock extractor 31 is also connected to a logic circuit 35 performing an "AND" function.
  • the stage 16A here also comprises a demodulator 32a receiving the reception signal SRE amplified by the amplifier 30 connected to a comparison circuit 33a for comparing the demodulated signal obtained with a reference voltage (TR). Then, the output signal of the comparator 33a is combined with the clock signal 25 from the clock extractor 31 at a component 35 performing a logic 'AND' function; A first branch of the output of the component 35 can pass through an amplifier 36 before being injected into the pad 'La' of the chip 5.
  • a second branch of the output of the component 35 can pass through an inverter and then an amplifier 36 before being connected to the pad 'Lb' of the chip.
  • FIG. 3B is illustrated a second embodiment 16B of this stage 16 and in which the component 5 used is still a chip with dual contact and contactless interface (combi).
  • the same numbers from one figure to another represent identical or substantially similar elements.
  • the clock extraction circuit 31 also connects to a phase shifter 34 before acting on the analog / digital converter 32b.
  • the stage or reception circuit 16B is firstly connected to the receiving antenna 7 connected here to the pad 'La' of the chip.
  • the circuit 16B may comprise a capacitor 13 disposed across the pads' La 'and A Lb' of the chip. This ability makes it possible to have a good quality factor.
  • the resonant circuit of the receiving antenna is realized on the principle of a parallel circuit.
  • the demodulator 32a is replaced by an analog / digital converter 32b
  • the comparator 33a is replaced by a digital comparator 33b with a reference digital value (DR) and the pad A Lb 'is connected to the mass instead of receiving the "AND" circuit output signal inverted and amplified respectively by an inverter 37 and an amplifier 36.
  • DR reference digital value
  • this circuit comprises a phase shifter 34 on an output branch of the clock extractor 31. This phase shifter then connects to the analog / digital converter 32b.
  • stages 16A or 16B each make it possible to extract the clock signal 25 and to adapt the signal to the chip 5.
  • the carrier signal is directed to the RF input of the Combi chip 5.
  • An additional capacitor 18 may be added to the interface to adapt the input impedance.
  • the electronic stages 16A and 16B operate as follows:
  • the signal SRE received by the antenna 7 may be quite small given the small coupling surface of the antenna 7 in a support such as a mini SD card.
  • This signal is amplified by the amplifier 30 before being demodulated by the demodulator 32a or analog / digital converter 32b;
  • a useful signal extracted and calibrated by the comparator is combined by the (AND) gate 35 with the clock signal extracted by the clock extractor 31.
  • the refurbished radiofrequency signal is injected into the component 5 having previously been amplified in differential mode by virtue of the inverter 37 and the amplifiers 36.
  • the power supply Vcc of the ISO 7816 contact-side chip can be deactivated by a suitable circuit (not shown) during the presence of an electromagnetic field SRE.
  • This last circuit can be included in the circuit 16A or 16B. Actuation can be manual.
  • the latter may preferably have their components (30, 36, 32a %) supplied with voltage by a power supply coming from the contacts 2 in connection with a host device.
  • Circuit 16B operates substantially the same; However, the phase shifter 34 makes it possible to adjust the triggering of acquisition of the radio frequency signal in a precise manner in order to convert the envelope of the signal received into a digital signal by the converter 32b.
  • the chip "Combi" 5 can be powered by its contact pads ISO / IEC 7816 Vdd and Vss and may or may not use energy that is provided by the field according to the use and electronic assembly of the invention.
  • the chip may also be powered by a voltage that would be generated in the image of the RF field or by the circuit 16 itself which would be powered by the contacts 2 of a host device.
  • the advantage of the latter option is for the component 5 to see its power managed by the stage 16 according to the presence or absence of the field and if necessary to reset the chip 5.
  • the voltage amplitude VLab is at least 3.3 Vpp (peak-peak volts). This value is necessary for the example chip to detect the 13.56 MHz clock and extract data from the reader.
  • the following table shows the voltage required by two current chips Philips P5CD072 Philips / NXP or Infineon 66CLX800 to detect the clock and data from outside field.
  • the size of the receiving antenna 7 is as wide as possible within the limit of the available surface area in the object. In the context of a surface available on a micro SD card, the results below have been retained.
  • the inductor is preferably selected to be tuned by a small additional capacitor to limit the size of the capacitor.
  • the receiving antenna may for example have a surface 5 x 5 mm 2 and comprise 4 to 6 turns.
  • the antenna can be set to 13.56 MHz with a quality factor Q of 10.
  • a parallel circuit can be selected to obtain a maximum voltage across the antenna circuit. The following antenna characteristics were selected with the equivalent circuit of Figure 6 with L: 663 nH and R: 1.59 ⁇ ; C not applicable.
  • the expected voltage with this antenna is greater than lVpp (peak-to-peak volt).
  • the minimum field creates a voltage greater than 1Vpp, not enough to allow the combi chip 5 to detect the signal. Therefore, in the exemplary embodiment with a micro SD card, an amplification stage is preferably introduced. This amplification stage for receiving the clock is here greater than 10 dB, the voltage gain being equal to 3. This amplification may not be necessary in other circumstances or for other chips.
  • the output level of the conditioning stage 16 is between 3 Vpp and 14 Vpp.
  • the gain can be between 5 and 20dB.
  • the power failure of the chip or the RESET function can also be triggered by any means, such as a switch in the host device or on the power supply circuit of the chip.
  • the chip automatically resets when it is turned on.
  • the combi chip 5 when the combi chip 5 receives the carrier signal (or the carrier) as well as the data signal, through its La / Lb pads, it generates a charge modulation signal so that to transmit a response to the device or terminal in communication relation with it.
  • the amplitude of the modulation signal Vmod is here about half of the amplitude of the carrier VLAB when the capacitor is well adapted.
  • a capacitor from 10 to 60pF across the points La, Lb of the chip can be used for this purpose. This value may vary depending on the type of chip.
  • the voltages VLAB and Vmod equal to 3.3 volts peak-peak and 1.6 volts peak-peak are obtained.
  • the simplest is to use this signal as it stands and then, preferably, to amplify it in a high power amplification stage before injecting the signal into an adaptation circuit or activation circuit. the transmission 17 before the transmitting antenna 8.
  • Various amplification means known to those skilled in the art can be used.
  • the carrier signal for the transmission is deleted in order to preserve the digital data 25.
  • a low-pass filter 27 of FIG. 8 it is possible to use for example a low-pass filter 27 of FIG. 8.
  • a 100% modulation is preferably performed by combining the data signal with a carrier at 13.56 MHz. This can be done using the logic (AND) gate 38 or an amplifier buffer 42 or a transistor arrangement performing the same function. After power amplification, the obtained signal 29 is used to power the output antenna 8.
  • the invention provides for amplifying the signal and the carrier only when there is an answer signal.
  • the useful signal 29 is amplified when the data signal is at a high level.
  • the matching stage 17 comprises an "AND" logic gate 38 or equivalent circuit for combining a carrier signal 26 (FIG. 9) and a response or transmission signal of the front chip. amplification.
  • the lug 1 'of the chip 5 is connected to a demodulator 39 (which may be of the same type as the circuit 27 or 32a) to receive a modulated response signal of the chip 5; Then, the output of the demodulator 39 connects a comparator 41 which compares the received voltage level to a reference voltage level (TRE) in order to digitize the wanted signal.
  • the output of the comparator 41 carrying the useful response signal of the chip 26 is connected to one of the inputs of the component 38 performing the function ⁇ ⁇ ' logic for combining the carrier signal 25 with the response signal 26 of the chip.
  • the carrier 25 comes from the point K of the reception and extraction matching stage 16A or 16B;
  • the carrier is injected via a link to the other input pad of the component 38 performing the logic function ⁇ ⁇ ';
  • the clock signal is preferably phase shifted by a phase shifter 40 so as to synchronize or optimally clock the clock signals with the carrier of the radio frequency signal generated by a reader device to produce maximum back-modulation.
  • the transmission frequency of the circuit of the invention is synchronized in phase with the frequency of the field emitted by the reader.
  • the circuit 17 preferably comprises a buffer circuit or amplifier 42 for amplifying the signal 29 at the output of the component 38 before injecting it into the transmitting antenna 8.
  • the antenna circuit used forms with a capacitor 43 a resonant circuit series.
  • Certain components of the stage 17 may preferably be supplied with voltage, for their operation, by a source of energy from the host device via the contacts 2.
  • a source of energy from the host device via the contacts 2.
  • Other sources known to those skilled in the art are not known. excluded.
  • the circuit 17 operates as below. After the chip has received on its points L1, Lb radiofrequency frames SRE preferably reconditioned beforehand, the response of the chip by charge modulation is received and demodulated in the demodulator 39; Then a useful signal is digitized by the threshold comparator 41 before being injected into the (AND) circuit 38 and combined with a carrier 25 extracted or derived from the received field SRE from the point K. Where appropriate, the circuit 17 may include a clock extractor similar to 31 picking up the signal as in Figures 16A or 16B. The response signal 29 resulting from the circuit 38 is then amplified preferably by the amplifier 42 before being injected into the series 8 resonance transmitting antenna.
  • an output buffer amplifier 42 which preferably delivers a minimum current of 60 to 80 mA under the supply voltage can be used. made. Good results are obtained with a power greater than 200 mW.
  • An advantage of this treatment is in particular to limit the power consumption at the amplification level when there is no response signal from the chip 5. It is indeed unnecessary to amplify the signal of the carrier alone when there is no answer or signal to send in the application envisaged.
  • the antennas 7, 8 comprise in the example of the turns arranged flat on the same substrate (or two separate substrates) as illustrated in FIGS. 3 and 13. Any known means of producing an antenna by the man of the art can be used as engraving, ultrasonic wire inlay, etc.
  • the output antenna When the system is powered by a low voltage (3.3V), the output antenna is designed to perform a series resonance. When the system is powered by a strong current, the voltage between the total LC circuit will be relatively low, when a high voltage is present on each component L and C.
  • the curve illustrated in FIG. 11 represents values obtained of reactance XL as a function of the inductance and thus of the reactance values XC as a function of a capacitor according to the frequency in application of the formulas below.
  • the reactances XL and XC are equal.
  • F is the series resonance frequency of the circuit.
  • the circuit comprises separate receiving and transmitting antennas;
  • the antennas are arranged between them so that their mutual inductance is minimal or at least partially cancels out.
  • the arrangement is chosen so as to have a current induction in the minimum reception antenna, in particular less than the gain threshold of the reception stage 16.
  • the antennas are protected from each other by being separated from one another and / or by shielding.
  • the antennas overlap and electronic protection means such as filters configured to avoid mutual disturbances are provided.
  • the size of the transmitting antenna 8 is larger than the receiving antenna.
  • the antennas are arranged in such a way that the mutual inductance between the two antennas is reduced to a minimum.
  • Different solutions are possible including isolate one antenna with respect to the other, disable one antenna while the other is active and vice versa.
  • this characteristic of minimized mutual induction is obtained by an overlap or superposition of the two antennas.
  • the receiving antenna 7 larger in the example is arranged to have substantially a portion disposed outside the outer periphery of the transmitting antenna; Preferably, the receiving antenna 7 is substantially half astride on one side and inside the periphery of the transmitting antenna 8 and half outside the periphery of the transmitting antenna.
  • there are two antennas whose resultant mutual inductance is globally zero or at least minimized.
  • part of the flux F crosses, in a direction X, a portion A of the antenna 7 located opposite the inside of the transmitting antenna 8 generating an induced current ( i) in the antenna 7;
  • another part of the flux F passes through a part B of the antenna 7 situated outside the surface of the transmitting antenna 8 in a direction Y opposite to X, generating an induced current (j) contrary to i).
  • the disturbance induced in the receiving antenna by the transmitting antenna cancels itself at least in large part.
  • the resultant can be substantially zero overall depending on the proper positioning of the antennas and their characteristics.
  • the effectiveness of a self-cancellation may depend on the immediate environment outside the antenna such as, for example, the metallic environment of a telephone or host device of the object 1.
  • the antennas may be on the same face of a substrate being isolated from each other or on opposite faces.
  • the antennas can also be arranged on separate supports parallel to each other.
  • a level matching circuit 16 connected to the combi chip 5 allowing the use of existing chips, including dual interface chips (combi banking) which are already certified and without any modification for simplification and industrial convenience;
  • existing chips including dual interface chips (combi banking) which are already certified and without any modification for simplification and industrial convenience;
  • it is expected the use of the La / Lb antenna interface of the existing combi chip (including the company Infineon SLE 66CLX800PE) to modulate / demodulate;
  • the invention eliminates the use of a chip or NFC type component including an integrated oscillator.
  • a contactless chip meeting the standard to ISO / IEC 14443 and / or ISO / IEC 15693 can be used.
  • the circuit may include a detector configured to provide a signal indicative of the presence of an external magnetic field and initiate one of at least one contact mode and non-contact mode.
  • one and / or the other of the antennas of the circuit may already be integrated into a host device, the circuit of the invention without the antennas simply being connected to one of the antennas via a connector (not shown) for more adaptability of the circuit to host devices.
  • FIG. 13 illustrates a preferred embodiment of the invention in which the transmission / reception circuits are uncoupled with respect to each other; Components referenced in the same manner being identical or similar to those of the other figures.
  • the communication circuit 1 of the invention here comprises a transmission interface (or stage) 17A / reception 16C connected to two antennas 7 and 8.
  • This transmission / reception stage comprises a control block 59 for dynamic decoupling of the antennas 7 and 8 and / or their respective resonant circuit 8, 43 and 7, 13.
  • This control block comprises connections coming from the two stages 17B and 17A including a connection 60 with the PLL block 58.
  • the communication circuit 1 comprises a parallel resonant reception circuit consisting of an antenna 7 tuned by the capacitance 13 to the frequency of the carrier.
  • the antenna 7 is connected to the device 16C.
  • a transmission series resonant circuit comprises an antenna 8 tuned by the capacitor 43 at substantially the frequency of the 13.56 Mhz carrier (or at a different frequency 14.4 Mhz according to a preferred mode below).
  • the communication circuit is arranged so as to deactivate the first resonant reception circuit 7, 13 with the first antenna 7 while the second transmission resonant circuit 8, 43 with the second antenna 8 is active and vice versa.
  • An analog switch SW2c is placed in the communication circuit and allows decoupling the receiving antenna 7 of the tuning capacity 13 and the rest of the circuit; And two analog switches SW2a and SW2b make it possible to decouple the reception antenna 7 from the remainder of the circuit 16C, 17A;
  • the transmitting antenna 8 is placed in series with tuning capacity 43, the whole being connected to the stage 17A by pin connections possibly dismountable or solder.
  • An analog switch SW1 placed in the stage 17B makes it possible to decouple the transmitting antenna from the rest of the transmission circuit (A) in particular at one of the amplifiers or output buffers 36.
  • the opening of the resonant circuit may for example be carried out by placing at least one of the output buffers 36 in high impedance mode (HiZ).
  • the device operates in the following manner under the control of the common control block 59 at two stages 16C and 17A:
  • the analog switch SW1 In reception mode, (here default mode or at rest in this example), the analog switch SW1 is opened in order to decouple the series 8, 43 resonant circuit.
  • the analog switches SW2a, SW2b, SW2c are closed. to receive the maximum SEE field.
  • the analog switch SW2a, SW2b, SW2c are open in order to decouple the parallel resonant circuit 7, 13.
  • the analog switch SW1 is in turn closed in order to transmit the maximum field SEE.
  • This embodiment thus allows a deactivation of the reception circuit during the transmission of frames, which involves the temporary loss of the clock signal of the incident field.
  • the device according to this preferred embodiment may preferably have a Phase Locked Loop (PLL) phase lock loop 58 placed here downstream of the clock extraction circuit 31 making it possible to artificially conserve the clock of incident field when the parallel resonant circuit is decoupled.
  • PLL Phase Locked Loop
  • the device can preferably voluntarily deactivate a phase detector / PFD frequency of the PLL during the transmission mode, which then runs in free mode.
  • a response signal from the chip SE arrives at the control block that is detected to disable the PFD phase detector in transmit mode.
  • the logic control block 59 is capable of inhibiting reception and transmission by acting on the switches as explained above.
  • the switches SW2a, SW2b, SW2c can be closed by default (in receive mode) while SW1 is in the open position, then when a response is sent by the chip SE, the control block detects a response signal of the chip and can cause an emission configuration hereinafter.
  • the control block 59 controls the switchover of the switches SW1 and (SW2a, SW2b, SW2c) to be respectively in closed and open position, controls the deactivation of the Phase / Frequency detector PFD of the PLL component 58 during the mode. transmission, and allows the supply of the carrier frequency of the PLL block 58 to generate pulses.
  • control block 59 operates in the opposite direction to above and places the switches in the default position for a reception mode.
  • the tuning frequencies of the receiving circuit and the transmitting circuit should preferably be different respectively centered on 13.56 MHz for the reception and on 14.4 MHz for the transmission of to promote communication.
  • the communication circuit may be arranged so that the first and second antennas form a single antenna.
  • This configuration can be advantageous for reasons of simplification of the manufacture of the antenna, costs of a possible double-sided antenna printed circuit, to avoid problems of space available surfaces of the antenna supports to receive electronic / electrical components.
  • the resonant transmission and / or reception circuit may comprise one or two capacitors for the resonant emission circuit and / or the resonant reception circuit.
  • the controller 59 can control the toggling of at least one or more capacitors to form two resonant circuits with a single antenna.
  • Such an assembly and its series and / or parallel mounting alternatives are within the reach of those skilled in the art.
  • a tilting system of series / parallel resonant circuits is known for example in the patent EP 0 926 855 mentioned in the introductory part.

Abstract

La présente invention concerne un circuit de communication sans-contact (1) activée comprenant des moyens de réception et d'émission d'un champ électromagnétique véhiculant des données (5, 6, 7, 8), un premier circuit résonnant avec une première antenne (7, 13) pour la réception de données et un second circuit résonnant avec une seconde antenne (8, 43) pour l'émission de données, lesdits premier et second circuits résonnants étant distincts l'un de l'autre; Le circuit se distingue en ce que ladite émission s'effectue à une fréquence synchronisée en phase avec la fréquence du champ électromagnétique de réception. L' invention concerne également le procédé correspondant.

Description

Procédé, circuit et dispositif de communication sans contact à émission activée
Domaine de l'invention.
L' invention concerne un procédé de communication sans contact activée ainsi qu'un circuit et dispositif de mise en œuvre. Elle vise notamment à spécifier les caractéristiques des signaux, des antennes et principe de cette nouvelle façon d'utiliser la technologie sans contact. La communication radiofréquence est en principe de courte portée et effectuée par couplage et induction électromagnétique de portée de l'ordre de 0,01 voire 1 m.
Elle trouve notamment application dans des objets portabl électroniques par exemple des cartes à mémoire telles que type SD (de la société Sandisk) .
De telles cartes sont actuellement utilisées dans une interface carte de téléphones portables pour effectuer une transaction de type sans contact répondant notamment à la norme ISO/IEC 14443 ou 15693, dans la mesure où ces téléphones sont dépourvus d'interfaces sans contact en sortie d'usine.
Art antérieur.
La technologie actuelle ISO/IEC 14443 et NFC acronyme de Near Field communication (communication radiofréquence de proximité) est basée sur un principe de rétro modulation d'un signal émis par un lecteur.
Selon ce principe, une certaine quantité de champ électromagnétique fournie par un lecteur, doit être modulée par l'objet à puce sans contact de proximité également appelé PICC (acronyme anglais de Proximity Integrated Circuit Card) . Afin d'être conforme à la sensibilité du lecteur, une amplitude minimale de champ est requise pour être modulée par l'objet. Cette modulation de la porteuse de lecteur doit générer deux bandes latérales avec une amplitude au moins égale à 22/H0'5. Pour remplir cette condition, il est nécessaire d' avoir un minimum de couplage entre le lecteur et l'objet. Le facteur de couplage est directement dépendant des surfaces de l' antenne du lecteur et de celle de l'objet sans contact.
Dans le cas de très petit objet sans contact : par exemple, une carte micro SD, la surface de l'antenne radiofréquence est radicalement trop petite. En outre, ce genre d'objet est destiné à être incorporé dans un dispositif hôte tel un téléphone portable. Cette dernière opération réduit encore plus le couplage de l'objet sans contact avec le lecteur à cause de l'environnement métallique du téléphone.
Le brevet EP1801741 (Bl) décrit un procédé de génération d'un champ électromagnétique propre par un support de données portable (transpondeur) , dans lequel la transmission de données à un lecteur s'effectue dans un mode de communication activée et dans lequel la transmission de champ électromagnétique propre de l'objet est vue par le lecteur comme une modulation du champ du lecteur. Toutefois, cette solution ne semble pas être décrite complètement ou ne pas fonctionner correctement comme décrit.
En outre, l'enseignement de ce brevet est très compliqué. Sa mise en œuvre nécessite plus de composants électroniques, notamment des filtres, un oscillateur, un composant NFC . En outre, les contrôleurs NFC actuels requièrent deux antennes, l'une étant dédiée à la récupération d'énergie et l'autre étant dédiée à l'émission/réception de données.
La demande de brevet EP 1 898 342 décrit un transpondeur radiofréquence utilisé dans un système de contrôle d' inventaire mettant en œuvre plusieurs transpondeurs. Il comprend un premier circuit d'antenne pour la réception, un second circuit d'antenne pour l'émission. Le signal d'émission est dérivé de la fréquence de réception reçue par l'antenne de réception.
Le transpondeur transmet des informations en modulant une fréquence harmonique d'émission dérivée de la fréquence porteuse d'un lecteur. Cette fréquence harmonique est un multiple de la fréquence porteuse sans être synchronisée avec la fréquence porteuse .
Le brevet EP 0 926 855 décrit un transpondeur de communication radiofréquence alimenté par une batterie. Il comprend un circuit apte à basculer d'un mode de réception à un mode d'émission et vice versa. Le transpondeur comprend un circuit avec un microprocesseur, un seul condensateur et une seule antenne et des moyens de basculement pour former un circuit parallèle de réception LC ou un circuit série d' émission LC selon le mode de communication basculé. Le transpondeur répond en modulant un champ externe de lecteur avec lequel il est couplé .
L'invention a pour but de trouver une solution plus aisée et avantageuse au problème de couplage entre un lecteur et un objet de petites dimensions.
Résumé de l'invention.
L'invention propose de résoudre ce problème de couplage en générant indépendamment du lecteur au moins une des deux bandes latérales pour que le lecteur puisse détecter le signal de rétro-modulation provenant de l'objet sans contact (PICC). Le circuit de l' invention renvoie un signal porteur modulé par le signal de réponse par modulation de charge de l'objet sans contact ; De préférence, la modulation de ce signal porteur est amplifiée pour alimenter une antenne d'émission.
L' invention prévoit notamment de générer ou extraire une fréquence porteuse de communication à partir du champ d' un lecteur reçu sur une antenne réceptrice de données de l'objet sans contact et d'émettre une réponse par une modulation de cette porteuse réinjectée dans un étage d'émission comprenant une antenne d'émission distincte.
De meilleurs résultats de communication sont atteints avec des fréquences d'accord distinctes pour les circuits résonnants émetteur et récepteur.
A cet effet, l'invention a donc pour objet un circuit de communication sans-contact activée comprenant des moyens de réception et d'émission d'un champ électromagnétique véhiculant des données, un premier circuit résonnant avec une première antenne pour la réception de données et un second circuit résonnant avec une seconde antenne pour l'émission de données, lesdits premier et second circuits résonnants étant distincts l'un de l'autre ;
Le circuit se distingue en que ladite émission s'effectue à une fréquence synchronisée en phase avec la fréquence du champ électromagnétique de réception.
Selon d' autres caractéristiques du circuit :
- Les moyens d'émission (17) synchronisée sont configurés pour moduler un signal porteur dérivé ou extrait d'un champ électromagnétique de réception de données ;
- Le circuit est configuré pour communiquer selon au moins l'une des normes ISO/IEC 14443 ou 15693 ou 18092.
- Le circuit comprend une puce sans-contact et un étage d'adaptation de l'émission configuré pour amplifier un signal de réponse de la puce avant injection dans ladite seconde antenne d'émission ;
- L' étage d' adaptation réalise une fonction logique « ET » pour combiner un signal de porteuse et un signal de réponse avant amplification ;
- Lesdites antennes sont agencées entre elles de manière que leur inductance mutuelle soit minimisée notamment par un espacement ou atténuateur ; De préférence leur inductance mutuelle s'annule au moins en partie de manière à avoir une induction de courant négligeable dans l'antenne de réception provoquée par l'antenne d'émission ;
- Les antennes peuvent se chevaucher mutuellement en partie afin d'anéantir globalement le courant induit dans l'antenne réceptrice par l'antenne émettrice ; L'agencement d'antenne permet de minimiser une interaction de couplage entre les antennes, responsable de perturbations réciproques ou mutuelles. Un courant actif produit dans l'antenne réceptrice induit intempestivement un signal dans l'antenne de réception ; Cet agencement permet d'éviter une étape de traitement et/ou des filtres électroniques qui pourraient être utilisés alternativement à cet agencement préféré ;
- L'antenne de réception fait partie d'un circuit à résonnance parallèle et/ou l'antenne d'émission fait partie d'un circuit de résonnance série ; La résonance parallèle du circuit de réception permet une élévation de la tension recueillie par l'antenne ce qui est un avantage pour la détection des données, par contre la résonance série du circuit d'émission permet d'injecter un fort courant dans la bobine d'émission malgré une tension de fonctionnement faible ce qui est le cas notamment d'une carte micro SD ;
- Le circuit comprend une puce sans contact destinée à recevoir un signal de réception et un étage d' adaptation de la réception destiné à adapter le signal de réception aux caractéristiques de la puce ; L'étage d'adaptation de la réception peut être configuré pour extraire un signal de porteuse synchronisé à partir du signal de réception ;
- Le circuit est intégré dans ou constitue un objet ayant un facteur de forme d' une carte à circuit intégré ou très réduit tel une carte micro SD ou autre composant. Le circuit peut avoir au moins un connecteur correspond à celui d'un objet configuré pour connecter un dispositif hôte ; Ainsi, des dispositifs dépourvus de fonction sans contact peuvent en être pourvus grâce à l'invention. - Le circuit est agencé de manière à désactiver le premier circuit résonnant avec une première antenne pendant que le second circuit résonnant avec une seconde antenne est actif et vice versa ;
- Le circuit comprend une boucle à verrouillage de phase PLL permettant de conserver artificiellement l'horloge du champ incident lorsque le circuit résonnant parallèle est découplé ;
- Les première et seconde antennes peuvent constituer une seule et même antenne ;
Les fréquences d' accord des circuits résonnants en réception et en émission sont sensiblement différentes et respectivement centrées sur 13.56 MHz et 14.4 MHz.
L'invention a également pour objet un procédé de communication sans-contact activée comprenant des étapes de réception et d'émission d'un champ électromagnétique véhiculant des données, l'étape de réception de données étant effectuée par un premier circuit résonnant avec une première antenne et l'étape d'émission de données étant effectuée par un second circuit résonnant avec une seconde antenne, lesdits premier et second circuits résonnants étant distincts l'un de l'autre ;
Le procédé se distingue en ce que ladite émission s'effectue à une fréquence synchronisée en phase avec la fréquence du champ électromagnétique de réception.
Grâce à l'invention on réalise un bon couplage entre un lecteur et un objet de type PICC (carte SD) ; En outre, il est facile à mettre en œuvre avec un minimum de modification ; L' invention s'applique notamment à toute puce à interface duale habituelle (avec ou sans oscillateur) .
Brève description des figures.
- La figure 1 illustre une carte SD comprenant le circuit conforme à un mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 2 illustre une vue plus détaillée du circuit radiofréquence RF de la figure précédente ; - La figure 3A illustre un premier mode de réalisation d' un étage de réception de la figure 2 ;
- La figure 3B illustre un second mode de réalisation d'un étage de réception de la figure 2 ;
- La figure 4 illustre un mode de réalisation d' un étage d' émission de la figure 2 ;
- Les figures 5 et 6 illustrent une antenne de réception agencée par rapport à une carte micro SD et des valeurs de circuit équivalents de l' antenne ;
La figure 7 illustre le niveau de modulation par le composant radiofréquence SE (5) ;
- La figure 8 illustre un filtre d' extraction du signal de réponse du composant 5 à partir de la porteuse de la figure précédente ;
- La figure 9 illustre un circuit de combinaison de la porteuse et du signal de réponse seul ;
- La figure 10 illustre un circuit LC relatif à l'antenne d'émission ;
- La figure 11 illustre des valeurs des réactances XL et Xc à partir respectivement de l' inductance et de la capacité en fonction de la fréquence ;
La figure 12 illustre un agencement d'une antenne d'émission par rapport à une carte micro SD et un agencement des deux antennes entre elles .
La figure 13 illustre un mode de réalisation de l'invention dans lequel les interfaces de réception et d'émission sont opérationnelles à tour de rôle et qui utilise des moyens particuliers de génération de champ électromagnétique émetteur synchronisé avec le champ de réception d'un lecteur.
Description détaillée.
Par communication activée, on entend une communication sans contact dans laquelle la réponse d'un transpondeur s'effectue par émission d'un champ électromagnétique propre au transpondeur, de préférence amplifié. Cette émission est en fait obtenue par l'émission à une puissance déterminée d'un signal porteur modulé par un signal du transpondeur.
L'énergie de l'amplification et/ou de fonctionnement du transpondeur émetteur / récepteur est de préférence fournie par une source d'énergie externe distincte du lecteur.
Typiquement, la communication ou le circuit sans contact sont conformes à la norme ISO/IEC 14443 et/ou ISO/IEC 15693 ou tout autre protocole s ' appuyant sur une fréquence d'excitation du champ électromagnétique à 13.56 MHz. Le circuit est alimenté par une source de courant.
A la figure 1 est schématisé un exemple de réalisation d'un circuit de communication sans contact 1 conforme à l' invention équipant une carte à mémoire 1A. Toutefois, tout autre objet communiquant peut à priori en être équipé, par exemple, clé USB, carte PCMCIA... téléphone, PDA, ordinateur.
L'objet peut ou non être amovible par rapport à un dispositif hôte ou y être fixé à demeure notamment soudé sur une carte à circuit imprimé. Le circuit ou l'objet peut le cas échéant prévoir des connexions d' antenne externes plutôt que de les supporter .
La carte à mémoire 1 comprend de manière connue des plots de contact 2, un microcontrôleur 3, une mémoire de masse 4 (NA D) reliée au microcontrôleur. La carte comprend en outre un élément de traitement de communication 5 ; Il est de préférence de type à interface duale (configuré pour gérer une communication de type contact, par exemple ISO 7816-3 et sans contact ISO-14443 (SE)); Ce composant ou élément 5 (SE) est de préférence sécurisé comme une puce de circuit intégré connue du domaine de la carte à puce ; Il peut être doté, le cas échéant de fonctionnalités cryptographique et/ou anti-fraude, antiintrusion, etc. Le composant SE est relié au microcontrôleur 3 par un port d'entrée/sortie ; Le composant de sécurité SE est connecté à un circuit 6 d' interface CL actif ; Ce composant 6 reçoit deux antennes 7, 8, respectivement de réception et d'émission.
Dans son principe, on observe que l'invention comprend des moyens RF supplémentaires 6, 7, 8 ajoutés à l'élément sans contact SE afin de compenser la taille particulièrement réduite de l'antenne puisque logée dans une carte micro SD ou mini SD ou dans un objet d'encombrement sensiblement équivalent.
Selon une caractéristique d'un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'émission 5, 6, 7, 8 sont configurés pour moduler un signal porteur 25. Ce signal porteur est ici de préférence dérivé ou extrait du champ magnétique reçu d'un lecteur externe .
Dans l'exemple, le circuit radiofréquence 6 réalise des activités fonctionnelles de réception et d'émission du champ électromagnétique ci-après ; Il capte notamment le champ radiofréquence RF externe provenant d'un lecteur sans contact pour, si nécessaire, le rendre compatible au composant sécurisé SE (tension, etc.) ; Il amplifie la réponse de l'élément sécurisé SE destinée à être écoutée par le lecteur externe.
La figure 2 décrit plus en détail le composant SE (5) et ses liaisons. Le circuit SE de ce mode comprend des moyens de connexion à une source d'énergie externe.
Dans l'exemple, le composant SE comprend une interface à contact, par exemple conforme au standard ISO-7816 symbolisé par un faisceau de connexions 9 ; il comprend un plot d'alimentation Vcc, et des plots La, Lb reliés respectivement à une interface active 6 et à la masse. Le composant SE est configuré pour moduler une charge d' impédance en réponse à une réception des trames sans contact reçues sur ses plots La, Lb. L'interface active 6 comprend un circuit 16 de conditionnement du signal de réception SRE et un circuit 17 générateur de puises pour émettre un signal d'émission SEE. Chaque circuit 16, 17 est relié au plot (La) du composant de traitement 5.
Conformément à un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'émission 5, 17 sont configurés pour moduler un signal porteur. Le signal porteur résulte de préférence d'une dérivation ou extraction du champ magnétique reçu SRE.
Horloge et réception des données.
Selon un mode de mise en œuvre, le procédé comprend une étape de réception de la fréquence porteuse générée par le lecteur ; La fréquence porteuse est reçue par une antenne de réception dédiée 7. L' antenne 7 reçoit en fait le champ électromagnétique émis par le lecteur comprenant la fréquence porteuse modulée. La fréquence est dans l'exemple de 13,56 MHz mais elle pourrait être tout autre selon le type de communication ou protocole s ' appuyant sur cette fréquence de 13.56 MHz de courte ou moyenne portée inférieure notamment à 10 m, 1 m ou 0,1 m voire même proche de 0.
Toutefois, l'invention n'exclut pas de générer un signal porteur autrement, par exemple à partir d'un signal d'horloge ou signal interne d'un dispositif hôte ou de l'objet.
Cette étape de réception a également pour objectif de collecter les données envoyées par le lecteur à l'objet sans contact. Un étage électronique comprenant un circuit de réception dédié peut être élaboré dans ce but notamment pour adapter la tension .
Le procédé peut également mettre en œuvre une étape d'adaptation à travers un étage d'adaptation de réception (16) pour adapter le signal de réception SRE à la puce 5 ; Le procédé peut cumulativement ou alternativement effectuer dans cet étage une extraction d'un signal de porteuse synchronisée 25 du signal de réception SRE.
A la figure 3A est illustré un premier mode de réalisation 16B détaillé de l'étage 16. L'étage de réception 16A comprend l'antenne de réception 7 ici relié au plot ' La ' de la puce via un circuit de réception décrit ci-après.
Le signal reçu par cette antenne peut être amplifié avant extraction du signal d'horloge correspondant au signal de la porteuse ; A cet effet, le circuit comprend un amplificateur 30 relié à l'antenne et à la sortie de cet amplificateur est relié un extracteur d'horloge 31 ;
Le signal d'horloge obtenu 25 en sortie de l'extracteur est envoyé par une liaison (K) sur un circuit générateur de puise ou étage d' adaptation d' émission 17 détaillé à la figure . La sortie de l'extracteur d'horloge 31 est par ailleurs également reliée à un circuit logique 35 réalisant une fonction « ET ». L'étage 16A comprend ici également un démodulateur 32a recevant le signal de réception SRE amplifié par l'amplificateur 30 relié à un circuit de comparaison 33a pour comparer le signal obtenu démodulé à une tension de référence (TR) . Ensuite, le signal de sortie du comparateur 33a est combiné avec le signal d'horloge 25 venant de l'extracteur d'horloge 31 au niveau d'un composant 35 réalisant une fonction 'ET' logique ; Une première branche de la sortie du composant 35 peut passer par un amplificateur 36 avant d'être injecté dans le plot 'La' de la puce 5.
Une seconde branche de la sortie du composant 35 peut passer par un inverseur puis un amplificateur 36 avant d'être branché sur le plot 'Lb' de la puce. A la figure 3B est illustré un second mode de réalisation 16B de cet étage 16 et dans lequel le composant 5 utilisé est encore une puce à interface duale contact et sans-contact (combi) . Les mêmes numéros d'une figure à l'autre représentent des éléments identiques ou sensiblement similaires.
Dans cette variante, le circuit d'extraction d'horloge 31 se connecte également à un déphaseur 34 avant d'agir sur le convertisseur analogique/ numérique 32b.
L'étage ou circuit de réception 16B est d'une part branché à l'antenne de réception 7 reliée ici au plot 'La' de la puce. Le circuit 16B peut comprendre un condensateur 13 disposé aux bornes des plots 'La' et ALb' de la puce. Cette capacité permet d'avoir un bon facteur de qualité. Le circuit résonant de l'antenne de réception est réalisé sur le principe d'un circuit parallèle . A la différence avec le circuit 16A, le démodulateur 32a est remplacé par un convertisseur analogique/digital 32b, le comparateur 33a est remplacé par un comparateur digital 33b avec une valeur digitale de référence (DR) et le plot ALb' est branché à la masse au lieu de recevoir le signal de sortie de circuit « ET » inversé et amplifié respectivement par un inverseur 37 et un amplificateur 36.
En outre, ce circuit comprend un déphaseur 34 sur une branche de sortie de l'extracteur d'horloge 31. Ce déphaseur se branche ensuite sur le convertisseur analogique/numérique 32b.
Ainsi, ces étages 16A ou 16B permettent chacun d'extraire le signal d'horloge 25 et d'adapter le signal à la puce 5. Après réception et amplification, le signal porteur est dirigé sur l'entrée RF de la puce Combi 5 en utilisant les plots d'interface La / Lb. Un condensateur supplémentaire 18 peut être ajouté à l'interface afin d'adapter l'impédance d'entrée.
Les étages électroniques 16A et 16B fonctionnent de la manière ci-après :
Le signal SRE reçu par l' antenne 7 peut être assez faible compte tenu de la petite surface de couplage de l'antenne 7 dans un support tel qu'une mini carte SD. Ce signal est amplifié par l'amplificateur 30 avant d'être démodulé par le démodulateur 32a ou convertisseur analogique/numérique 32b ; Un signal utile extrait et calibré par le comparateur est combiné par la porte (ET) 35 avec le signal d'horloge extrait par l'extracteur d'horloge 31. En sortie de la porte 35, le signal radiofréquence reconditionné est injecté dans le composant 5 en étant au préalable amplifié en mode différentiel grâce à l' inverseur 37 et aux amplificateurs 36.
Parallèlement, l'alimentation Vcc de la puce côté contact ISO 7816 peut être désactivée par un circuit adéquat (non représenté) pendant la présence d'un champ électromagnétique SRE . Ce dernier circuit peut être compris dans le circuit 16A ou 16B. L' actionnement peut être manuel.
Ces derniers peuvent avoir de préférence leurs composants (30, 36, 32a...) alimentés en tension par une alimentation provenant des contacts 2 en relation avec un dispositif hôte.
Le circuit 16B fonctionne sensiblement pareil ; Toutefois le déphaseur 34 permet de régler de manière précise les déclenchements d' acquisition du signal radiofréquence afin de convertir l'enveloppe du signal reçu en signal numérique par le convertisseur 32b.
La puce « Combi » 5 peut être alimentée par ses plots de contacts ISO/IEC 7816 Vdd et Vss et peut ou non utiliser de l'énergie qui lui est procurée par le champ selon l'utilisation et le montage électronique de l'invention. La puce peut aussi être alimentée par une tension qui serait générée à l'image du champ RF ou par le circuit 16 lui-même qui serait alimenté par les contacts 2 d'un dispositif hôte. L'avantage de cette dernière option est pour le composant 5 de voir son alimentation gérée par l'étage 16 en fonction de la présence ou non du champ et le cas échéant de réinitialiser la puce 5.
À ce stade, l'amplitude de tension VLab est au moins de 3.3 Vpp (Volts crête-crête) . Cette valeur est nécessaire pour que la puce de l'exemple détecte l'horloge de 13,56 MHz et puisse extraire des données provenant du lecteur.
A titre d'exemple, le tableau suivant indique la tension requise par deux puces actuelles exemple P5CD072 de Philips / NXP ou 66CLX800 de la société Infineon pour détecter l'horloge et les données provenant de champ extérieur.
Figure imgf000015_0001
Antenne de réception (fig. 5, 6) .
La dimension de l'antenne de réception 7 est aussi large que possible dans la limite de la surface disponible dans l'objet. Dans le cadre d'une surface disponible sur une carte micro SD, les résultats ci-dessous ont été retenus. L'inductance est de préférence sélectionnée de façon à être accordée par un condensateur supplémentaire de faible valeur afin de limiter la taille du condensateur.
L'antenne de réception peut par exemple avoir une surface 5 x 5 mm2 et comprendre 4 à 6 spires. L'antenne peut être réglée à 13,56 MHz avec un facteur de qualité Q de 10. Un circuit parallèle peut être sélectionné de manière à obtenir une tension maximale aux bornes du circuit d' antenne. Les caractéristiques suivantes d'antenne ont été sélectionnées avec le circuit équivalent de la figure 6 avec L : 663 nH et R : 1,59 ΚΩ ; C n'étant pas applicable.
Les performances de l' antenne mesurées avec une telle antenne avec le schéma équivalent de la figure 6 sont données dans la table ci-dessous.
Ls = 663 nH ; Rs = 1,59 ΚΩ ; Cl = 180 pF ;
C2 = 18 pF ; Rc = 270 ΚΩ ; Cp = 9,5 pF ; Rp = 1 ΜΩ .
Figure imgf000016_0001
La tension attendue avec cette antenne est supérieure à lVpp (Volt crête à crête) . Le champ minimum crée une tension supérieure à lVpp, pas assez pour permettre à la puce combi 5 de détecter le signal. C'est pourquoi, dans l'exemple de réalisation avec une carte micro SD, on a de préférence introduit un étage d'amplification. Cet étage d'amplification pour la réception de l'horloge est ici supérieur à 10 dB, le gain en tension étant égal à 3. Cette amplification peut ne pas être nécessaire dans d'autres circonstances ou pour d'autres puces.
Le niveau de sortie de l'étage de conditionnement 16 est compris entre 3 Vpp et 14 Vpp. Le gain peut être compris entre 5 et 20dB.
La coupure d' alimentation de la puce ou la fonction RESET peuvent être déclenchées aussi par tout moyen, tel un interrupteur dans le dispositif hôte ou sur le circuit d'alimentation de la puce. La puce se réinitialise automatiquement lors de sa mise sous tension.
Bande latérale et modulation (fig. 7-10) .
Dans l'exemple (fig. 9), lorsque la puce combi 5 reçoit le signal porteur (ou la porteuse) ainsi que le signal de données, par le biais de ses plots La /Lb, elle génère un signal de modulation de charge afin de transmettre une réponse au dispositif ou terminal en relation de communication avec elle. L'amplitude du signal de modulation Vmod est ici environ la moitié de l'amplitude de la porteuse VLAB lorsque le condensateur est bien adapté.
Un condensateur de 10 à 60pF aux bornes des points La, Lb de la puce peut être utilisé à cet effet. Cette valeur peut varier selon le type de puce. Ainsi on obtient les tensions VLAB et Vmod égales respectivement à 3,3 Volts crête-crête et à 1,6 Volts crête-crête.
À cette étape, deux options sont envisagées. La première plus simple est d'utiliser ce signal tel qu'il se présente puis, de préférence, de l'amplifier dans un étage d'amplification forte puissance avant d'injecter le signal dans un circuit d'adaptation ou d' activation de l'émission 17 avant l'antenne émettrice 8. Différents moyens d'amplification connus de l'homme de l'art peuvent être utilisés.
Dans un autre exemple (fig. 8) conforme à une seconde option, le signal porteur pour l'émission est supprimé afin de conserver les données numériques 25. A cet effet, on peut utiliser par exemple un filtre passe-bas 27 de la figure 8. Par la suite (fig. 9), on effectue une modulation de préférence à 100 % en combinant le signal de données 25 avec une porteuse 26 à 13,56 MHz. Ceci peut être réalisé à l'aide de la porte (ET) logique 38 ou d'un tampon amplificateur 42 ou d'un montage à transistor réalisant la même fonction. Après une amplification de puissance, le signal obtenu 29 est utilisé pour alimenter l'antenne de sortie 8.
Ainsi, plutôt que d'amplifier l'ensemble comprenant la porteuse 25 et le signal 26 ou la porteuse seule 25 même quand il n'y a pas de signal, l'invention prévoit d'amplifier le signal et la porteuse uniquement lorsqu'il y a du signal de réponse. Par exemple, ici sur la figure 9 le signal 29 utile est amplifié quand le signal de donnée est à un niveau haut. Lorsqu'il n' y a pas de signal, (ligne de donnée à un niveau zéro ou proche de zéro), aucun signal ne sort de la porte 38. Il n'y a pas d' amplification et perte d' énergie inutile de la porteuse seule avant d'alimenter l'antenne d'émission. La figure 4 illustre une option préférée de réalisation relativement simple permettant d' obtenir de bons résultats et mettant en œuvre pour partie la seconde option; Selon cette option préférée, l'étage d'adaptation 17 comprend une porte logique « ET » 38 ou circuit équivalent pour combiner un signal de porteuse 26 (fig.9) et un signal de réponse 25 ou d'émission de la puce 5 avant amplification.
Plus en détail dans le circuit 17, le plot lLa' de la puce 5 est connecté à un démodulateur 39 (qui peut être du même type que le circuit 27 ou 32a) pour recevoir un signal de réponse modulé de la puce 5 ; Ensuite, la sortie du démodulateur 39 relie un comparateur 41 qui compare le niveau de tension reçue à un niveau de tension de référence (TRE) ceci afin de numériser le signal utile. La sortie du comparateur 41 portant le signal de réponse utile de la puce 26 se trouve branchée sur l'une des entrées du composant 38 réalisant la fonction ΛΕΤ' logique pour combiner le signal de porteuse 25 avec le signal de réponse 26 de la puce.
La porteuse 25 provient du point K de l'étage d'adaptation de réception et d'extraction 16A ou 16B ; La porteuse est injectée via une liaison à l'autre plot d'entrée du composant 38 réalisant la fonction ΛΕΤ' logique ; Le signal d'horloge est de préférence déphasé par un déphaseur 40 de manière à synchroniser ou caler de manière optimale les signaux d'horloge avec la porteuse du signal radiofréquence générée par un dispositif lecteur afin de produire une rétro-modulation maximale. La fréquence d'émission du circuit de l'invention est donc synchronisée en phase avec la fréquence du champ émis par le lecteur.
Le circuit 17 comprend de préférence un circuit tampon ou amplificateur 42 pour amplifier le signal 29 en sortie du composant 38 avant de l'injecter dans l'antenne d'émission 8. Le circuit d'antenne utilisé forme avec un condensateur 43 un circuit résonant série.
Certains composants de l' étage 17 peuvent de préférence être alimentés en tension, pour leur fonctionnement, par une source d'énergie provenant du dispositif hôte via les contacts 2. D'autres sources connues de l'homme de l'art ne sont pas exclues .
Le circuit 17 fonctionne comme ci-après . Après que la puce ait reçu sur ses points La, Lb des trames radiofréquences SRE de préférence reconditionnées au préalable, la réponse de la puce par modulation de charge est reçue et démodulée dans le démodulateur 39 ; Puis un signal utile est numérisé par le comparateur de seuil 41 avant d'être injecté dans le circuit (ET) 38 et combiné à une porteuse 25 extraite ou dérivée du champ reçu SRE provenant du point K. Le cas échéant, le circuit 17 peut comprendre un extracteur d'horloge similaire à 31 prélevant le signal comme aux figures 16A ou 16B. Le signal de réponse 29 résultant du circuit 38 est ensuite amplifié de préférence par l'amplificateur 42 avant d'être injecté dans l'antenne émettrice à résonance série 8.
Puissance de l'amplification tampon de sortie.
De manière à compenser la faible surface de l'antenne émettrice dans la carte SD (ou autre substrat), on peut utiliser un amplificateur tampon de sortie 42 qui délivre de préférence un courant minimum allant de 60 à 80 mA sous la tension d'alimentation apportée. De bons résultats sont obtenus avec une puissance supérieure à 200 mW. Un avantage de ce traitement est notamment de limiter la consommation d'énergie au niveau de l'amplification lorsqu'il n'y a pas de signal réponse de la puce 5. Il est en effet inutile d' amplifier le signal de la porteuse seul quand il n' y a pas de réponse ou de signal à émettre dans l'application envisagée.
Antenne de sortie & accord de fréquence (fig. 10, 11) .
Les antennes 7, 8 comprennent dans l'exemple des spires disposées à plat sur un même substrat (ou deux substrats distincts) comme illustré sur les figures notamment 3 et 13. Tout moyen connu de réalisation d'antenne par l'homme de l'art peut être utilisé comme la gravure, l'incrustation de fil par ultrasons, etc.
Lorsque le système est alimenté par une basse tension (3,3 V) , l'antenne de sortie est conçue de manière à réaliser une résonance série. Lorsque le système est alimenté par un courant fort, la tension entre le circuit LC total sera relativement faible, quand une tension élevée est présente sur chaque composant L et C. La courbe illustrée à la figure 11 représente des valeurs obtenues de réactance XL en fonction de l'inductance et ainsi des valeurs de réactance XC en fonction d'un condensateur selon la fréquence en application des formules ci-dessous.
1
Au point d'intersection entre les deux courbes, les réactances XL et XC sont égales. F est la fréquence de résonance série du circuit .
À ce point, la tension aux bornes du circuit LC (fig. 10) est minime quand l'intensité du courant est maximale. Comme le flux magnétique est directement dépendant de l' intensité du courant, cette résonance série est un moyen de créer un champ magnétique élevé sur l'antenne émettrice 8 bien qu'elle soit alimentée par une faible tension.
Cela constitue un moyen d'augmenter la puissance du signal du transpondeur 5 malgré la petite dimension de l'antenne sur le substrat .
Caractéristiques de l'antenne d'émission (fig. 12) .
Selon le mode de réalisation de l' invention, le circuit comprend des antennes distinctes de réception et d' émission ; Les antennes sont agencées entre elles de manière que leur inductance mutuelle soit minime ou s'annule au moins en partie. De préférence, on choisit l'agencement de manière à avoir une induction de courant dans l'antenne de réception minime notamment inférieure au seuil du gain de l' étage de réception 16. Par exemple, avec un gain de 3 on prévoit d'agencer les antennes entre elles de manière à avoir une tension inférieure à 300 mV) . Dans une variante (non représentée), les antennes sont protégées l'une de l'autre en étant écartées l'une de l'autre et/ou par blindage. Dans une autre variante, les antennes se chevauchent et on prévoit des moyens électroniques de protection tels des filtres configurés pour éviter des perturbations mutuelles .
Dans le mode avantageux de réalisation, la dimension de l'antenne émettrice 8 est plus grande que l'antenne de réception. L'antenne est par exemple située sur le côté arrière de la comme illustré à la figure 12. Ses caractéristiques utilisées dans l'exemple sont : L = 1,05 μΗ ; R = 939 Ω ; C = 2,69 pF.
Afin d'éviter la diaphonie entre les antennes du fait d'un couplage entre elles inévitable, on procède à un agencement des antennes de telle manière que l'inductance mutuelle entre les deux antennes soit réduite au minimum. Différentes solutions sont possibles notamment isoler une antenne par rapport à l'autre, désactiver une antenne pendant que l'autre est active et vice versa.
Selon un mode préféré, cette caractéristique de mutuelle induction minimisée est obtenue par un chevauchement ou superposition des deux antennes. L'antenne de réception 7 plus grande dans l'exemple est agencée de manière à avoir sensiblement une partie disposée en dehors de la périphérie externe de l'antenne d'émission ; De préférence l'antenne de réception 7 est sensiblement montée à cheval à moitié sur un côté et à l'intérieur de la périphérie de l'antenne d'émission 8 et à moitié en dehors de la périphérie de l' antenne d' émission . Ainsi, grâce à cette disposition particulière, on a deux antennes dont la résultante de l'inductance mutuelle est globalement nulle ou du moins minimisée. Lorsque l'antenne d'émission émet un champ électromagnétique, une partie du flux F traverse dans un sens X une partie A de l'antenne 7 située en regard de l'intérieur de l'antenne d'émission 8 générant un courant induit (i) dans l'antenne 7 ; En même temps, une autre partie du flux F traverse une partie B de l'antenne 7 située en dehors de la surface de l'antenne d'émission 8 dans un sens Y contraire à X générant un courant induit (j) contraire à (i) .
Ainsi par un chevauchement partiel des antennes, on diminue au moins la valeur d'une perturbation provoquée par l'antenne émettrice 8 sur l' antenne réceptrice 7.
La perturbation induite dans l'antenne réceptrice par l'antenne émettrice s'annule d'elle-même au moins en grande partie. La résultante peut être sensiblement globalement nulle selon le positionnement adéquat des antennes et leurs caractéristiques.
L'efficacité d'une auto-annulation peut dépendre de l'environnement immédiat extérieur à l'antenne comme par exemple, l'environnement métallique d'un téléphone ou dispositif hôte de l'objet 1. Les antennes peuvent être sur une même face d'un substrat en étant isolée l'une de l'autre ou sur des faces opposées. Les antennes peuvent être aussi agencées sur des supports distincts parallèles entre eux.
L'invention peut prévoir de mettre en œuvre des éléments suivants pour les avantages décrits :
- Des moyens de récupération ou d' extraction de la porteuse du champ magnétique reçu pour permettre une fonction active de modulation sans oscillateur avec des puces classiques sans contact (non NFC) ; un agencement d'antennes séparées à mutuelle inductance nulle ou quasi nulle simplifiant le circuit ; La mise en œuvre de deux sortes de résonance (de préférence de type parallèle pour la réception) et de préférence de type série pour l'émission, pour une meilleure efficacité ;
Un circuit d'adaptation de niveau 16 connecté à la puce 5 combi permettant l'usage des puces existantes, notamment les puces à interface duale (combi bancaire) qui sont déjà certifiées et sans aucune modification par simplification et par commodité industrielle ; En particulier, on prévoit l'usage de l'interface antenne La/Lb de la puce combi existante (notamment de la société Infineon SLE 66CLX800PE) pour moduler/démoduler ;
En outre, l'invention s'affranchit du recours à une puce ou composant de type NFC avec notamment un oscillateur intégré. Par exemple, une puce sans contact répondant à la norme à la norme ISO/IEC 14443 et /ou ISO/IEC 15693 peut être utilisée.
Le circuit peut comprendre un détecteur configuré pour fournir un signal représentatif de la présence d'un champ magnétique externe et déclencher un mode de fonctionnement parmi au moins un mode contact et mode sans-contact.
En variante, l'une et/ou l'autre des antennes du circuit peut être déjà intégrée(s) dans un dispositif hôte, le circuit de l' invention sans les antennes venant simplement se brancher à l'une des antennes via un connecteur (non représenté) pour plus d' adaptabilité du circuit à des dispositifs hôtes .
Ainsi, l'invention prévoit tout dispositif ou appareil de communication comprenant le circuit décrit précédemment qu' il soit sous forme amovible ou pas . la figure 13 est illustré un mode préféré de réalisation de invention dans lequel les circuits d' émission / réception nt désaccouplés l'un par rapport à l'autre ; Les composants référencés de la même manière étant identiques ou similaires à ceux des autres figures .
Le circuit de communication 1 de l' invention comprend ici une interface (ou étage) d'émission 17A / réception 16C raccordé à deux antennes 7 et 8. Cet étage d' émission/réception comprend un bloc de contrôle 59 de découplage dynamique des antennes 7 et 8 et/ou de leur circuit résonnant respectif 8, 43 et 7, 13. Ce bloc de contrôle comprend des connexions venant des deux étages 17B et 17A notamment une connexion 60 avec le bloc PLL 58.
Le circuit de communication 1 comprend un circuit résonnant parallèle de réception, constitué d'une antenne 7 accordée par la capacité 13 à la fréquence de la porteuse. L'antenne 7 est raccordée au dispositif 16C.
Un circuit résonnant série d' émission comprend une antenne 8 accordée par la capacité 43 sensiblement à la fréquence de la porteuse 13,56 Mhz (ou à une fréquence différente 14,4 Mhz selon un mode préféré ci-dessous) .
Afin d' éviter tout couplage inductif entre le circuit de réception 7, 13 et le circuit d'émission 8, 43, pouvant altérer considérablement les performances de chacun des circuits selon le positionnement des antennes l'une par rapport à l'autre, on découple volontairement et alternativement chaque circuit résonnant (7, 13) et (8, 43) .
Selon une caractéristique de ce mode de réalisation, le circuit de communication est agencé de manière à désactiver le premier circuit résonnant de réception 7, 13 avec la première antenne 7 pendant que le second circuit résonnant d'émission 8, 43 avec la seconde antenne 8 est actif et vice versa.
Selon ce principe, dans ce mode de réalisation : - Un interrupteur analogique SW2c est placé dans le circuit de communication et permet de découpler l' antenne de réception 7 de la capacité d'accord 13 et du reste du circuit ; Et deux interrupteurs analogiques SW2a et SW2b permettent de découpler l'antenne de réception 7 du reste du circuit 16C, 17A;
L'antenne d'émission 8 est placée en série avec capacité d'accord 43, le tout étant raccordé à l'étage 17A par des connexions à broches éventuellement démontables ou à soudure. Un interrupteur analogique SW1 placé dans l'étage 17B permet de découpler l'antenne d'émission du reste du circuit d'émission (A) notamment au niveau d'un des amplificateurs ou tampons de sortie 36.
A noter que dans une variante de réalisation, il est possible de ne pas avoir l'interrupteur analogique SW1 ; L'ouverture du circuit résonnant peut par exemple être effectuée en plaçant au moins l'un des tampons (Buffers) de sortie 36 en mode haute impédance (HiZ) .
Le dispositif fonctionne de la manière suivante sous le contrôle du bloc de contrôle 59 commun au deux étages 16C et 17A:
- En mode de réception, (mode ici par défaut ou au repos dans cet exemple), l'interrupteur analogique SW1 est ouvert afin de découpler le circuit résonnant série 8, 43. Les interrupteurs analogiques SW2a, SW2b, SW2c sont quant à eux fermés afin de réceptionner le maximum de champ SEE.
En mode d'émission, l'interrupteur analogique SW2a, SW2b, SW2c sont ouverts afin de découpler le circuit résonnant parallèle 7, 13. L'interrupteur analogique SW1 est quant à lui fermé afin d'émettre le maximum de champ SEE.
Ce mode de réalisation autorise donc une désactivation du circuit de réception durant l'émission de trames, ce qui implique la perte temporaire du signal d'horloge du champ incident. Or dans le cadre d'un dispositif de type à communication sans contact activée selon l'invention, il est nécessaire que le dispositif demeure synchronisé avec l'horloge du champ pour qu' il puisse émettre des trames synchrones .
A cet effet, le dispositif selon ce mode préféré peut disposer de préférence d'une boucle à verrouillage de phase PLL (Phase Locked Loop) 58 placée ici en aval du circuit d' extraction d'horloge 31 permettant de conserver artificiellement l'horloge du champ incident lorsque le circuit résonnant parallèle est découplé .
De plus, afin de limiter une éventuelle désynchronisation de la PLL dans le temps, liée à la perte d'horloge (signal de référence de la PLL) , le dispositif peut de préférence désactiver volontairement un détecteur de Phase/Fréquence PFD de la PLL durant le mode d' émission, qui tourne alors en mode libre .
Par exemple, un signal de réponse provenant de la puce SE parvient au bloc de contrôle qui est détecté pour désactiver le détecteur de phase PFD en mode émission. Le bloc de contrôle logique 59 est capable d'inhiber la réception et l'émission en agissant sur les interrupteurs comme expliqué ci-dessus. Les interrupteurs SW2a, SW2b, SW2c peuvent être par défaut fermés (en mode réception) tandis que SW1 est en position ouvert, puis lors de l'émission d'une réponse par la puce SE, le bloc de contrôle détecte un signal de réponse de la puce et peut provoquer une configuration d'émission ci- après .
Le bloc de contrôle 59 pilote le basculement des interrupteurs SW1 et (SW2a, SW2b, SW2c) pour être respectivement en position fermé et ouvert, pilote la désactivation du détecteur de Phase / Fréquence PFD du composant PLL 58 durant le mode d'émission, et permet la fourniture de la fréquence porteuse du bloc PLL 58 pour générer des puises.
A la fin de l'émission, le bloc de contrôle 59 opère en sens inverse à ci-dessus et place les interrupteurs en position par défaut pour un mode de réception.
En outre, de manière avantageuse, les inventeurs ont trouvé que les fréquences d' accord du circuit de réception et du circuit d'émission devraient être de préférence différentes respectivement centrées sur 13.56 MHz pour la réception et sur 14.4 Mhz pour l'émission de manière à favoriser la communication .
En alternative, le circuit de communication peut être agencé de manière que les première et seconde antennes constituent une seule et même antenne.
Cette configuration peut être avantageuse pour des questions de simplification de la fabrication de l'antenne, de coûts d'un éventuel circuit imprimé d'antenne double face, pour éviter des problèmes d' encombrement des surfaces disponibles des supports d'antenne destinés à recevoir des composants électroniques / électriques .
Le circuit résonnant d'émission et/ou de réception peut comprendre une ou deux capacités pour le circuit résonnant d'émission et/ou le circuit résonnant de réception. Le contrôleur 59 peut piloter le basculement au moins d'une capacité ou plusieurs pour former deux circuits résonnant avec une seule antenne. Un tel montage et ses alternatives de montage série et/ou parallèle sont à la portée de l'homme de l'art. Un système de basculement de circuits résonnants série / parallèle est connu par exemple dans le brevet EP 0 926 855 mentionné en partie introductive .

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit de communication sans-contact (1) activée comprenant des moyens de réception et d' émission d' un champ électromagnétique véhiculant des données (5, 6, 7, 8), un premier circuit résonnant avec une première antenne (7, 13) pour la réception de données et un second circuit résonnant avec une seconde antenne (8, 43) pour l'émission de données, lesdits premier et second circuits résonnants étant distincts l'un de l'autre,
caractérisé en ce que ladite émission s'effectue à une fréquence synchronisée en phase avec la fréquence du champ électromagnétique de réception.
2. Circuit de communication selon la revendication précédente, caractérisé en que les moyens d'émission (17) synchronisée sont configurés pour moduler un signal porteur dérivé ou extrait d'un champ électromagnétique de réception de données.
3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est configuré pour communiquer une réponse de transpondeur sans contact selon au moins l'une des normes ISO/IEC 14443 ou 15693 ou 18092.
4. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites antennes sont agencées entre elles de manière que leur inductance mutuelle soit minimisée par leur espacement ou atténuateur ou s'annule au moins en partie, de manière à avoir une induction de courant négligeable dans l'antenne de réception provoquée par l'antenne d ' émission .
5. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux antennes (7, 8) sont partiellement en regard l'une de l' autre en étant agencées notamment sur deux plans horizontaux sensiblement parallèles.
6. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne de réception (7) fait partie d'un circuit à résonnance parallèle et/ou l'antenne d'émission (8) fait partie d'un circuit de résonnance série.
7. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le circuit d' antenne à résonnance série délivre de préférence un courant minimum allant de 60 à 80 mA sous la tension d'alimentation apportée.
8. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une puce sans contact destinée à recevoir un signal de réception et un étage d'adaptation de réception (16) pour adapter le signal de réception à la puce et/ou pour extraire un signal de porteuse synchronisée du signal de réception.
9. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est intégré dans ou constitue un objet ayant un facteur de forme d'une carte à circuit intégré ou carte de type micro SD.
10. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière à désactiver le premier circuit résonnant avec première antenne pendant que le second circuit résonnant avec la seconde antenne est actif et vice versa.
11. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une boucle à verrouillage de phase PLL permettant de conserver artificiellement l'horloge du champ incident lorsque le circuit résonnant parallèle (7, 13) est découplé .
12. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les première et seconde antennes constituent une seule et même antenne .
13. Circuit selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les fréquences d' accord en réception et en émission sont sensiblement différentes et respectivement centrées autour de 13.56 MHz et 14.4 MHZ .
14. Dispositif ou appareil de communication comprenant le circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes.
15. Procédé de communication sans-contact activée comprenant des étapes de réception et d' émission d' un champ électromagnétique véhiculant des données, l'étape de réception de données étant effectuée par un premier circuit résonnant avec une première antenne (7, 13) et l'étape d'émission de données étant effectuée par un second circuit résonnant avec une seconde antenne (8, 43), lesdits premier et second circuits résonnants étant distincts l'un de l'autre,
caractérisé en ce que ladite émission s'effectue à une fréquence synchronisée en phase avec la fréquence du champ électromagnétique de réception.
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