(57)【要約】【課題】妨害波が混在する環境であっても、ＩＤタグとリーダ／ライタ間において安定した通信を実現する。【解決手段】アンテナを介して入力された信号は検波回路１１によるダイオード検波の後、ローパスフィルタ１２により搬送波成分が除去される。続いて、電流源１５によってＬｏ期間が生成され、ＡＣ結合部１６によりオフセット電圧が除去され、ローパスフィルタ１３によって不要な周波数帯域の信号が除去される。ＵＨＦ帯ＲＦＩＤでは、変調信号の帯域は４０ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚなので、ローパスフィルタ１３は２５０ｋＨｚ程度以上の周波数成分を抑制する。その後、比較器１７が入力信号の振幅レベルよりも低い電圧レベルの比較電圧ＶＲＥＦと比較して２値化することにより、妨害波の誤復調を防止する。この２値化信号は、ローパスフィルタ１４を介して復調信号として出力される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ／ライタからの受けた電波を電力に変換し、情報を前記リーダ／ライタに返信するＩＤタグに用いられる半導体集積回路装置であって、
前記リーダ／ライタから送信されるキャリア信号を復調する復調部を有し、
前記復調部は、
第１の入力部に入力されるキャリア信号から抽出された変調波と第２の入力部に入力される比較電圧とを比較し、その差分を出力することにより前記変調波を２値化する差動比較器を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
前記差動比較器に入力される参照電圧は、
前記半導体集積回路装置に用いられる内部電源電圧における最大定格電圧の１／２以上であることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体集積回路装置において、
前記復調部は、
前記差動比較器の第１の入力部の前段に接続された第１のローパスフィルタを備え、
前記第１のローパスフィルタを介して前記キャリア信号から抽出された変調波が前記第１の入力部に入力されることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置において、
前記復調部は、
前記差動比較器の出力部に接続される第２のローパスフィルタを備え、
前記第２のローパスフィルタを介して２値化された復調信号が出力されることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置において、
前記半導体集積回路装置は、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤに用いられることを特徴とする半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：電波方式認識）システムに関し、特に、ＩＤタグにおけるセキュリティの向上に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信によりデータ交信することができる自動認識技術として、ＲＦＩＤが広まりつつある。ＲＦＩＤは、たとえば、情報を記憶可能なＩＤタグ、該ＩＤタグにおける情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタ、および該リーダ／ライタが読み出した情報の管理などを行うホストなどから構成されている。
【０００３】
ＩＤタグは、受信した電波を内部に設けられた電源整流回路にて動作電力に変換する。リーダ／ライタから送信される各種コマンドはＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調でキャリア信号に情報として加えられているため、その信号を復調回路で復調する必要がある。
【０００４】
この復調回路は、たとえば、ダイオード検波回路、ローパスフィルタ、ＡＣ結合部、およびシュミットトリガ回路から構成されている。搬送波の変調信号は、ダイオード検波回路によって検波され、ローパスフィルタにより搬送波成分が除去される。その後、オフセット電圧をＡＣ結合部によって除去し、後段のシュミットトリガ回路で２値化して復調される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような復調回路による搬送波の復調技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００６】
たとえば、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯ＲＦＩＤは、その通信距離の長さから物流用途での利活用が期待されているが、製造現場や仕分けラインなどでは複数のラインが隣接配置されていることが多々ある。
【０００７】
このような現場で各ラインにＲＦＩＤの読み取り／書き込み用の送受信アンテナを設置した場合、各ラインに設置された送受信アンテナが隣のラインのアンテナやＩＤタグの動作に干渉し、希望波である変調信号に意図していない妨害波が混入し誤動作の要因になる可能性がある。
【０００８】
一般には、送受信アンテナが数ｍ以内に複数台設置されていると干渉が発生するといわれている。このように、希望波である変調信号に妨害波が混ざり合った場合、誤復調を起こしてしまい、実環境での使用において著しく通信性能を落としてしまう恐れが生じてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、妨害波が混在する環境であっても、ＩＤタグとリーダ／ライタ間において安定した通信を実現することのできる技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
本発明は、リーダ／ライタからの受けた電波を電力に変換し、情報を該リーダ／ライタに返信するＩＤタグに用いられる半導体集積回路装置であって、該リーダライタから送信されるキャリア信号を復調する復調部を有し、該復調部は、第１の入力部に入力されるキャリア信号から抽出された変調波と第２の入力部に入力される比較電圧とを比較し、その差分を出力することにより変調波を２値化する差動比較器を備えたものである。
【００１３】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００１４】
本発明は、前記差動比較器に入力される参照電圧が、半導体集積回路装置に用いられる内部電源電圧における最大定格電圧の１／２以上よりなるものである。
【００１５】
また、本発明は、前記復調部が、差動比較器の第１の入力部の前段に接続された第１のローパスフィルタを備え、該第１のローパスフィルタを介してキャリア信号から抽出された変調波が第１の入力部に入力されるものである。
【００１６】
さらに、本発明は、前記復調部が、差動比較器の出力部に接続される第２のローパスフィルタを備え、該第２のローパスフィルタを介して２値化された復調信号が出力されるものである。
【００１７】
また、本発明は、前記半導体集積回路装置が、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤに用いられるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１９】
（１）妨害波の誤復調を防止することができ、安定した通信を行うことができる。
【００２０】
（２）上記（１）により、ＲＦＩＤシステムにおける通信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図、図２は、図１の半導体集積回路装置に設けられた復調回路の構成例を示すブロック図、図３は、図２の復調回路に設けられた比較器から出力される信号の一例を示す説明図、図４は、図３の比較器から出力された信号を復調回路に設けられたローパスフィルタによって妨害波成分を抑制した信号の一例を示す説明図、図５は、図３の復調回路とシュミットトリガ回路を用いて構成した復調回路との妨害波特性シミュレーション例を示す説明図である。
【００２３】
本実施の形態において、半導体集積回路装置１は、たとえば、自動認識技術の１つであるＵＨＦ帯ＲＦＩＤのＩＤタグに用いられる。半導体集積回路装置１は、図１に示すように、電源整流回路２、昇圧回路３、メモリ部４、クロック発振回路５、復調回路６、送信系論理回路７、受信系論理回路８、制御系論理回路９、および変調コントロール回路１０から構成されている。
【００２４】
半導体集積回路装置１は、内部に電池を持たないパッシブタグとして用いられ、電源整流回路２は、受信した電波から、動作電力となる内部電源電圧ＶＤＤを生成し、昇圧回路３、クロック発振回路５、復調回路６、送信系論理回路７、受信系論理回路８、制御系論理回路９、ならびに変調コントロール回路１０にそれぞれ供給する。
【００２５】
ＩＤタグとなる半導体集積回路装置１における情報の読み出しや書き込みを行うリーダ／ライタから送信される各種コマンドは、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフトキーイング）変調でキャリア信号に情報として加えられており、その信号を復調回路６によって復調する。
【００２６】
復調回路６が復調した信号は、受信系論理回路８にてコマンド判定される。クロック発振回路５は、半導体集積回路装置１の動作クロックとなるクロック信号を生成する。送信系論理回路７では、応答の有無、応答種別、応答パラメータの指示を受け必要に応じてメモリ部４からデータを取り出し、応答データの伝送速度に応じて変調コントロール回路１０を動作させる。
【００２７】
半導体集積回路装置１からリーダライタへの応答は、変調コントロール回路１０にて、半導体集積回路装置に設けられたアンテナ端子インピーダンスをデータに応じて変化させることで反射波（バックスキャッタ）を変調（負荷変調方式）する。
【００２８】
各種データなどを格納するメモリ部４は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリからなる。
【００２９】
また、昇圧回路３は、メモリ部４に供給する昇圧電源電圧を生成し、制御系論理回路９は、コマンドデコード、および動作制御を行う。
【００３０】
図２は、半導体集積回路装置１に設けられた復調回路６の構成例を示すブロック図である。
【００３１】
復調回路６は、図示するように、検波回路１１、ローパスフィルタ１２〜１４、電流源１５、ＡＣ結合部１６、ならびに比較器１７から構成されている。
【００３２】
検波回路１１は、搬送波の変調信号をダイオード検波する。ローパスフィルタ１２は、検波回路１１から出力された信号の搬送波成分（たとえば、９００ＭＨｚ帯）を除去する。このローパスフィルタ１２の出力部には、電流源１５、およびＡＣ結合部１６がそれぞれ接続されている。
【００３３】
電流源１５は、変調信号の’Ｌｏｗ’幅を抽出し、ＡＣ結合部１６は、大電力時のオフセット電圧を除去する。このＡＣ結合部１６の出力部には、第１のローパスフィルタとなるローパスフィルタ１３の一方の接続部が接続されている。このローパスフィルタ１３の他方の接続部には、差動比較器である比較器１７の一方の入力部（第１の入力部）が接続されている。
【００３４】
比較器１７の他方の入力部（第２の入力部）には、比較電圧ＶＲＥＦが入力されるように接続されている。比較器１７は、ＡＣ結合部１６を介して入力される信号と比較電圧ＶＲＥＦとを比較し、その差分を出力する。
【００３５】
比較器１７の他方の入力部に入力される比較電圧ＶＲＥＦは、電源整流回路２が生成する最大定格の内部電源電圧ＶＤＤｍａｘ（たとえば、１．５Ｖ程度）の１／２よりも少し高い程度（たとえば、０．９Ｖ程度）の電圧レベルとなっている。
【００３６】
この比較器１７の出力部には、第２のローパスフィルタとなるローパスフィルタ１４が接続されている、ローパスフィルタ１４は、比較器１７から出力された信号のノイズを除去する。
【００３７】
次に、本実施の形態における復調回路の動作について説明する。
【００３８】
まず、アンテナを介して搬送波が入力されると、搬送波の変調信号が検波回路１１によってダイオード検波される。検波回路１１によってダイオード検波された検波波形は、ローパスフィルタ１２に出力されて、たとえば、９００ＭＨｚ帯の搬送波成分が除去される。このローパスフィルタ１２により、希望波である変調信号に近い周波数帯域の妨害波を除去することができる。
【００３９】
続いて、ローパスフィルタ１２から出力された変調信号は、電流源１５によってＬｏ期間が生成される。その後、ＡＣ結合部１６を介して大電力時のオフセット電圧が除去された信号は、ローパスフィルタ１３によって不要な周波数帯域の信号が除去される。
【００４０】
たとえば、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤの通信プロトコルでは、変調信号の帯域は、４０ｋＨｚ程度〜２５０ｋＨｚ程度なので、ローパスフィルタ１３は、２５０ｋＨｚ程度以上の周波数成分を抑制する。
【００４１】
そして、ローパスフィルタ１３を介して出力された信号は、比較器１７の一方の入力部に入力される。前述したように、比較器１７の他方の入力部に入力される比較電圧ＶＲＥＦは、たとえば、約０．９Ｖ程度の電圧レベルとなっている。一方、比較器１７の他方の入力部に入力される信号の振幅電圧は、たとえば、約１．１Ｖ程度である。
【００４２】
このように、比較電圧ＶＲＥＦを入力信号の振幅レベルよりも低い電圧レベルとすることにより、妨害波成分が入力信号にのっていても比較電圧を越えないようにしきい値を持たせることができ、比較器１７の感度をあえて低下させることにより、妨害波を誤復調しないようにすることができる。
【００４３】
比較器１７によって２値化された信号は、ローパスフィルタ１４を介して出力される。このとき、ローパスフィルタ１４により、比較器１７の比較電圧ＶＲＥＦを超えて誤出力されても、その後出力された信号成分を抑制することができる。
【００４４】
たとえば、図３に示すように、比較器１７から出力される信号の妨害波成分が小振幅のものであれば、図４に示すように、ローパスフィルタ１４を介することにより、該妨害波成分を抑制することができる。
【００４５】
図５は、本発明の復調回路６と従来技術で述べてシュミットトリガ回路を用いた復調回路との妨害波特性シミュレーション例を示す説明図である。
【００４６】
図５は、希望波が９５５ＭＨｚの時で、横軸が妨害波周波数を示し、縦軸は希望波と干渉波の電力比率（ＣＩＲ）を示している。また、実線が本発明の復調回路６の妨害波特性シミュレーション結果であり、点線がシュミットトリガ回路を用いた復調回路妨害波特性シミュレーション結果を示している。
【００４７】
図５では、ＣＩＲの値が小さいほど干渉波に対して強いということになり、本発明における復調回路６の改善効果は、たとえば、２００ＫＨｚ離長では１５ｄＢ程度、１ＭＨｚ離長では２５ｄＢ程度となっている。
【００４８】
それにより、本実施の形態によれば、ＩＤタグとなる半導体集積回路装置における妨害波特性を大幅に改善することができ、安定した通信を実現することができる。
【００４９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いられるＩＤタグにおける妨害波の誤復調を防止する技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図である。
【図２】図１の半導体集積回路装置に設けられた復調回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の復調回路に設けられた比較器から出力される信号の一例を示す説明図である。
【図４】図３の比較器から出力された信号を復調回路に設けられたローパスフィルタによって妨害波成分を抑制した信号の一例を示す説明図である。
【図５】図３の復調回路とシュミットトリガ回路を用いて構成した復調回路との妨害波特性シミュレーション例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  半導体集積回路装置
２  電源整流回路
３  昇圧回路
４  メモリ部
５  クロック発振回路
６  復調回路
７  送信系論理回路
８  受信系論理回路
９  制御系論理回路
１０  変調コントロール回路
１１  検波回路
１２〜１４  ローパスフィルタ
１５  電流源
１６  ＡＣ結合部
１７  比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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