(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端子が電源電圧に接続され、他方の端子が第２の抵抗器の一方の端子に接続される第１の抵抗器と、
一方の端子が第１の抵抗器の他方の端子に接続され、他方の端子がグランドに接続される第２の抵抗器と、
一方の端子が第１の抵抗器と第２の抵抗器の結合点に接続され且つその結合点は信号の入力端子に接続され、他方の端子が第１のトランジスタのベースに接続される第３の抵抗器と、
ベース端子が第３の抵抗器の他方の端子に接続され、コレクタ端子が電源に接続され、エミッタ端子が第４の抵抗器、コンデンサ、第５の抵抗器の一方の端子に接続される第１のトランジスタと、
一方の端子が第１のトランジスタのエミッタ端子に接続され、他方の端子がグランドに接続される第４の抵抗器と、
一方の端子が第１のトランジスタのエミッタ端子に接続され、他方の端子がグランドに接続されるコンデンサと、
一方の端子が第１のトランジスタのエミッタ端子に接続され、他方の端子が第２のトランジスタのベース端子に接続される第５の抵抗器と、
ベース端子が第５の抵抗器の他方の端子に接続され、コレクタ端子が電源に接続され、エミッタ端子が第６の抵抗器の一方の端子と信号の出力端子とに接続される第２のトランジスタと、
一方の端子が第２のトランジスタのエミッタ端子に接続され、他方の端子がグランドに接続される第６の抵抗器と、
で構成される検波回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は非接触ＩＣカード（以降では、「ＰＩＣＣ (Proximity IC Card)」と称す）に関し、特にＰＩＣＣ、及びＰＩＣＣへのデータの書き込みとＰＩＣＣからのデータの読み込みとを行うＰＩＣＣリード／ライト装置（ＰＩＣＣ−Ｒ／Ｗ）における検波回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＩＣＣの諸規格はＩＳＯ(International Organization for Standardization)／ＩＥＣ(International Electrotechnical Commission) １４４４３に規定されており、ここでは本願発明との関連から上記ＰＩＣＣ−Ｒ／Ｗ等の非接触結合装置（以降、「ＰＣＤ (Proximity Coupling Device)」と称す）とＰＩＣＣとの間の電力及び双方向通信を提供するフィールドの性質と特性とを規定したＰＩＣＣの通信インタフェース・タイプＢについて簡単に説明する。
【０００３】
（１）ＰＣＤからＰＩＣＣへの電力の移送
ＲＦ (Radio Frequency)  動作フイールド内でＰＩＣＣに有効な電力を供給するため、ＰＣＤからＰＩＣＣへキャリア（ｆｃ＝１３．５６ＭＨｚ）が送出される。ＰＩＣＣでは受信したキャリアを整流し、内部回路の動作に必要な電源を作成する。
【０００４】
（２）ＰＣＤからＰＩＣＣへの通信
ＰＣＤは、データビット速度１０６Ｋｂｐｓ（ｆｃ／１２８）で前記キャリアの振幅値を１０％ＡＳＫ (Amplitude Shift Keying) 変調することにより、ＰＩＣＣへデータを送信する。
【０００５】
（３）ＰＩＣＣからＰＣＤへの通信
ＰＩＣＣは、前記キャリアの受信負荷をキャリア周波数の１６分の１の周波数（ｆｓ＝ｆｃ／１６）で負荷変調することでサブキャリア（ｆｓ＝８４７ＫＨｚ）を生成し、そのサブキャリアの位相をデータビット速度１０６Ｋｂｐｓ（ｆｃ／１２８）でＢＰＳＫ (Binary Phase Shift Keying)  変調することにより、ＰＣＤへデータを送信する。
【０００６】
図１は、ＰＩＣＣの構成概要の一例を示したものである。
図１の例では、カード本体１０の内部にＣＰＵ部１１及びＲＦ部１２を構成する２つのチップが組み込まれており、またカード本体１０の周囲にはコイル状に巻かれたアンテナ（ＡＴ）１３が配置されている。ＣＰＵ部１１はいわゆるワンチップタイプのコンピュータで構成され、そこにはＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ、そして入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）等が含まれる。
【０００７】
図２には、ＰＣＤとＰＩＣＣとの間の通信インタフェースの一構成例を示している。
上記（２）で述べたＰＣＤからＰＩＣＣへの通信では、ＰＣＤの変調部（ＭＯＤ）２０によりキャリア（ｆｃ＝１３．５６ＭＨｚ）の振幅値を１０％ＡＳＫ変調した信号が出力アンプ２２、２３及びアンテナ２４を解してＰＩＣＣへ送信される。
【０００８】
一方、上記（３）で述べたＰＩＣＣからＰＣＤへの通信では、図１のＲＦ部１２の一部を構成するＰＩＣＣの変調部（ＭＯＤ）２８からの制御によってＲＦ信号の受信負荷２６が可変され、その負荷変調（結果的にＡＭ (Amplitude Modulation) 変調となる）によって生成されるサブキャリア（ｆｓ＝８４７ＫＨｚ）に、さらに２値の位相情報（０度又は１８０度）を与えるＢＰＳＫ変調が行われる。
【０００９】
その変調された信号はアンテナ２５（図１の１３）を解してＰＣＤへ送信される。実際には、図２に示すようにＰＣＤが出力するキャリアであって前記ＰＩＣＣにより負荷変調（ＢＰＳＫ変調を含む）されたものを、ＰＣＤ自身がその検波部（ＤＥＴ）２１で検出することになる。
【００１０】
図３は、従来の検波部２１の一回路構成例を示したものである。
図２において、アンテナ２４で受信した信号はトランジスタ（Ｔｒ１）３２で構成された増幅回路１で増幅され、その増幅信号が次段の検波回路でダイオード（Ｄ１）３４及びコンデンサ３５によって半波整流される。前記半波整流信号にはその直流成分に加え、さらに上述したＰＩＣＣによりＡＭ変調（ＢＰＳＫ変調を含む）されたサブキャリア信号が重畳しており、その信号はトランジスタ（Ｔｒ１）３７で構成された次段の増幅回路２で所定レベルに増幅される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の回路構成では、ＡＭ変調（ＢＰＳＫ変調を含む）されたサブキャリアを検出するのに一般にダイオード３４を使って検波を行っていた。また、受信信号のレベルはＰＣＤとＰＩＣＣとの間の距離によって大きく変動する。従って、微小なサブキャリアを受信検波するには、初段の増幅回路１でサブキャリアを含むキャリア自身を増幅し、その電位をダイオード３４の順方向電圧（Ｖｆ）以上にする必要があった。
【００１２】
また、前述した増幅回路１によるキャリアの増幅に加え、検波後の信号レベルをその信号飽和を回避しながら受信可能範囲内に収めるため、ダイオード３４による検波後にその順方向電圧分だけ降下した電位をさらにキャリア及び検波後の信号を含めて次段の増幅回路２で増幅する必要があった。その結果、従来の検波部は複雑で部品点数の多い回路構成となっていた。
【００１３】
また、初段の増幅回路１では、トランジスタ３２の非線形領域を使って微小信号の増幅を行うため、増幅後の信号に大きな波形歪が生じるという問題もあった。さらに、図３の従来回路構成では、ＰＣＤとＰＩＣＣとの間の距離により信号受信レベルを基に定まる増幅回路１及び２のバイアス点も変動するため、上述したようなダイオード３４の順方向降下電圧、増幅信号の飽和レベル、及び受信可能レベル範囲等を総合的に判断した場合に、増幅器１及び２の増幅率を定めるのが困難であるという問題もあった。
【００１４】
そこで本発明の目的は、上記種々の問題に鑑み、上述したダイオードの順方向降下電圧を考慮することなく且つ容易に増幅器の増幅率が定められ、しかも増幅後の信号波形歪を低減した検波回路構成であって、より少ない部品で簡素に構成された検波回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アンテナを介して受信するキャリア信号に重畳した非接触ＩＣカードからのサブキャリア信号を検波する検波回路であって、前記アンテナからの受信信号に所定の直流バイアス電位を与えるバイアス回路と、前記バイアス点において前記アンテナからの受信信号を整流することにより、前記キャリア信号に重畳したサブキャリア信号を抽出する整流回路と、前記バイアス点において前記抽出したサブキャリア信号を増幅する増幅回路と、で構成する検波回路が提供される。
【００１６】
前記検波回路は、前記アンテナからの受信信号と共に前記電源ブリーダ回路からのブリーダ電圧が直流バイアスとしてベース端子に与えられ、コレクタ端子は電源側に接続され、そしてエミッタ端子には抵抗及びコンデンサが接続されたトランジスタ回路から成り、前記エミッタ端子からは整流されたサブキャリア信号が出力される。
【００１７】
また、本発明によればアンテナを介して受信するキャリア信号に重畳した非接触装置からのデータ信号を検波する検波回路であって、前記アンテナからの受信信号に所定の直流バイアス電位を与えるバイアス回路と、前記バイアス点において前記アンテナからの受信信号を整流することにより、前記キャリア信号に重畳したデータ信号を抽出する整流回路と、前記バイアス点において前記抽出したサブキャリア信号を増幅する増幅回路と、で構成する検波回路が提供される。
【００１８】
前記バイアス回路は電源電圧を分圧する電源ブリーダ回路であり、前記検波回路は、前記アンテナからの受信信号と共に前記電源ブリーダ回路からのブリーダ電圧が直流バイアスとしてベース端子に与えられ、コレクタ端子は電源側に接続され、そしてエミッタ端子には抵抗及びコンデンサが接続されたトランジスタ回路から成り、前記エミッタ端子からは整流後のデータ信号が出力される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明による検波部の一実施例を示してたものである。
また、図５及び６には、図３で示した従来回路（１）の動作と対比するかたちで図４の発明回路（２）の動作を説明している。
【００２０】
先ず、サブキャリアが重畳したキャリア信号がアンテナ２４に入力される（図５のＩ）。アンテナ２４で受信された信号は検波部２１に入力されるが、従来回路の場合（１）には前述したようにダイーオード３４の順方向電圧以上のサブキャリア電位を得るのにグランドを基準電位として入力信号が増幅される（図５のＩＩ）。この場合、特に微小入力信号の場合に、トランジスタ３２のベースーエミッタ間の非線型領域の特性により増幅後の信号に歪みが生じることになる（図５のＩＶ）。
【００２１】
一方、本願発明の場合（２）ではアンテナ２４で受信された信号にバイアス回路、本例では抵抗（Ｒ１及びＲ２）４１及び４２の抵抗ブリーダ回路、によって固定バイアス電位が与えられる（図５のＩＩＩ）。その結果、微小入力信号の場合にも従来例のようダイーオードの順方向電圧を考慮した増幅回路１は不要となり、またその増幅動作による波形歪みも回避される（図５のＩＶ）。すなわち、本願発明ではトランジスタ（Ｔｒ１）４４のベースに常時微小なバイアス電流が流され、入力信号レベルの大小にかかわらずトランジスタ４４の線形領域での動作が保証される。
【００２２】
前記トランジスタ４４は、入力バッファ及び整流ダイオードとして動作する（図５のＶ）。トランジスタ４４、抵抗（Ｒ４）４５、及びコンデンサ（Ｃ１）４６とで構成される整流回路の出力バイアス電位はコンデンサ４６のチャージ電位（固定バイアス電位−トランジスタ４４のＶBE電圧）によって固定される。従って、本願発明では、入力信号レベルの大小にかかわらずサブキャリアの増幅マージンは固定的に確保され、従来例で述べたような増幅回路１及び２レベルダイヤ上の増幅率設定の困難性も回避される。
【００２３】
その結果、次段の増幅回路は、下位は前記整流回路の出力バイアス電位そして上位は電源電圧（Ｖｃｃ）による増幅信号の飽和レベルと、（図示しない）後段のサブキャリア検出回路の受信可能レベル範囲等、を考慮するのみで、その増幅率を容易に決定することができる（図５のＶＩ）。
【００２４】
それに対して、従来回路の場合（１）は、前述したように前段の増幅回路１で入力信号レベルによるバイアス電位の変動が生じ、さらに後段の増幅回路２でも入力信号レベルによるバイアス電位の変動が生じることになる（図５のＶ及びＶＩ）。その結果、各増幅器に対するレベルダイヤの設定が困難で、後段のサブキャリア検出回路もバイアスレベルの変動に対応した構成としなければならなかった。また、微小入力信号の場合にはその増幅によって生じた波形歪みを何らかの回路で補償する必要があった。
【００２５】
これまでの説明から、本願発明により上記従来回路の欠点は全て解消されることがわかる。なお、これまでの説明ではＰＣＤの側における本願発明の検波部を説明してきたが、同様な回路構成がＰＩＣＣ側の検波部でも好適に使用しうることはいうまでもない。なぜなら、ＰＩＣＣ側が生成するキャリアをＡＭ変調したサブキャリア信号を、単にＰＩＤ側が生成するキャリアをＡＭ変調したデータ信号に置き換えるだけで同様に動作するからである。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、上述した従来回路構成の問題の全てがより簡素な少ない部品で解決可能となる。すなわち、本発明によれば従来のダイオードを使った順方向降下電圧を考慮することなく且つ容易に増幅器の増幅率が定められ、しかも増幅後の信号波形歪が低減された検波回路の構成がより少ない簡素な部品で提供される。
【００２７】
本願発明は、ＰＩＣＣやＰＣＤ等のように部品点数の低減が要求され、さらに様々なＦＲフィールードでの正常動作を要求される検波回路に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＩＣＣの構成概要例を示した図である。
【図２】ＰＣＤとＰＩＣＣとの間の通信インタフェースの一例を示した図である。
【図３】従来の検波部の一回路構成例を示した図である。
【図４】本発明による検波部回路構成の一実施例を示した図である。
【図５】検波部の動作（１）を説明した図である。
【図６】検波部の動作（２）を説明した図である。
【符号の説明】
１０…非接触ＩＣカード（ＰＩＣＣ）
１１…ＣＰＵ部
１２…ＲＦ部
１３、２４、２５…アンテナ
２０、２８…変調部（ＭＯＤ）
２１、２７…検波部（ＤＥＴ）
３２、３７、４４、４８…トランジスタ
３４…ダイオード
３５、４６…コンデンサ
３１、３３、３６，３８…抵抗器
４１、４２、４３、４５、４７、４９…抵抗器
【図１】
0004315530.tif 000002
【図２】
0004315530.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004315530.tif 000005
【図５】
0004315530.tif 000006
【図６】
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