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，用于接收相應于預定數(shù)據(jù)進行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，用預定發(fā)射裝置發(fā)射對應于預定數(shù)據(jù)進行ASK調(diào)制的電磁波，并通過檢測發(fā)射裝置的負載情況的變化來接收數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在討論檢票機、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)，用預定的系統(tǒng)發(fā)射的數(shù)據(jù)對載波進行調(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，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，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)需要的時間太長，在實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，因為使用了兩個不同的頻帶，另一個問題是電路結(jié)構(gòu)變大，因為要發(fā)射或接收頻率不同的兩種類型的電磁波。
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，實現(xiàn)高通信速率的通信，向IC卡提供足夠的電源，而同時又保持了窄的占用頻寬。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，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)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得明顯，其中

圖1是作為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理裝置一個實施例的應用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/接收裝置一個實施例的讀/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)的操作實例的時序圖；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。
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)處理裝置的一個實施例的IC卡設(shè)計成無電池型IC卡。例如，把它制成諸如信用卡的平板，在預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，并連接到接地點上。
該整流電路21對環(huán)形線圈11提供的電信號(相應于R/W41產(chǎn)生的ASK調(diào)制波)進行整流，并對該信號進行平滑(即，進行檢波)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(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移動產(chǎn)生的電壓波動和IC卡1功耗變化產(chǎn)生的電壓波動。
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相應于解調(diào)器25提供的數(shù)據(jù)進行預定的處理。定序器24在向R/W41發(fā)射數(shù)據(jù)時把該數(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進行處理時，暫時存儲被處理的數(shù)據(jù)。而且，存儲器26還能利用不需要電源來保持數(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)信號的電壓進行開關(guān)操作，使加在整流電路21兩端的負載波動。即，當FET導通時，阻抗Z加到整流電路21的負載上。
如上所述，通過使整流電路21的負載波動而使環(huán)形線圈11兩端的電壓波動。即，基本上進行ASK調(diào)制。另外，把這種電壓波動通過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/接收裝置的一個實施例的R/W41。
圖1的R/W41與IC卡1進行通信。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)裝載的程序進行各種處理。例如，對要發(fā)射給IC卡1的數(shù)據(jù)進行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上顯示預定的數(shù)據(jù)。此外，SPU62還能與預定的外部設(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的負載波動。
即，由于在接收數(shù)據(jù)時，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的負載變化而波動，所以可以檢測出IC卡1的環(huán)形線圈11的負載變化。
另外，下面參見圖3的流程圖和圖4的時序圖解釋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輻射預定的磁場，以監(jiān)視環(huán)形線圈64的負載情況，然后，進入到等待狀態(tài)，一直到IC卡1接近閉合，檢測到負載情況變化。在步驟S1，R/W41也可以輻射用短圖形預定數(shù)據(jù)進行ASK調(diào)制的磁場，反復呼叫IC卡1，一直到在預定周期內(nèi)獲得IC卡1的響應。
當在步驟S1，R/W41檢測到IC卡靠近閉合時，進入到步驟S2，R/W41的SPU62以如圖5(A)所示的預定頻率(例如高至數(shù)據(jù)時鐘頻率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)操作期間二進制碼產(chǎn)生過程中改善S/N比特性。
在BPSK調(diào)制期間，當如圖5(C)所示，數(shù)據(jù)值為0時，利用差分轉(zhuǎn)換對與前述BPSK調(diào)制的信號(“1”、“0”或“0”、“1”)一樣的信號進行BPSK調(diào)制，當數(shù)據(jù)值為1時，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”)進行BPSK調(diào)制。
如上所述，即使把BPSK調(diào)制信號進行反轉(zhuǎn)，也利用這種差分轉(zhuǎn)換保持數(shù)據(jù)隨調(diào)制波的相位變化，把信號解調(diào)成原始信號，這不再需要在進行解調(diào)時考慮調(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)有一點制約。
調(diào)制解調(diào)器63對預定的載波用BPSK調(diào)制信號進行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以預定的調(diào)制度k(k＜1)對頻率為fc的載波進行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)制波具有兩個電平(高電平和低電平)中的一種電平，在最大幅度時它們不為零。如上所述，由于調(diào)制波的最大幅度即使在低電平時也不為零，所以可以連續(xù)地向IC卡1提供電能。
在不進行傳輸時，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。
當用正弦波代替發(fā)射數(shù)據(jù)Vs的波形時(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，當調(diào)制度k設(shè)置成14.1％或更小時，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移動產(chǎn)生的電壓V1的低頻部分的波動。
例如，當接收到調(diào)制度k為5％的調(diào)制信號，使V10變?yōu)?V或更高時，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，可以進行低出錯率的通信，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之間的對應關(guān)系。
例如，當把如圖8A所示的整流電路21的輸出電壓V1輸出到HPF23時，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)字數(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對應于提供的數(shù)據(jù)進行處理(在從圖4的時間t1至時間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，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的時間t1至時間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的時間t2至時間t3期間)。
調(diào)制電路27使FET隨數(shù)據(jù)(信號)的電壓值進行開關(guān)操作，改變整流電路21的負載情況。例如，當把如圖8D所示的數(shù)據(jù)輸出給調(diào)制電路27的FET時，由于FET的開關(guān)操作，整流電路21的負載情況變化，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)射時的V1的低電平電壓VLS高于在接收時V1的低電平電壓VLR(即，在發(fā)射時的電壓變化小于在接收時的電壓變化)，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VLS(即阻抗Z)設(shè)置成大于VLR，并使VLS幾乎等于VLR。
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)字數(shù)據(jù)輸出給SPU62。
在從IC卡1向R/W41傳輸數(shù)據(jù)時，IC卡1的定序器24還可以進行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)進行預定的處理(在從圖4的時間t3至時間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。當獲得否定結(jié)果時，R/W41返回到步驟S2，在步驟S2至S7(在從圖4的時間t4至t8)進行下一次數(shù)據(jù)的通信。而當獲得肯定結(jié)果時，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。
在上述實施例中，對要發(fā)射的數(shù)據(jù)進行BPSK調(diào)制，然后進行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利用微波或準微波信號進行通信。
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，這里不再重復相同的解釋。
上述的非接觸卡片系統(tǒng)可以應用于例如檢票裝置、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)進行ASK調(diào)制的電磁波，對接收到的電磁波功率進行整流，用作電源，并通過控制電源的負載情況來發(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行通信，而同時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
1.一種平面型數(shù)據(jù)處理裝置，在基片或薄膜上設(shè)置電路，以非接觸形式發(fā)射或接收數(shù)據(jù)，并處理所述數(shù)據(jù)，所述裝置包含接收裝置，用于接收用所述數(shù)據(jù)作ASK調(diào)制的電磁波；整流裝置，用于把所述接收裝置接收到的電磁波的電能整流成電源；解調(diào)裝置，用于從所述接收裝置接收到的電磁波中解調(diào)出數(shù)據(jù)；處理裝置，用于處理所述數(shù)據(jù)；以及發(fā)射裝置，用于通過控制所述電源的負載情況發(fā)射數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述電磁波以小于1的調(diào)制度進行ASK調(diào)制。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述電磁波以使載波頻率部分的功率對所述電磁波的總功率比保持在99％或更高的調(diào)制度進行ASK調(diào)制。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述電磁波的載波為單頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述電磁波還用所述BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)進行ASK調(diào)制，還包括第二解調(diào)裝置，以解調(diào)該BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述電磁波為微波，所述接收裝置包括半波長雙極天線或單波長環(huán)形天線。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，還包含穩(wěn)壓裝置，以穩(wěn)定所述整流裝置產(chǎn)生的所述電源。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述發(fā)射裝置基本上通過ASK調(diào)制發(fā)射數(shù)據(jù)。
9.一種在平面型數(shù)據(jù)處理裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)處理方法，數(shù)據(jù)處理裝置在基片或薄膜上設(shè)置有電路，以非接觸形式發(fā)射或接收數(shù)據(jù)，并處理所述數(shù)據(jù)，所述方法包含下列步驟接收用所述數(shù)據(jù)作ASK調(diào)制的電磁波；整流接收到的電磁波功率，以提供電源；從接收到的電磁波中解調(diào)出所述數(shù)據(jù)；處理所述數(shù)據(jù)；以及通過控制所述電源的負載情況發(fā)射所述數(shù)據(jù)。
10.一種數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，用于基片或薄膜上設(shè)置有處理數(shù)據(jù)的電路的平面型數(shù)據(jù)處理裝置，以非接觸的形式發(fā)射和接收所述數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置包含調(diào)制裝置，用于用所述數(shù)據(jù)進行ASK調(diào)制；發(fā)射/接收裝置，用于發(fā)射經(jīng)ASK調(diào)制的電磁波，并通過檢測所述電磁波的變化從所述數(shù)據(jù)處理裝置接收所述數(shù)據(jù)；以及解調(diào)裝置，用于解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，其特征在于，所述調(diào)制裝置以小于1的調(diào)制度進行ASK調(diào)制。
12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，其特征在于，所述調(diào)制裝置以使載波頻率部分的功率對所述電磁波的總功率比保持在99％或更高的調(diào)制度進行ASK調(diào)制。
13.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，其特征在于，所述電磁波的載波為單頻率。
14.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，其特征在于，還包含第二調(diào)制裝置，調(diào)制預定的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生不包括DC部分的調(diào)制信號。
15.如權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，其特征在于，所述第二調(diào)制裝置進行BPSK調(diào)制。
16.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)發(fā)射和接收裝置，其特征在于，所述電磁波為微波，所述發(fā)射和接收裝置包括半波長雙極天線或單波長環(huán)形天線。
17.一種數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法，用于基片或薄膜上設(shè)置有處理數(shù)據(jù)的電路的平面型數(shù)據(jù)處理裝置，以非接觸的形式發(fā)射或接收所述數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法包含用所述數(shù)據(jù)進行ASK調(diào)制；發(fā)射經(jīng)ASK調(diào)制的電磁波，并通過檢測所述電磁波情況的變化從所述數(shù)據(jù)處理裝置接收所述數(shù)據(jù)；以及解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)。
全文摘要
為了比較高的通信速率進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,另一環(huán)形線圈11的負載根據(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)形線圈的負載變化。
文檔編號G06K7/00GK1175043SQ9711364
公開日1998年3月4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, 伊賀章 申請人:索尼株式會社