Brevet FR2868183A1 — publié le 20050930

SUPPORT DE DONNEES SANS CONTACT A DEMODULATION DE COURANT L'invention concerne un support de données comportant un élément de couplage pour la réception d'un signal modulé en amplitude et pour l'absorption d'énergie d'un champ électrique, un circuit redresseur monté en aval de l'élément de couplage, un régulateur en parallèle relié au circuit redresseur, un premier dispositif de mesure pour mettre à disposition un premier signal dépendant de la consommation de courant par l'élément de couplage et un démodulateur pour la démodulation d'un premier signal. io Des supports de données de ce genre sont connus principalement sous la forme de cartes à puce, comme cela ressort, par exemple, du DE 19634134 Al. Dans le procédé qui y est décrit pour la transmission de données entre un terminal et un support de données portable par l'intermédiaire d'une voie de transmission électromagnétique sans fil, il s'effectue une modulation MDA 100 % du signal porteur. Cette connexion/déconnexion du signal porteur peut être démodulée relativement facilement sur un support de données, mais a l'inconvénient qu'il n'y a pas de signal d'horloge disponible pendant l'intervalle de suppression. Outre la modulation MDA 100 %, on utilise aussi une modulation MDA 10 %. Dans ce genre de modulation, le signal porteur n'est pas connecté et déconnecté, mais l'amplitude du signal porteur est réduite seulement de 10 %. Une modulation de ce genre est relativement difficile à démoduler, car, en cas d'un changement de l'éloignement entre un appareil d'écriture/lecture et le support de données, l'intensité de champ qui y est active fluctue fortement. Un support de données amélioré est connu par le EP 0940769 B1. Dans le support de données qui y est proposé, il est prévu un régulateur en parallèle qui maintient constante la tension aux bornes de l'élément de couplage et à la sortie du redresseur en commandant le courant qui passe dans le régulateur en parallèle. Il est prévu, entre le redresseur et le régulateur en parallèle, un dispositif de mesure du courant qui met à disposition un signal d'entrée pour un démodulateur d'amplitude. Cela pose problème dans les circuits connus que des supports de données comportent des composants de circuit qui ont une consommation de courant qui fluctue fortement. On court ainsi le danger qu'une fluctuation de courant détectée soit interprétée comme une variation d'intensité de champ correspondant à une modulation MDA 10 %, bien qu'il s'agisse d'un saut de charge dans l'un des composants de circuit prévus sur le support de données. Afin d'éviter des erreurs de ce genre, on peut faire fonctionner les composants de circuit du support de données de telle manière qu'ils ne produisent pas de changement de charge. Mais cela est très complexe pour le dessin du circuit. Il est connu, par le US 6 134 130, de prévoir un puits de courant constant qui compense les besoins irréguliers en courant de la puce. II apparaît alors vers l'extérieur des besoins en courant uniformes. Mais un inconvénient est que les besoins en courant moyens augmentent, ce qui entraîne aussi un échauffement supplémentaire du support de données. L'invention vise à indiquer un support de données qui présente une sensibilité plus petite à des variations de consommation de courant et qui est de construction simple. Suivant l'invention, on y parvient par un support de données caractérisé par un deuxième dispositif de mesure pour la mise à disposition d'un deuxième signal dépendant de la consommation de courant d'appareils utilisateurs de courant dynamique et par un dispositif de combinaison pour former, à partir du premier et du deuxième signal, un troisième signal destiné à être envoyé au démodulateur, de telle manière que les dépendances par rapport à la consommation de courant d'appareils utilisateurs de courant dynamiques sont compensées au moins partiellement dans le troisième signal. Dans le support de données suivant l'invention, on détecte donc, d'une part, la consommation de courant totale et on détecte, de plus, la consommation d'appareils utilisateurs de courant dynamique. La consommation de courant totale est dépendante d'un courant passant dans le régulateur en parallèle, d'un courant passant dans des appareils utilisateurs de courant constant et d'un courant passant par des appareils utilisateurs de courant dynamiques. Le courant passant dans le régulateur en parallèle contient donc deux grandeurs dynamiques, d'une part, le signal modulé en amplitude et, d'autre part, des variations de courant dues à des sauts de charge des appareils utilisateurs de courant dynamiques. L'avantage du circuit suivant l'invention consiste en ce que, en détectant la consommation de courant d'appareils utilisateurs de courant dynamiques au moyen d'une combinaison adéquate avec le signal dépendant de la consommation de courant totale, des fluctuations de courant provoquées par des sauts de charge peuvent être au moins en partie compensées. Le io troisième signal à la sortie du dispositif de combinaison prévu à cet effet ne dépend donc plus du tout ou seulement dans une faible mesure des sauts de charge d'appareils utilisateurs de courant dynamiques. La seule variation dynamique de signal dépend du signal modulé en amplitude que l'on cherche à démoduler et qui est envoyé à cet effet au démodulateur convenant pour is une MDA. Il peut être contenu dans le troisième signal aussi des composantes qui proviennent de la consommation de courant d'appareils utilisateurs constants et qui sont donc elles-mêmes constantes. Elles ne gênent pas la démodulation et ne posent donc pas problème. Dans un mode de réalisation avantageux, le premier signal est 20 dérivé d'un signal de commande d'un transistor de réglage du régulateur en parallèle. Il est, de plus, avantageux de brancher entre le circuit redresseur et les appareils utilisateurs de courant dynamiques un régulateur en série pour la régulation de l'alimentation en tension pour les appareils utilisateurs de courant dynamique. De manière avantageuse, le deuxième signal est dérivé d'un signal de commande d'un transistor de réglage du régulateur en série. Dans un perfectionnement de l'invention, la consommation de courant de divers appareils utilisateurs de courant dynamiques peut être détectée de façon séparée et envoyée indépendamment l'une de l'autre aux dispositifs de combinaison. Dans un mode de réalisation avantageux, pour divers appareils utilisateurs de courant dynamiques, des signaux dépendant de la consommation de courant sont mis à disposition et envoyés au dispositif de combinaison pour la formation du troisième signal. Dans un mode de réalisation avantageux, le circuit redresseur comporte deux redresseurs parallèles, l'un des redresseurs étant relié côté sortie au régulateur en parallèle et l'autre redresseur étant relié côté sortie aux au moins les appareils utilisateurs de courant dynamiques. L'invention est explicitée plus en détail dans ce qui suit à l'aide d'un exemple de réalisation. Au dessin: la Figure 1 représente schématiquement la structure d'un support de données suivant l'invention, la Figure 2 représente de manière détaillée l'exemple de io réalisation de la Figure 1, la Figure 3 illustre un exemple de réalisation élargi d'un support de données suivant l'invention, la Figure 4 représente un exemple de réalisation d'un support de données suivant l'invention réalisé en variante à la Figure 3, la Figure 5 représente schématiquement un support de données suivant l'invention comportant deux redresseurs et la Figure 6 représente de manière détaillée un régulateur en parallèle et un dispositif de mesure qui y est relié pour détecter la consommation de courant. La Figure 1 représente un support 1 de données suivant l'invention, comportant un circuit résonant qui est constitué d'une bobine 2 utilisée comme élément de couplage et d'un condensateur. L'élément 2 de couplage est relié à un circuit 3 redresseur. Le support de données comporte, de plus, des appareils 14 utilisateurs de courant constant et des appareils 13 utilisateurs de courant dynamique qui sont alimentés en une tension pouvant être prélevée à la sortie du circuit 3 redresseur. Pour réguler la tension mise à disposition des appareils utilisateurs, il est prévu un régulateur 4 en parallèle par lequel passe, en fonction de la tension s'appliquant à la sortie du redresseur, un courant plus ou moins grand qui charge l'élément de couplage et régule ainsi la tension. L'élément 2 de couplage est prévu, d'une part, pour recevoir de l'énergie d'un champ électrique qui est produit par un appareil d'écriture/lecture et, d'autre part, pour recevoir un signal modulé en amplitude qui est produit également par l'appareil d'écriture/lecture ou aussi par un autre support de données. Pour la modulation, on utilise une modulation MDA 10 %, c'est-à-dire que le signal porteur modifie son amplitude de 10 % suivant les données à transmettre. On doit détecter maintenant dans le support 1 de données la variation d'intensité de champ résultant de la modulation et l'envoyer à un détecteur 7. Comme le support de données suivant l'invention est muni d'un régulateur 4 en parallèle, la tension aux bornes de l'élément 2 de couplage est sensiblement constante et ne peut pas être utilisée pour une détection de variation d'intensité de champ. Toutefois, le courant iR est dépendant de la modulation car, pour obtenir une tension constante, on doit modifier le courant io de manière correspondant à la modulation. Il est donc possible, en détectant le courant iK dans l'élément 2 de couplage, d'obtenir un signal qui est dépendant de l'intensité de champ modulé en amplitude du champ électrique. A cet effet, il est prévu, entre le circuit 3 redresseur et le régulateur 4 en parallèle, un premier dispositif 5 de mesure qui produit un premier signal 6 qui dépend du courant IK dans l'élément 2 de couplage. Le premier signal 6 est envoyé à un dispositif 10 de combinaison. Comme cela a été indiqué au début, le premier signal obtenu contient non seulement des variations qui sont provoquées par une modulation du champ électrique, mais aussi une "information", qui est produite par des sauts de charge d'appareils 13 utilisateurs de courant dynamiques. Il n'est pas possible pour le démodulateur 7, suivant le genre des sauts de charge, de différencier les fluctuations de courant provoquées par ceux-ci des modulations d'amplitude. C'est pourquoi il est prévu un deuxième dispositif 8 de mesure qui produit un deuxième signal 9 qui est dépendant de la consommation de courant des appareils 13 utilisateurs de courant dynamique. Le deuxième signal 9 est envoyé également au dispositif 10 de combinaison. Par une combinaison adéquate du premier signal 6 et du deuxième signal 9, on peut produire un troisième signal 11 dans lequel les dépendances par rapport à la consommation Idyn de courant sont au moins en partie compensées. La combinaison peut s'effectuer, par exemple, de telle manière que le premier signal 6 et le deuxième signal 9 sont additionnés; on doit prendre garde, lors de la production des signaux 6 et 9, que des variations du courant respectivement mesurées n'aient pas d'influence inversée. De manière correspondante, les signaux pourraient être soustraits si des variations des courants mesurés respectivement changent dans le même sens. Le troisième signal 11 est ensuite envoyé au démodulateur 7 qui est maintenant en mesure de démoduler de manière sûre un signal modulé MDA 10 %, même pour de faibles intensités de champ. En cas de faible intensité de champ, la consommation de courant dynamique forme une composante toujours plus dominante de la consommation de courant totale. C'est pourquoi il est important, particulièrement pour une faible intensité de champ, que les influences des appareils utilisateurs de courant dynamique soient compensées dans le signal à démoduler. Par le mode de réalisation suivant l'invention d'un support de io données, on peut la faire fonctionner de manière sûre même pour de faibles intensités de champ, ce qui augmente la portée du support de données. Un support de données suivant l'invention est représenté de manière détaillée à la Figure 2. Le régulateur 4 en parallèle comporte un transistor 12 de réglage et un composant 18 de commande qui commande la grille du transistor 12. Le transistor 12 est un transistor PMOS, car celui-ci convient particulièrement bien à une commande de courant. Le courant passant dans le transistor 12 de réglage est proportionnel à la tension à sa borne de grille. C'est pourquoi le premier dispositif 5 de mesure est mis à disposition de manière particulièrement simple par le fait que la tension de commande pour le transistor 12 est prélevée et est envoyée comme premier signal 6 au dispositif 10 de combinaison. Le deuxième dispositif de mesure pour la mesure de la consommation de courant d'appareils utilisateurs de courant dynamique est combiné, dans l'exemple de réalisation décrit à la Figure 2, à un régulateur 15 en série. Le régulateur 15 en série comporte un transistor 16 de réglage NMOS et un composant 19 de commande qui produit une tension de commande pour la borne de grille du transistor 16. Pour produire le deuxième signal 9, on tire parti du fait que la tension aux bornes des appareils utilisateurs de courant dynamique dépend fortement de la consommation de courant instantané des appareils 13 utilisateurs de courant dynamiques. D'autre part, la tension de grille du transistor 16 est à une distance fixe de la tension à la source. La tension à la grille du transistor 16 est ainsi une mesure pour le courant dans les appareils 13 utilisateurs de courant dynamique. Par un prélèvement de la tension de commande des composants 19 de commande à la grille du transistor 16, on met à disposition un deuxième dispositif 8 de mesure. Le deuxième signal 9 est ensuite envoyé au dispositif 10 de combinaison. Le traitement ultérieur du premier et du deuxième signal 6 et 9 s'effectue comme à la Figure 1. La Figure 3 représente un exemple de réalisation supplémentaire. Dans cet exemple, divers appareils 13a, 13b et 13c utilisateurs de courant dynamiques sont alimentés de manière séparée. Une raison à cela pourrait tenir à des aspects de sécurité, mais il pourrait être exigé aussi des tensions d'alimentation différentes pour divers appareils utilisateurs de courant. Il est prévu pour chacun des appareils 13a, 13b et 13c utilisateurs de courant dynamique un régulateur 15 longitudinal qui a chaque io fois un deuxième dispositif de mesure pour la production d'un deuxième signal qui est envoyé au dispositif 10 de combinaison. Le dispositif 10 de combinaison additionne les valeurs de mesure des deuxièmes signaux 9 et les combine aux premiers signaux 6. L'exemple de la réalisation de la Figure 4 est une variante de l'exemple de réalisation de la Figure 3. Il n'y est prévu qu'un seul régulateur 15 de tension en série, il est prévu, en dépit de cela, pour divers appareils 13a, 13b et 13c utilisateurs de courant dynamiques, chaque fois un deuxième dispositif 8 de mesure distinct. Le régulateur 15 de tension en série y régule la tension d'alimentation pour les appareils 13a et 13b utilisateurs de courant dynamique, tandis que l'appareil 13c utilisateur de courant dynamique reçoit une tension qui est prélevée en amont du régulateur 15 de tension en série. Cet exemple de réalisation tient compte du fait que la tension dans le régulateur 4 en parallèle est réglée, par exemple, à ce que l'on appelle une tension moyenne de 5 V. Les appareils 13a et 13b utilisateurs de courant, qui reçoivent leur tension d'alimentation par l'intermédiaire du régulateur 15 de tension en série, travaillent en revanche à ce que l'on appelle une basse tension de typiquement 2 V. Cela rend nécessaire pour les divers appareils utilisateurs de détecter la consommation de courant instantané de manière séparée. La Figure 5 représente un perfectionnement de l'exemple de réalisation de la Figure 1. Le circuit 3 redresseur y comporte deux redresseurs 17 qui sont branchés en parallèle. Alors que l'un des redresseurs 17 met à dispositif à sa sortie une tension qui est envoyée aux appareils 14 et 13 utilisateurs, l'autre redresseur 17 est relié au régulateur 4 en parallèle qui régule la grandeur de la tension mise à disposition. Comme les redresseurs 17 sont branchés en parallèle, les augmentations du courant dans le régulateur 4 en parallèle et dans le redresseur 17 représenté le plus bas provoquent aussi une diminution de la tension à la sortie du redresseur 17 le plus haut. La Figure 6 représente de manière détaillée le régulateur 4 en parallèle de la Figure 5. Le transistor 12 de réglage est commandé par un composant 18 de commande. Le composant 18 de commande et le transistor 12 de réglage forment le régulateur 4 en parallèle. La tension de commande pour la grille du transistor 12 est envoyée en même temps à la borne de grille io d'un transistor 20. Ce dernier est relié à un transistor 21 branché en diode, qui est relié par sa borne de grille à son tour à la borne de grille d'un transistor 22 supplémentaire. De plus, les bornes de source et de drain des deux transistors 21 et 22 sont reliées entre elles. Le premier signal 6 peut être prélevé sur le transistor 22. Le dispositif constitué des transistors 21 et 22 forme, conjointement avec la liaison à la borne de grille du transistor 12, le premier dispositif 5 de mesure. Liste de signes de référence 1 Support de données 2 Elément de couplage 3 Circuit redresseur 4 Régulateur en parallèle Premier dispositif de mesure 6 Premier signal 7 Démodulateur 8 Deuxième dispositif de mesure 9 Deuxième signal Dispositif de combinaison 11 Troisième signal 12 Transistor de réglage 13 Appareil utilisateur de courant dynamique 13a, 13b, 13c Appareil utilisateur de courant dynamique 14 Appareil utilisateur de courant constant Régulateur en série 16 Transistor de réglage 17 Redresseur 18 Composant de commande 19 Composant de commande 20, 21, 22 Transistors VDD Tension d'alimentation i0 REVENDICATIONS 1. Support (1) de données comportant - un élément (2) de couplage pour la réception d'un signal modulé en amplitude et pour l'absorption d'énergie d'un champ électrique, - un circuit (3) redresseur monté en aval de l'élément (2) de couplage, - un régulateur (4) en parallèle relié au circuit (3) redresseur, - un premier dispositif (5) de mesure pour mettre à disposition un io premier signal (6) dépendant de la consommation de courant par l'élément (2) de couplage et - un démodulateur (7) pour la démodulation d'un premier signal (6), caractérisé par - un deuxième dispositif (8) de mesure pour mettre à disposition un deuxième signal (9) dépendant de la consommation (IDYN) de courant d'appareils (13) consommateurs de courant dynamiques et - un dispositif (10) de combinaison pour former un troisième signal (11) en vue de l'envoi au démodulateur (7) à partir du premier et du deuxième signal (6, 9), de telle manière que les dépendances par rapport à la consommation (IDYN) de courant d'appareils utilisateurs de courant dynamiques sont au moins en partie compensées dans le troisième signal (11). 2. Support de données suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier signal (6) est dérivé d'un signal de commande d'un transistor (12) de réglage du régulateur (4) en parallèle. 3. Support de données suivant la revendication 1, caractérisé en ce que Il il est branché entre le circuit (3) redresseur et les appareils (13) utilisateurs de courant dynamiques un régulateur (15) en série pour la régulation de la tension (VDD) d'alimentation pour les appareils (13) utilisateurs de courant dynamiques. 4. Support de données suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième signal (9) est dérivé d'un signal de commande d'un transistor (16) de réglage du régulateur (15) en série. 5. Support de données suivant l'une des revendications 1 à 4, io caractérisé en ce que, pour divers appareils utilisateurs de courant dynamiques, les signaux (9) dépendant de l'appareil utilisateur de courant sont mis à disposition et envoyés au dispositif (10) de combinaison pour la formation du troisième signal (11). 6. Support de données suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit (3) redresseur comprend deux redresseurs (17) en parallèle, un redresseur étant relié côté sortie au régulateur (4) en parallèle et l'autre redresseur étant relié côté sortie aux au moins les appareils (13) utilisateurs de courant dynamiques.