專利名稱：數(shù)據(jù)處理裝置和方法以及數(shù)據(jù)發(fā)射/接收裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理裝置和方法以及數(shù)據(jù)發(fā)射/接收裝置，尤其涉及一種數(shù)據(jù)處理裝置和方法，用于接收相應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)進(jìn)行ASK調(diào)制的電磁波，把電磁波整流成電源，并對這種電源控制負(fù)載情況來發(fā)射數(shù)據(jù)，還涉及一種數(shù)據(jù)發(fā)射/接收裝置和方法，用預(yù)定發(fā)射裝置發(fā)射對應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)進(jìn)行ASK調(diào)制的電磁波，并通過檢測發(fā)射裝置的負(fù)載情況的變化來接收數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在討論檢票機(jī)、保安系統(tǒng)以及電子貨幣系統(tǒng)以非接觸形式作數(shù)據(jù)交換的讀/寫器(R/W)和IC卡。
在讀/寫器(R/W)內(nèi)，用預(yù)定的系統(tǒng)發(fā)射的數(shù)據(jù)對載波進(jìn)行調(diào)制，并把調(diào)制后的電磁波(例如磁場)輻射給IC卡。
IC卡接收這種電磁波，并用相應(yīng)的解調(diào)系統(tǒng)把接收到的電磁波解調(diào)成原始數(shù)據(jù)，在預(yù)定的電路中處理這種數(shù)據(jù)。一處理完這些數(shù)據(jù)，IC卡就向讀/寫器發(fā)送一對這種數(shù)據(jù)的響應(yīng)，接收該數(shù)據(jù)。
上面解釋的這類IC卡就是所謂的無電池型IC卡，這種卡不設(shè)置電池，而是利用把接收到的電磁波整流成直流電源獲得的電磁波能。
在向無電池型IC卡發(fā)射數(shù)據(jù)的情況下，讀/寫器運(yùn)用了能容易地把調(diào)制波轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流信號或者調(diào)制波的振幅為恒定不變的PSK(相移鍵控)和FSK(頻移鍵控)調(diào)制方法。如上所述，通過使調(diào)制波的振幅保持恒定，可以減小整流IC卡接收到的電磁波獲得的電源的電壓波動(dòng)，從而向電路提供穩(wěn)定的電源。
然而，利用PSK或FSK調(diào)制系統(tǒng)將可能產(chǎn)生使要發(fā)射或接收的電磁波的頻譜擴(kuò)展到可能對現(xiàn)有的通信系統(tǒng)或其它電子裝置有不利影響的寬頻帶上的問題。
而且，還可能把電磁波占用的頻帶限制到預(yù)定的范圍內(nèi)，而這種限制將產(chǎn)生難以用高通信速率來發(fā)射和接收的問題。例如，如果把上述的非接觸卡系統(tǒng)引入到檢票裝置中，則處理數(shù)據(jù)需要的時(shí)間太長，在實(shí)際使用中可能帶來問題。
或者，對于其它的方法，還建議讀/寫器以不同的頻率輻射兩種電磁波，一種電磁波用于提供電源，而另一種電磁波用于數(shù)據(jù)通信。然而，這種方法產(chǎn)生了占用的頻帶變寬的問題，因?yàn)槭褂昧藘蓚€(gè)不同的頻帶，另一個(gè)問題是電路結(jié)構(gòu)變大，因?yàn)橐l(fā)射或接收頻率不同的兩種類型的電磁波。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在前述的背景下提出的，通過利用調(diào)制度小于1的ASK調(diào)制方法，實(shí)現(xiàn)高通信速率的通信，向IC卡提供足夠的電源，而同時(shí)又保持了窄的占用頻寬。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，數(shù)據(jù)處理裝置包含接收用數(shù)據(jù)作ASK調(diào)制的電磁波的接收裝置、對接收裝置接收到的電磁波能量進(jìn)行整流以提供電源的整流裝置、從接收裝置接收到的電磁波中解調(diào)出數(shù)據(jù)的解調(diào)裝置，以及通過控制電源負(fù)載情況以發(fā)射數(shù)據(jù)的發(fā)射裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，數(shù)據(jù)處理方法包含下列步驟接收用數(shù)據(jù)作ASK調(diào)制的電磁波、對接收到的電磁波能量進(jìn)行整流以提供電源、從接收到的電磁波中解調(diào)出數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并通過控制電源的負(fù)載情況發(fā)射數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置包含用數(shù)據(jù)對載波進(jìn)行ASK調(diào)制的調(diào)制裝置、發(fā)射ASK調(diào)制的電磁波并通過檢測電磁波的變化從數(shù)據(jù)處理裝置接收數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收裝置、以及解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)的解調(diào)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法包含下列步驟用數(shù)據(jù)對載波進(jìn)行ASK調(diào)制、發(fā)射ASK調(diào)制的電磁波、通過檢測電磁波情況的變化從數(shù)據(jù)處理裝置接收數(shù)據(jù)，解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)。


從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中圖1是作為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理裝置一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用IC卡的非接觸卡片系統(tǒng)的例子及作為本發(fā)明數(shù)據(jù)發(fā)射/接收裝置一個(gè)實(shí)施例的讀/寫器的方框圖；圖2是圖1的IC卡12的結(jié)構(gòu)例子的方框圖；圖3是用于解釋圖1的非接觸卡片系統(tǒng)操作的流程圖；圖4是用于解釋圖1的非接觸卡片系統(tǒng)的操作實(shí)例的時(shí)序圖；圖5A至5D是用于解釋BPSK調(diào)制例子的示意圖；圖6是用于解釋圖1的調(diào)制解調(diào)器63操作的示意圖；圖7是讀/寫器41產(chǎn)生的調(diào)制波頻譜的例子圖；圖8A至8D示出了在數(shù)據(jù)發(fā)射和接收期間在IC卡1每點(diǎn)上的電壓波形的例子；圖9是非接觸卡片系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)例子的方框圖；圖10是非接觸卡片系統(tǒng)的又一種結(jié)構(gòu)例子的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一例非接觸卡片系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該卡片系統(tǒng)由IC卡1和讀/寫器(R、W)41組成。
把作為本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的一個(gè)實(shí)施例的IC卡設(shè)計(jì)成無電池型IC卡。例如，把它制成諸如信用卡的平板，在預(yù)定的基片或薄膜上集成了環(huán)形線圈(LC)11(接收裝置)和IC(集成電路)12，環(huán)形線圈11以電學(xué)方式轉(zhuǎn)換R/W41輻射的部分磁場，IC12包含執(zhí)行各種處理的電路。
圖2示出了IC12的結(jié)構(gòu)。在該圖中，整流電路21(整流裝置、解調(diào)裝置)由二極管D、電容器C1和電阻器R1組成。在該整流電路21中，二極管D的陽極連接到環(huán)形線圈11的一端，而二極管D的陰極連接到電容器C1和電阻器R1的一端。而且，電容器C1和電阻器R1的另一端分別連接到環(huán)形線圈11的另一端。
二極管D的陰極、電容器C1的一端和電阻器R1的一端連接到由穩(wěn)壓器22(穩(wěn)定裝置)、高通濾波器(HPF)23(解調(diào)裝置)和解調(diào)電路27(發(fā)射裝置)形成的阻抗的一端。另外，環(huán)形線圈11、電容器C1和電阻器R1的另一端分別連接到調(diào)制電路27的FET的源極上，并連接到接地點(diǎn)上。
該整流電路21對環(huán)形線圈11提供的電信號(相應(yīng)于R/W41產(chǎn)生的ASK調(diào)制波)進(jìn)行整流，并對該信號進(jìn)行平滑(即，進(jìn)行檢波)以控制載波，此后向穩(wěn)壓器22和HPF23輸出經(jīng)處理的信號。
穩(wěn)壓器22控制并穩(wěn)定整流電路21提供的電信號的電壓波動(dòng)(數(shù)據(jù)部分)，以產(chǎn)生直流電源，然后把該直流電源提供給定序器24(處理裝置)。如上所述，可以控制IC卡1移動(dòng)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和IC卡1功耗變化產(chǎn)生的電壓波動(dòng)。
HPF23由電容器C2和電阻器R2構(gòu)成。在該HPF23中，電容器C2的一端連接到整流電路21(二極管D的陰極)上，而電容器C2的另一端連接到電阻器R2和解調(diào)器25(第二解調(diào)裝置)的一端。電阻器R2的另一端連接到接地點(diǎn)上。
該HPF23控制整流電路21提供的信號的直流部分，取得R/W41發(fā)射的數(shù)據(jù)(相應(yīng)于SPU(信號處理單元)產(chǎn)生的數(shù)據(jù))，然后向解調(diào)器25輸出該數(shù)據(jù)。即整流電路21和HPF23解調(diào)ASK調(diào)制波。
解調(diào)器25解調(diào)由HPF23提供的數(shù)據(jù)(BPSK(雙相移鍵控))調(diào)制信號(下文解釋)，然后向定序器24輸出解調(diào)的數(shù)據(jù)。
定序器24相應(yīng)于解調(diào)器25提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的處理。定序器24在向R/W41發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)把該數(shù)據(jù)輸出給調(diào)制電路27的FET的柵極。
存儲器26在定序器24進(jìn)行處理時(shí)，暫時(shí)存儲被處理的數(shù)據(jù)。而且，存儲器26還能利用不需要電源來保持?jǐn)?shù)據(jù)的非易失存儲器來保持諸如處理結(jié)果等數(shù)據(jù)。
調(diào)制器27由FET(場效應(yīng)晶體管)和阻抗Z構(gòu)成。在該調(diào)制電路27中，阻抗Z的一端連接到整流電路21(二極管D的陰極)，阻抗Z的另一端連接到FET的漏極上。而且，F(xiàn)ET的源極連接到接地點(diǎn)上，而FET的柵極連接到定序器24上。
該調(diào)制電路27使FET根據(jù)定序器24提供的數(shù)據(jù)信號的電壓進(jìn)行開關(guān)操作，使加在整流電路21兩端的負(fù)載波動(dòng)。即，當(dāng)FET導(dǎo)通時(shí)，阻抗Z加到整流電路21的負(fù)載上。
如上所述，通過使整流電路21的負(fù)載波動(dòng)而使環(huán)形線圈11兩端的電壓波動(dòng)。即，基本上進(jìn)行ASK調(diào)制。另外，把這種電壓波動(dòng)通過R/W41的環(huán)形線圈(LRW)64(發(fā)射/接收裝置)傳送給調(diào)制解調(diào)器63(調(diào)制裝置、解調(diào)裝置)，環(huán)形線圈64與環(huán)形線圈11作磁耦合。
接著，解釋作為本發(fā)明數(shù)據(jù)發(fā)射/接收裝置的一個(gè)實(shí)施例的R/W41。
圖1的R/W41與IC卡1進(jìn)行通信。在R/W41中，操縱輸入裝置61向SPU62(第二調(diào)制裝置)發(fā)出命令。SPU62根據(jù)裝載的程序進(jìn)行各種處理。例如，對要發(fā)射給IC卡1的數(shù)據(jù)進(jìn)行BPSK調(diào)制，把調(diào)制后的數(shù)據(jù)輸出給調(diào)制解調(diào)器63。
而且，SPU62能在顯示器65上顯示預(yù)定的數(shù)據(jù)。此外，SPU62還能與預(yù)定的外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。
調(diào)制解調(diào)器63用SPU62提供的數(shù)據(jù)(BPSK調(diào)制信號)對單頻載波進(jìn)行ASK(幅移鍵控)調(diào)制，并把經(jīng)調(diào)制的載波(調(diào)制載波)輸出給環(huán)形線圈64。而且，調(diào)制解調(diào)器63解調(diào)從被環(huán)形線圈64檢測到的IC卡1來的信號(ASK調(diào)制波)，并把解調(diào)后的數(shù)據(jù)輸出給SPU62。
環(huán)形線圈64相應(yīng)于調(diào)制解調(diào)器63提供的調(diào)制波產(chǎn)生磁場，并檢測IC卡1的環(huán)形線圈11的負(fù)載波動(dòng)。
即，由于在接收數(shù)據(jù)時(shí)，環(huán)形線圈64的端電壓隨與環(huán)形線圈64磁耦合的IC卡1的環(huán)形線圈11的負(fù)載變化而波動(dòng)，所以可以檢測出IC卡1的環(huán)形線圈11的負(fù)載變化。
另外，下面參見圖3的流程圖和圖4的時(shí)序圖解釋IC卡1和R/W41的操作情況。
首先，在步驟S1，R/W41從環(huán)形線圈64輻射預(yù)定的磁場，以監(jiān)視環(huán)形線圈64的負(fù)載情況，然后，進(jìn)入到等待狀態(tài)，一直到IC卡1接近閉合，檢測到負(fù)載情況變化。在步驟S1，R/W41也可以輻射用短圖形預(yù)定數(shù)據(jù)進(jìn)行ASK調(diào)制的磁場，反復(fù)呼叫IC卡1，一直到在預(yù)定周期內(nèi)獲得IC卡1的響應(yīng)。
當(dāng)在步驟S1，R/W41檢測到IC卡靠近閉合時(shí)，進(jìn)入到步驟S2，R/W41的SPU62以如圖5(A)所示的預(yù)定頻率(例如高至數(shù)據(jù)時(shí)鐘頻率2倍的頻率)用要向IC卡1發(fā)射的數(shù)據(jù)(例如如圖5(B)所示的數(shù)據(jù))調(diào)制矩形載波，然后，把經(jīng)調(diào)制的波(BPSK調(diào)制信號)(圖5(C))輸出給調(diào)制解調(diào)器63。
如上所述，通過發(fā)射不包括直流部分的調(diào)制波作為數(shù)據(jù)，可以在解調(diào)操作期間二進(jìn)制碼產(chǎn)生過程中改善S/N比特性。
在BPSK調(diào)制期間，當(dāng)如圖5(C)所示，數(shù)據(jù)值為0時(shí)，利用差分轉(zhuǎn)換對與前述BPSK調(diào)制的信號(“1”、“0”或“0”、“1”)一樣的信號進(jìn)行BPSK調(diào)制，當(dāng)數(shù)據(jù)值為1時(shí)，對前述BPSK調(diào)制的信號的相位反相獲得的信號(“1”反轉(zhuǎn)成“0”，“0”反轉(zhuǎn)成“1”)進(jìn)行BPSK調(diào)制。
如上所述，即使把BPSK調(diào)制信號進(jìn)行反轉(zhuǎn)，也利用這種差分轉(zhuǎn)換保持?jǐn)?shù)據(jù)隨調(diào)制波的相位變化，把信號解調(diào)成原始信號，這不再需要在進(jìn)行解調(diào)時(shí)考慮調(diào)制波的極性。因此，可以簡化解調(diào)電路(解調(diào)器25)的電路結(jié)構(gòu)。
在這里，如圖5(D)所示，也可把值為1的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成BPSK調(diào)制信號“1”和“0”，而把值為0的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成BPSK調(diào)制信號“0”和“1”，其相位反轉(zhuǎn)。在這種情況下，由于要求接收側(cè)考慮接收到的BPSK調(diào)制信號的極性(相位)進(jìn)行解調(diào)(如果不考慮極性，數(shù)據(jù)將反向解調(diào))，所以對解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)有一點(diǎn)制約。
調(diào)制解調(diào)器63對預(yù)定的載波用BPSK調(diào)制信號進(jìn)行ASK調(diào)制，把產(chǎn)生的調(diào)制波(ASK調(diào)制波)加到環(huán)形線圈64上，并把該數(shù)據(jù)發(fā)射給IC卡(在圖4的時(shí)間t0至t1期間)。
圖6示出了ASK調(diào)制產(chǎn)生的調(diào)制波的例子。調(diào)制解調(diào)器63以預(yù)定的調(diào)制度k(k＜1)對頻率為fc的載波進(jìn)行ASK調(diào)制。調(diào)制度k意味著數(shù)據(jù)幅度Vs對載波幅度的比例。由于k小于1，所以如圖6所示，產(chǎn)生的ASK調(diào)制波具有兩個(gè)電平(高電平和低電平)中的一種電平，在最大幅度時(shí)它們不為零。如上所述，由于調(diào)制波的最大幅度即使在低電平時(shí)也不為零，所以可以連續(xù)地向IC卡1提供電能。
在不進(jìn)行傳輸時(shí)，調(diào)制解調(diào)器63以兩電平中較高的電平產(chǎn)生調(diào)制波。
而且，由于調(diào)制度小于1，所以調(diào)制信號的頻譜顯示出功率集中在載波的載波頻率fc。在這種情況下，由于上下邊帶的功率之和等于載波頻率fc的功率(載波功率)的k2倍，所以載波功率等于調(diào)制波總功率的1/(1+k2)倍。因此，把調(diào)制度k設(shè)置到10.0％或者更小，可以把載波功率設(shè)置成高于總功率的99％(＝1/(1+0.1002))。如上所述，載波功率只與調(diào)制度有關(guān)，而與要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信速度無關(guān)。因此，可以與通信速率無關(guān)地設(shè)置調(diào)制度k。
當(dāng)用正弦波代替發(fā)射數(shù)據(jù)Vs的波形時(shí)(圖6)，上下邊帶的總功率等于載波功率的k2/2倍。所以，載波功率變?yōu)榭偣β实?/(1+K2/2)倍。在這種情況下，當(dāng)調(diào)制度k設(shè)置成14.1％或更小時(shí)，載波功率變?yōu)榭偣β实?9％(＝1/(1+0.1412/2))或者更高。因此，可以根據(jù)頻帶限制程度，通過限制調(diào)制波的頻帶，調(diào)制度k的最大值在約10.0％至約14.1％的范圍內(nèi)設(shè)定(數(shù)據(jù)Vs的波形變?yōu)榻咏也?。
接著，在步驟S3，IC卡1在環(huán)形線圈11內(nèi)，轉(zhuǎn)換R/W41的環(huán)形線圈64輻射的部分磁場。整流電路21整流和平滑環(huán)形線圈11轉(zhuǎn)換的信號，以控制載波頻率部分(不平滑數(shù)據(jù)部分)，然后，向穩(wěn)壓器22和HPF23輸出該信號。
在這種情況下，環(huán)形線圈11兩端的電壓V0用例如下式表示V0＝V10(1+k×Vs(t))cos(ωt)這里，V10表示載波部分的幅度。
而且，整流后的電壓V1內(nèi)的低電平值VLR用例如下式表示。
VLR＝V10(1+k×(-1))-Vf這里，Vf表示整流電路21的二極管D上的壓降，通常Vf約為0.7V。
穩(wěn)壓器22穩(wěn)定在整流電路21內(nèi)整流和平滑的信號，并把該信號作為直流電提供給定序器24。由于調(diào)制度k小于1，所以整流后的電壓變化(高低電平差)很小。因此，穩(wěn)壓器22能容易地產(chǎn)生直流電。另一方面，HPF23控制整流電路21提供的信號中的直流部分，向解調(diào)器25輸出交流部分(數(shù)據(jù)部分)。在這種情況下，還控制IC卡1移動(dòng)產(chǎn)生的電壓V1的低頻部分的波動(dòng)。
例如，當(dāng)接收到調(diào)制度k為5％的調(diào)制信號，使V10變?yōu)?V或更高時(shí)，整流后的低電平電壓VLR變?yōu)?.15(＝3×(1-0.05)-0.7)V或更高。這里，穩(wěn)壓器22向定序器24提供足以作為電源的電壓(例如2V)，整流后的電壓V1的交流部分(數(shù)據(jù)部分)幅度2×k×V10(峰峰值)變?yōu)?.3(2×0.05×3)V或更高，解調(diào)器25能以足夠高的S/N比來解調(diào)數(shù)據(jù)。
即使如上所述調(diào)制度k小于1，也能以高S/N比來解調(diào)數(shù)據(jù)。因而，可以進(jìn)行低出錯(cuò)率的通信，還可以向定序器24提供足夠的直流電壓作為電源。
圖8示出了整流電路21的接收數(shù)據(jù)或發(fā)射數(shù)據(jù)和輸出電壓V1與HPF23的輸出電壓V2之間的對應(yīng)關(guān)系。
例如，當(dāng)把如圖8A所示的整流電路21的輸出電壓V1輸出到HPF23時(shí)，HPF23控制其直流部分(低頻部分)，取出具有如圖8B所示的極性的數(shù)據(jù)信號，把該數(shù)據(jù)信號輸出給解調(diào)器25。
解調(diào)器25利用零交叉比較器把具有這種極性的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成如圖8C所示的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)1或0，并調(diào)解該數(shù)據(jù)(BPSK調(diào)制信號)，此后，向定器24輸出解調(diào)后的數(shù)據(jù)。
在步驟S4，定序器24對應(yīng)于提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(在從圖4的時(shí)間t1至?xí)r間t2期間)。在該期間，在發(fā)射出數(shù)據(jù)1之后，即一直到從IC卡1接收到響應(yīng)，R/W41一直處于等待狀態(tài)。因此，輸出電壓V1的值表示在此期間(從圖8的時(shí)間t1至?xí)r間t2期間)接收到值為1的數(shù)據(jù)的情況。
接著，在步驟S5，定序器24向調(diào)制電路27輸出數(shù)據(jù)作為處理結(jié)果。調(diào)制電路27向R/W41發(fā)射該數(shù)據(jù)(在從圖4的時(shí)間t2至?xí)r間t3期間)。
調(diào)制電路27使FET隨數(shù)據(jù)(信號)的電壓值進(jìn)行開關(guān)操作，改變整流電路21的負(fù)載情況。例如，當(dāng)把如圖8D所示的數(shù)據(jù)輸出給調(diào)制電路27的FET時(shí)，由于FET的開關(guān)操作，整流電路21的負(fù)載情況變化，整流電路21的輸出電壓V1也隨如圖8A所示的數(shù)據(jù)變化。
在這種情況下，把阻抗Z的值設(shè)置成使在發(fā)射時(shí)的V1的低電平電壓VLS高于在接收時(shí)V1的低電平電壓VLR(即，在發(fā)射時(shí)的電壓變化小于在接收時(shí)的電壓變化)，以獲得定序器24的電源。因而，即使在發(fā)射期間，穩(wěn)壓器22可以向定序器24提供足夠的電力。
在R/W41中，較大的是檢測到的信號的幅度變化，更好的是在對發(fā)射的數(shù)據(jù)解調(diào)期間的S/N比特性。因此，還希望把V LS(即阻抗Z)設(shè)置成大于V LR，并使V LS幾乎等于V LR。
在步驟S6，R/W41的調(diào)制解調(diào)器63連續(xù)地發(fā)射數(shù)據(jù)1，即使在從IC卡1接收數(shù)據(jù)期間。調(diào)制解調(diào)器63根據(jù)與IC卡1的環(huán)形線圈11磁耦合的環(huán)形線圈64的微小的端電壓變化(例如幾十毫伏)檢測IC卡1的整流電路21的負(fù)載變化(電壓變化)。
調(diào)制解調(diào)器63用高增益放大器放大檢測到的信號(ASK調(diào)制波)，此后，解調(diào)該數(shù)據(jù)，以把產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出給SPU62。
在從IC卡1向R/W41傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，IC卡1的定序器24還可以進(jìn)行BPSK調(diào)制，用R/W41的SPU62解調(diào)BPSK調(diào)制的信號。
在步驟S7，SPU62對該數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的處理(在從圖4的時(shí)間t3至?xí)r間t4期間)。
而且，在步驟S8，SPU62根據(jù)處理結(jié)果判斷通信是否完成。當(dāng)獲得否定結(jié)果時(shí)，R/W41返回到步驟S2，在步驟S2至S7(在從圖4的時(shí)間t4至t8)進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)的通信。而當(dāng)獲得肯定結(jié)果時(shí)，R/W41完成與IC卡1的通信。
如上所述，在由IC卡1和R/W41構(gòu)成的非接觸系統(tǒng)中，利用調(diào)制度k小于1并可以使占用的頻段變窄而不降低通信速率的ASK調(diào)制，可以向IC卡1提供穩(wěn)定的直流電。
在上述實(shí)施例中，對要發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行BPSK調(diào)制，然后進(jìn)行ASK調(diào)制，以便發(fā)射，但也可以用ASK調(diào)制發(fā)射未經(jīng)BPSK調(diào)制的數(shù)據(jù)。在這種情況下，在解調(diào)期間的S/N比特性可能會降低一些。
圖9示出了非接觸卡片系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)例子。在這種非接觸卡片系統(tǒng)中，IC卡1用平面電極81代替了圖1的環(huán)形線圈11，而R/W41用平面電極101代替了圖1的環(huán)形線圈64。IC卡1與R/W41之間的通信通過這些平面電極81、101利用電場的變化進(jìn)行。
其它構(gòu)成元件與系統(tǒng)的操作與圖1的非接觸卡片系統(tǒng)相同，這里不再重復(fù)相同的解釋。
圖10示出了非接觸卡片系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)例子。在這種非接觸卡片系統(tǒng)中，IC卡用半波長雙極天線86代替圖1的環(huán)形線圈11，而R/W41用半波長雙極天線106代替了圖1的環(huán)形線圈64。IC卡1與R/W41之間的通信通過這些半波長雙極天線86、106利用微波或準(zhǔn)微波信號進(jìn)行通信。
這里，半波長雙極天線86、106可以用單波長環(huán)形天線代替。
其它構(gòu)成元件與系統(tǒng)的操作與圖1的非接觸卡片系統(tǒng)相同，因此，這里不再重復(fù)相同的解釋。
上述的非接觸卡片系統(tǒng)可以應(yīng)用于例如檢票裝置、保安系統(tǒng)或才電子貨幣系統(tǒng)等。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置和數(shù)據(jù)處理方法，由于接收到根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行ASK調(diào)制的電磁波，對接收到的電磁波功率進(jìn)行整流，用作電源，并通過控制電源的負(fù)載情況來發(fā)射數(shù)據(jù)，所以可以接收到占用頻帶窄的電磁波，并從該接收到的信號中取出數(shù)據(jù)。
而且，如上所述，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置以及數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法，由于發(fā)射用數(shù)據(jù)進(jìn)行ASK調(diào)制的電磁波，并通過檢測發(fā)射的電磁波的變化來從數(shù)據(jù)處理裝置接收數(shù)據(jù)，所以能以高的通信速率進(jìn)行通信，而同時(shí)把占用的頻帶保持在窄的范圍內(nèi)，并能向IC卡提供足夠的電源。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理方法，用于通過電磁場感應(yīng)耦合接收和發(fā)射數(shù)據(jù)，磁通量穿過環(huán)形線圈，所述方法包含接收經(jīng)過ASK調(diào)制的電磁波，該電磁波是用載波對數(shù)據(jù)以小于1的調(diào)制度調(diào)制產(chǎn)生的；通過整流接收到的AS調(diào)制的電磁波產(chǎn)生工作電源；解調(diào)ASK調(diào)制的電磁波，取出數(shù)據(jù)；處理所述取出的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生待發(fā)射的數(shù)據(jù)；以及使環(huán)形線圈上的電壓根據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)變化，從而發(fā)射該數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)以BPSK調(diào)制。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述載波為單載波頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述調(diào)制度在10.0至14.1％之間。
5.一種數(shù)據(jù)處理方法，用于通過環(huán)形線圈發(fā)射的電磁場感應(yīng)耦合接收和發(fā)射數(shù)據(jù)，所述方法包含用數(shù)據(jù)調(diào)制載波，產(chǎn)生ASK調(diào)制的電磁波，其調(diào)制度小于1；發(fā)射該ASK調(diào)制的電磁波；接收該ASK調(diào)制的電磁波，檢測環(huán)形線圈上的電壓變化；以及解調(diào)該ASK調(diào)制的電磁波，取出數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)以BPSK調(diào)制。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述載波為單載波頻率。
8.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述調(diào)制度在10.0至14.1％之間。
9.一種發(fā)射-接收方法，通過在第一和第二線圈之間的電磁場感應(yīng)耦合來實(shí)現(xiàn)，該方法包含用數(shù)據(jù)調(diào)制載波，產(chǎn)生ASK調(diào)制的電磁波，其調(diào)制度小于1；從第一環(huán)形線圈發(fā)射該ASK調(diào)制的電磁波；第二環(huán)形線圈接收該ASK調(diào)制的電磁波；解調(diào)該ASK調(diào)制的調(diào)制波，取出數(shù)據(jù)；處理取出的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生待發(fā)射的數(shù)據(jù)；對第二環(huán)形線圈上的電壓，根據(jù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進(jìn)行幅度調(diào)制；接收由第一環(huán)形線圈上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)控制的ASK調(diào)制的電磁波；以及解調(diào)所述接收的數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)發(fā)射-接收方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)以BPSK調(diào)制。
11.如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)發(fā)射-接收方法，其特征在于，所述載波為單載波頻率。
全文摘要
為了以較高的通信速率進(jìn)行通信而又保持占用窄的頻帶，R/W的SPU對要發(fā)射的數(shù)據(jù)作BPSK調(diào)制，然后把經(jīng)調(diào)制的信號輸出給調(diào)制解調(diào)器。另一方面，調(diào)制解調(diào)器還進(jìn)一步對調(diào)制的數(shù)據(jù)作ASK調(diào)制，并把經(jīng)ASK調(diào)制的信號輸出給第一環(huán)形線圈。第一環(huán)形線圈對應(yīng)于提供的調(diào)制波產(chǎn)生磁場。IC卡用另一環(huán)形線圈轉(zhuǎn)換R/W輻射的部分磁場，以從該電子信號中產(chǎn)生電源，還取出要發(fā)射的數(shù)據(jù)。而且，在向R/W發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，另一環(huán)形線圈11的負(fù)載根據(jù)數(shù)據(jù)變化。R/W用第一環(huán)形線圈檢測與第一環(huán)形線圈磁耦合的IC卡另一環(huán)形線圈的負(fù)載變化。
文檔編號H04B5/00GK1495667SQ0315779
公開日2004年5月12日 申請日期1997年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月20日
發(fā)明者田中勝之, 有沢繁, 日下部進(jìn), 伊賀章, 進(jìn) 申請人:索尼株式會社