專利名稱:通信設備的制作方法
本發(fā)明涉及一種諸如非觸式IC卡的通信設備。例如，在滑雪地區(qū)中使用的作為滑雪纜車通行證的IC卡。
現(xiàn)在參照
圖11，它說明了一個表示現(xiàn)有技術的非觸式IC卡結構的框圖。圖中參考號100標示一臺主計算機，200標示一個讀/寫設備，300標示此非觸式IC卡。讀/寫設備200帶有控制單元210，發(fā)射和接收天線220和調(diào)制解調(diào)電路230，其中控制單元用于根據(jù)來自主計算機100的指令控制讀/寫設備200的操作；調(diào)制解調(diào)電路用于調(diào)制載有將要發(fā)射給非觸式IC卡300的數(shù)字數(shù)據(jù)的載波信號，并解調(diào)從非觸式IC卡300發(fā)射來的信號。非觸式IC卡300帶有發(fā)射和接收天線310，解調(diào)電路320，調(diào)制電路330，串行/并行轉換器340，控制電路350，EEPROM360，總線370，輸入/輸出緩存380和時鐘發(fā)生器390，其中解調(diào)電路用于解調(diào)從發(fā)射和接收天線310中接收到的信號；調(diào)制電路用于調(diào)制載有將要發(fā)射的數(shù)字數(shù)據(jù)的載波信號；串行/并行轉換器用于將串行信號轉換為并行信號和將并行信號轉換為串行信號；控制電路用于控制非觸式IC卡300的操作；EEPROM保存數(shù)據(jù)或類似信息；數(shù)據(jù)通過總線在電路間傳輸；時鐘發(fā)生器用于從載波信號中產(chǎn)生時鐘信號。
接下來將說明現(xiàn)有技術的非觸式IC卡的工作。當讀/寫設備200從主計算機100中接收指令給IC卡300發(fā)射預定數(shù)據(jù)或類似信息時，調(diào)制解調(diào)電路230在控制單元210的控制下使用預定數(shù)據(jù)調(diào)制載波信號。調(diào)制后的載波信號作為無線電波由發(fā)射和接收天線220發(fā)射出去。當非觸式IC卡300的發(fā)射和接收天線310接收到此無線電波時，它將在天線中生成高頻信號。然后，此高頻信號被傳送給解調(diào)電路320，并進行解調(diào)以從該高頻信號中提取數(shù)據(jù)。串行/并行轉換器340將解調(diào)后的串行數(shù)據(jù)轉換為相應的并行信號。控制電路350根據(jù)該解調(diào)后的并行信號執(zhí)行一預定過程。該過程的一個例子是將存儲在EEPROM360中的數(shù)據(jù)發(fā)送給讀/寫設備200的過程。在這種情況下，控制電路350將存儲在EEPROM360中的數(shù)據(jù)以并行數(shù)據(jù)的形式經(jīng)過輸入/輸出緩存380傳送給串行/并行轉換器340。串行/并行轉換器340將從那里輸入的并行數(shù)據(jù)轉換為相應的串行數(shù)據(jù)，然后將它們傳送給調(diào)制電路330。調(diào)制電路330調(diào)制載有該串行數(shù)字數(shù)據(jù)的載波信號。調(diào)制后的載波信號作為無線電波由發(fā)射和接收天線310發(fā)射出去。當讀/寫設備200接收到該無線電波時，調(diào)制解調(diào)電路230解調(diào)該無線電波以從中提取數(shù)據(jù)。然后，讀/寫設備200對數(shù)據(jù)執(zhí)行預定的處理。
現(xiàn)在參照圖12，它說明了一個表示串行/并行轉換器340，輸入/輸出緩存380和時鐘發(fā)生電路390結構的框圖，它們都置于上述非觸式IC卡300內(nèi)。如圖中所示，串行/并行轉換器340帶有用于確定數(shù)據(jù)傳輸率的波特率發(fā)生器341和移位寄存器342。輸入/輸出緩存380帶有輸出緩存381和輸入緩存382。時鐘發(fā)生電路390帶有比較器391和輸入端392。比較器391的反相輸入端接地。當非觸式IC卡接收到一個信號時，波特率發(fā)生器341傳送一個采樣信號給移位寄存器342，該采樣信號用于對來自解調(diào)電路320中的串行信號的串行數(shù)據(jù)的每一位進行采樣。并且，當載波信號加到輸入端392時，比較器391產(chǎn)生一個具有“低”電平和“高”電平的時鐘信號，“低”電平對應于載波信號的負半波，“高”電平對應于載波信號的正半波。
現(xiàn)在參照圖13，它說明了一個如下例子的視圖輸入解調(diào)電路320的載波信號，由比較器391輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路320輸出的數(shù)據(jù)和由波特率發(fā)生器341輸出的采樣信號。如圖中所示，載波信號通過使用BPSK(二進制相移鍵控)調(diào)制技術進行調(diào)制，使得對于將由載波信號所載的數(shù)字數(shù)據(jù)的每一位，載波信號的相位根據(jù)數(shù)據(jù)位處于“高”電平或“低”電平而變化。在非觸式IC卡300中，時鐘發(fā)生電路390的比較器391從載波信號中生成時鐘信號，用于控制IC卡的內(nèi)部操作。所產(chǎn)生的時鐘信號傳送給波特率發(fā)生器341，并且確定將要產(chǎn)生的采樣信號的頻率。例如，當數(shù)據(jù)的某一位對應于16個時鐘間隔，則波特率發(fā)生器341產(chǎn)生的采樣信號每隔8個時鐘從“低”電平變換到“高”電平或從“高”電平變換到“低”電平。移位寄存器342在采樣信號的上升沿處鎖存從解調(diào)電路發(fā)送的串行數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)的所有8個位都鎖存后，數(shù)據(jù)的所有位相互并行地傳輸給輸入緩存382。當需要時，控制電路350經(jīng)過數(shù)據(jù)總線370檢索存儲在輸入緩存382中的數(shù)據(jù)。
有一種載波信號的相位被改變的情況如圖13所示，由于在讀/寫設備200和非觸式IC卡300之間的發(fā)送的無線電波的傳播條件差而干擾了載波信號的波形，從而導致一個脈沖從時鐘信號的時鐘脈沖序列中丟失。如果這種丟失連續(xù)發(fā)生，則采樣信號的上升沿滯后于載波信號。這樣就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象數(shù)據(jù)的某一位在其不穩(wěn)定的狀態(tài)期間被鎖存，或者下一位被鎖存。這樣，在這種情況下，問題就是在數(shù)據(jù)傳送中產(chǎn)生了錯誤。
此外，另一個問題是，由于是在載波信號中而不是其對應于數(shù)據(jù)第一位的那部分或多路徑中所產(chǎn)生的噪音干擾了接收到的載波信號的波形，解調(diào)電路320則會錯誤地認為載波信號的相位是被讀/寫設備進行的調(diào)制所改變。
由于現(xiàn)有技術的非觸式IC卡具有如上所說的結構，它有這樣的問題由于無線電波傳播條件差而引起的載波信號的相位改變，或者對由于無線電波傳播條件差而引起的對載波信號波形的干擾所造成的載波信號的相位改變的錯誤識別，造成在時鐘脈沖產(chǎn)生過程中出現(xiàn)時鐘脈沖的丟失，從而引起數(shù)據(jù)傳輸錯誤。
本發(fā)明的目的就是克服這些缺點。更準確地說，本發(fā)明的目的是提供一種通信設備，它即使在傳輸路徑中的傳播條件變得較差的條件下也能精確地完成數(shù)據(jù)傳送。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通信設備，它包括接收單元，時鐘發(fā)生單元，解調(diào)單元，采樣信號發(fā)生單元和采樣單元，其中接收單元用于接收用數(shù)據(jù)調(diào)相的載波信號；時鐘發(fā)生單元用于從接收到的載波信號中產(chǎn)生時鐘信號，用于通信設備的內(nèi)部操作；解調(diào)單元用于解調(diào)接收到的載波信號，使得它從載波信號中提取數(shù)據(jù)并輸出數(shù)據(jù)，它還用于當載波信號的相位改變時，輸出一個標示載波信號的相位發(fā)生了變化的信號；采樣信號發(fā)生單元用于通過對時鐘發(fā)生單元產(chǎn)生的時鐘信號分頻而產(chǎn)生采樣信號以采樣數(shù)據(jù)，并且當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到標示載波信號的相位發(fā)生了變化的信號時，復位分頻過程，以從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號；以及采樣單元用于根據(jù)采樣信號對解調(diào)單元傳送的數(shù)據(jù)完成采樣過程。
根據(jù)最佳實施方式，采樣單元采樣預定數(shù)目的數(shù)據(jù)位，然后采樣單元把它們轉換成并行信號。
采樣信號發(fā)生單元最好帶有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器。而且，當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到標示載波信號的相位發(fā)生了變化的信號時，這些多個觸發(fā)器被復位，以從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了另一種通信設備，它包括接收單元，時鐘發(fā)生單元和解調(diào)單元，其中接收單元用于接收用數(shù)據(jù)調(diào)相的載波信號；時鐘發(fā)生單元從接收到的載波信號中產(chǎn)生時鐘信號，用于通信設備的內(nèi)部操作；以及解調(diào)單元用于通過檢測載波信號的相位變化來解調(diào)接收到的載波信號，使得它從載波信號中提取數(shù)據(jù)并輸出數(shù)據(jù)，解調(diào)單元在一預定時間周期內(nèi)停止檢測載波信號的相位改變，該時間周期是從解調(diào)單元接收到載波信號所載數(shù)據(jù)的每一位的起始點直到解調(diào)單元接收到載波信號所載數(shù)據(jù)的下一位的起始點之間的時間周期。
根據(jù)最佳實施方式，通信設備進一步包括一個采樣信號發(fā)生單元和一個采樣單元，采樣信號發(fā)生單元用于通過對時鐘信號發(fā)生單元產(chǎn)生的時鐘信號進行分頻來產(chǎn)生一個用于采樣數(shù)據(jù)的采樣信號，以及采樣單元用于根據(jù)采樣信號對由解調(diào)單元發(fā)送的數(shù)據(jù)完成采樣處理。而且，解調(diào)單元根據(jù)采樣信號確定這個預定周期。
根據(jù)最佳實施方式，通信設備還包括一個解調(diào)停止信號發(fā)生單元。該解調(diào)停止信號發(fā)生單元在時鐘發(fā)生單元產(chǎn)生的時鐘信號的基礎上產(chǎn)生一個信號用來標示在其周期內(nèi)停止檢測載波信號的相位改變的周期。而且，解調(diào)單元根據(jù)解調(diào)停止信號發(fā)生單元所產(chǎn)生的信號確定這一預定周期。
根據(jù)最佳實施方式，當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到一個標示載波信號的相位發(fā)生了變化的信號時，這個采樣信號發(fā)生單元復位分頻過程以從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
采樣信號發(fā)生單元最好帶有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器。而且，當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到標示載波信號的相位發(fā)生了變化的信號時，這些多個觸發(fā)器被復位以從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
本發(fā)明的進一步目標和優(yōu)點在如下對如附圖所示發(fā)明的最佳實施方式的描述中將變得明顯。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構框圖；圖2是圖1中所示的輸入/輸出緩存，串行/并行轉換器和時鐘發(fā)生電路的結構框圖；圖3是圖2中所示的波特率發(fā)生器的結構視圖；圖4是表示非觸式IC卡第一實施方式中如下例子的視圖輸入解調(diào)電路的載波信號，由比較器輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路輸出的數(shù)據(jù)，由波特率發(fā)生器輸出的采樣信號和由解調(diào)電路輸出的復位信號；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構框圖；圖6是圖5中所示的輸入/輸出緩存，串行/并行轉換器和時鐘發(fā)生電路的結構框圖；圖7是表示非觸式IC卡第二實施方式中如下例子的視圖輸入解調(diào)電路的載波信號，由比較器輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路輸出的數(shù)據(jù)和由波特率發(fā)生器輸出的采樣信號；圖8是表示根據(jù)改變過的第二實施方式的非觸式IC卡的如下例子的視圖輸入解調(diào)電路的載波信號，由比較器輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路輸出的數(shù)據(jù)，由波特率發(fā)生器輸出的采樣信號和解調(diào)停止信號；圖9是能產(chǎn)生圖8中所示的解調(diào)停止信號的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構框圖；圖11是現(xiàn)有技術的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構框圖；圖12是在現(xiàn)有技術的非觸式IC卡中的串行/并行轉換器，輸入/輸出緩存和時鐘發(fā)生電路的結構框圖；以及圖13是表示在現(xiàn)有技術的非觸式IC卡中如下例子的視圖輸入解調(diào)電路的載波信號，由比較器輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路輸出的數(shù)據(jù)和由波特率發(fā)生器輸出的采樣信號；下面將對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的每種實施方式中，非觸式IC卡將作為根據(jù)本發(fā)明的通信設備的一個實例進行說明。
現(xiàn)在參照圖1，它表示一個根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構框圖。圖中參考號400標示一臺主計算機，500標示一個讀/寫設備，600標示一非觸式IC卡(通信設備)，其中讀/寫設備根據(jù)來自主計算機400的指令進行動作，非觸式IC卡用無線電波在讀/寫設備500和它自己之間完成數(shù)據(jù)傳輸。
讀/寫設備500帶有控制單元510，發(fā)射和接收天線520和調(diào)制解調(diào)電路530，其中控制單元用于根據(jù)來自主計算機400的指令控制讀/寫設備500的操作；調(diào)制解調(diào)電路用于調(diào)制載有將要發(fā)射給非觸式IC卡600的數(shù)字數(shù)據(jù)的載波信號，并解調(diào)從非觸式IC卡600發(fā)射來的信號。
非觸式IC卡600帶有發(fā)射和接收天線(接收單元)610，解調(diào)電路(解調(diào)單元)620，調(diào)制電路630，串行/并行轉換器(采樣信號發(fā)生單元和采樣單元)640，控制電路650，EEPROM660，總線670，輸入/輸出緩存680和時鐘發(fā)生電路(時鐘發(fā)生單元)690，其中解調(diào)電路用于解調(diào)從發(fā)射和接收天線610中接收到的信號；調(diào)制電路用于調(diào)制載有將要發(fā)射的數(shù)字數(shù)據(jù)的載波信號；串行/并行轉換器用于將串行信號轉換為并行信號和將并行信號轉換為串行信號；控制電路用于控制非觸式IC卡600的操作；EEPROM保存數(shù)據(jù)和類似信息；數(shù)據(jù)通過總線在電路間傳輸；時鐘發(fā)生器用于產(chǎn)生時鐘信號。
接下來將對根據(jù)本實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的操作作說明。首先，將對非觸式IC卡600的ID和截止日期信息的校驗過程進行說明。讀/寫設備500根據(jù)主計算機400發(fā)來的指令完成此校驗處理。當讀/寫設備500從主計算機400接收到該指令時，調(diào)制解調(diào)電路530在控制單元510的控制下使用一條從非觸式IC卡600讀取ID和終止日期的命令來調(diào)制載波信號。這個調(diào)制有命令的載波信號作為無線電波由發(fā)射和接收天線520發(fā)射出去。當非觸式IC卡600的發(fā)射和接收天線610接收到此無線電波時，后者將在天線中生成高頻信號。然后，此高頻信號被傳送給解調(diào)電路620，并進行解調(diào)以從該高頻信號中提取命令。串行/并行轉換器640將解調(diào)后的命令轉換為相應的并行命令信號。然后將它們傳送給輸入/輸出緩存680。控制電路650根據(jù)這些解調(diào)后的并行命令信號執(zhí)行一個過程，將存儲在EEPROM660中的ID和截止日期數(shù)據(jù)發(fā)射出去。在這種情況下，控制電路650將存儲在EEPROM660中的ID和截止日期數(shù)據(jù)以并行數(shù)據(jù)的形式傳送給串行/并行轉換器640。串行/并行轉換器640把從那里輸入的并行數(shù)據(jù)轉換為相應的串行信號，然后把它們傳送給調(diào)制電路630。調(diào)制電路630將載有非觸式IC卡600的ID和截止日期的串行數(shù)據(jù)的載波信號進行調(diào)制。調(diào)制后的高頻載波信號作為無線電波由發(fā)射和接收天線610發(fā)射出去。當讀/寫設備500接收到該無線電波時，調(diào)制解調(diào)電路530解調(diào)該無線電波以從中提取非觸式IC卡600的ID和截止日期的數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)從讀/寫設備500傳送給主計算機400。然后，主計算機從有效的ID或類似信息的列表中校驗此ID，并檢查截止日期數(shù)據(jù)。ID校驗和截止日期檢查的結果顯示在主計算機400的屏幕上。載波信號的頻率在125KHz到4MHz的范圍內(nèi)。讀/寫設備500與非觸式IC卡600之間進行通信使得從讀/寫設備500發(fā)射的和非觸式IC卡600發(fā)射的載波信號的頻率彼此相同。
現(xiàn)在參照圖2，它表示圖1中所示輸入/輸出緩存680，串行/并行轉換器640和時鐘發(fā)生電路690結構的框圖。與圖1中所示相同的元件用相同的參考符標識，所以下文將省略對這些元件的重復說明。如圖中所示，輸入/輸出緩存680帶有輸出緩存681和輸入緩存682。串行/并行轉換器640帶有波特率發(fā)生器(采樣信號發(fā)生單元)641和移位寄存器(采樣單元)642。時鐘發(fā)生電路690帶有比較器691和輸入端692。比較器691的反相輸入端接地。
當IC卡接收到信號時，波特率發(fā)生器641傳送采樣信號以對來自解調(diào)電路620中的串行信號的每一位串行數(shù)據(jù)進行采樣。并且，當由解調(diào)電路620傳送出來的載波信號加載到比較器691的輸入端692時，比較器691把此載波信號轉換成一個具有“低”電平和“高”電平的時鐘信號，“低”電平對應于載波信號的負半波，“高”電平對應于載波信號的正半波。此外，當解調(diào)電路620檢測到載波信號的相位發(fā)生變化時，解調(diào)電路620輸出一個低態(tài)有效的復位信號也即用于表明載波信號相位發(fā)生了變化的信號給波特率發(fā)生器641。
現(xiàn)在參照圖3，它表示圖2中所示波特率發(fā)生器的結構的視圖。圖中參考號901到905標示順序相連的觸發(fā)器，906標示時鐘選擇器。每一觸發(fā)器901到905都帶有復位輸入端。當?shù)蛻B(tài)有效的復位信號從解調(diào)電路620輸入到觸發(fā)器時，所有觸發(fā)器901到905在同一時間復位并分別地輸出“低”電平信號。當需要時，時鐘選擇器906從觸發(fā)器902的輸出量，觸發(fā)器903的輸出量，觸發(fā)器904的輸出量，觸發(fā)器905的輸出量中選擇一個作為采樣信號輸出。這樣，采樣信號的頻率可能是時鐘信號頻率的1/4，1/8，1/16和1/32中的任何一個。在這種情況下，當載波信號的頻率例如是4MHz時，根據(jù)降低的采樣信號頻率，數(shù)據(jù)傳輸率可能是1MHz，500Kbps，250Kbps，或125Kbps。
現(xiàn)在參照圖4，它是表示如下例子的視圖輸入解調(diào)電路620的載波信號，由比較器691輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路620輸出的數(shù)據(jù)，由波特率發(fā)生器641輸出的采樣信號和由解調(diào)電路620輸出的復位信號。如圖所示，接收到的載波信號已使用BPSK調(diào)制技術進行了調(diào)制，使得載波信號的每一位的相位都隨著載波信號所載數(shù)字數(shù)據(jù)的每一位的電平變化，。在此非觸式IC卡600中，比較器691從載波信號中產(chǎn)生時鐘信號以控制IC卡的內(nèi)部操作。所產(chǎn)生的時鐘信號傳送到波特率發(fā)生器641，并且確定將要產(chǎn)生的采樣信號頻率。例如，當數(shù)據(jù)的某一位對應于16個時鐘間隔，則波特率發(fā)生器641產(chǎn)生的采樣信號每隔8個時鐘從“低”電平變換到“高”電平或從“高”電平變換到“低”電平。移位寄存器642在采樣信號的上升沿處鎖存從解調(diào)電路發(fā)送的串行數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)的所有8個位都鎖存后，數(shù)據(jù)的所有位相互并行地傳輸給輸入緩存682。當需要時，比如為了響應從讀/寫設備中校驗ID和檢查截止日期的指令，控制電路650經(jīng)過數(shù)據(jù)總線670檢索存儲在輸入緩存682中的數(shù)據(jù)。
在此實施方式中，當解調(diào)電路620檢測到接收到的載波信號相位的改變時，它傳送一個低態(tài)有效的復位信號給波特率發(fā)生器641。當波特率發(fā)生器641接收到該復位信號時，波特率發(fā)生器641中的所有觸發(fā)器901到905都被復位然后分別輸出“低”電平信號。這樣波特率發(fā)生器的計數(shù)操作就置于其初始狀態(tài)，使得波特率發(fā)生器重新開始計數(shù)操作。相應地，在解調(diào)電路620檢測到所接收到的載波信號相位改變之后連續(xù)產(chǎn)生了八個時鐘脈沖后，采樣信號產(chǎn)生一個低到高電平的跳變，該相位的改變是在載波信號所載的數(shù)字數(shù)據(jù)位之間發(fā)生的。即，當檢測到載波信號所載的數(shù)據(jù)的位之間的載波信號相位改變并且經(jīng)過一預定時間后，在波特率發(fā)生器641中將時鐘信號的分頻過程復位，重新產(chǎn)生采樣信號以采樣一位數(shù)據(jù)。
如前所述，根據(jù)第一實施方式，由于當檢測到載波信號所載的數(shù)據(jù)位之間的載波信號相位改變并且經(jīng)過一預定時間后，在波特率發(fā)生器641中將時鐘信號的分頻過程復位，同時重新產(chǎn)生采樣信號以采樣一位數(shù)據(jù)，因此提供了一個優(yōu)點，即，即使由于無線電波傳播條件差而連續(xù)發(fā)生時鐘脈沖的丟失，也很少發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸錯誤，從而可精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
現(xiàn)在參照圖5，它說明了一個表示根據(jù)本發(fā)明第二種實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構的框圖。圖中參考號600a標示一非觸式IC卡(一種通信設備)，620a標示一個用于對BPSK信號完成解調(diào)操作的解調(diào)電路(解調(diào)單元)，及640a標示一串行/并行轉換器(采樣信號發(fā)生單元及采樣單元)，其功能是輸出采樣信號給解調(diào)電路620a。與圖1所示相同的元件用相同的參考號標識，所以下文將省略對這些元件的重復說明。解調(diào)電路620a具有這樣的功能，它能在串行/并行轉換器640a輸出的采樣信號處于″低″狀態(tài)的整個時間內(nèi)，暫停檢測載波信號相位改變的檢測過程。
現(xiàn)在參照圖6，它說明了一個表示圖5中所示輸入/輸出緩存680，串行/并行轉換器640a，和時鐘發(fā)生電路690的結構的框圖。與圖5所示相同的元件用相同的參考號標示，所以下文將省略對這些元件的重復說明。如圖6所示，串行/并行轉換器640a具有輸出采樣信號給解調(diào)電路620a的功能。
接著，說明將轉向第二實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的工作。圖7是表示如下例子的視圖輸入解調(diào)電路620a的載波信號，由比較器691輸出的時鐘信號，由解調(diào)電路620a輸出的數(shù)據(jù)，和由波特率發(fā)生器641輸出的采樣信號。
如圖所示，接收到的載波信號已使用BPSK調(diào)制技術進行了調(diào)制，載波信號的每一位的相位都隨著載波信號所載數(shù)字數(shù)據(jù)的每一位的電平變化。在非觸式IC卡600a中，比較器691從載波信號中產(chǎn)生時鐘信號以控制IC卡的內(nèi)部操作。所產(chǎn)生的時鐘信號傳送到波特率發(fā)生器641，并且確定將要產(chǎn)生的采樣信號頻率。例如，當數(shù)據(jù)的某一位對應于16個時鐘周期，則波特率發(fā)生器641產(chǎn)生的采樣信號每隔8個時鐘從“低”電平跳變到“高”電平或從“高”電平跳變到“低”電平。移位寄存器642在采樣信號的上升沿處鎖存從解調(diào)電路發(fā)送來的串行數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)的所有8個位都鎖存后，數(shù)據(jù)的所有位相互并行地傳輸給輸入緩存682。當需要時，比如為了響應從讀/寫設備中檢測ID和檢查截止日期的指令，控制電路650經(jīng)過數(shù)據(jù)總線670檢索存儲在輸入緩存682中的數(shù)據(jù)。在來自波特率發(fā)生器641的采樣信號的輸出處于″低″狀態(tài)的整個時間內(nèi)，解調(diào)電路620a暫停檢測載波信號相位改變的檢測過程。這樣就有可能防止錯誤地認為是相位調(diào)制造成了載波信號的相位改變，而該相位改變實際上是，舉例而言，當采樣信號處于″低″電平時由采樣信號中出現(xiàn)的噪音引起的。
如上所述，非觸式IC卡這樣的構造使得在采樣信號處于″低″電平的整個期間內(nèi)不檢測所接受的載波信號的相位改變。另一種方案，如圖8所示，也可調(diào)整非觸式IC卡，例如從由比較器691所傳送的時鐘脈沖中產(chǎn)生解調(diào)停止信號，并在解調(diào)停止信號處于″低″電平的整個時間周期內(nèi)暫停由解調(diào)電路620a執(zhí)行的對載波信號相位改變的檢測，這整個時間周期即從解調(diào)電路接收到載波信號所載數(shù)據(jù)的位的起始點開始經(jīng)過一預定時間直到解調(diào)電路接收到載波信號所載數(shù)據(jù)的下一位之前一刻的這一段時間周期。
現(xiàn)在參照圖9，它說明了一個表示非觸式IC卡600b的結構的視圖，該IC卡具有產(chǎn)生圖8中所示的解調(diào)停止信號的功能。圖中參考號695標示一個解調(diào)停止信號發(fā)生電路(解調(diào)停止信號發(fā)生單元)，它用于從時鐘信號中產(chǎn)生解調(diào)停止信號，620b標示一個解調(diào)電路(解調(diào)單元)，它響應來自解調(diào)停止信號發(fā)生電路695的解調(diào)停止信號，當解調(diào)停止信號處于″低″電平時，暫停其對載波信號相位改變的檢測，當解調(diào)停止信號處于″高″電平時，檢測載波信號相位的改變，及640b標示一個串行/并行轉換器(采樣信號發(fā)生單元及采樣單元)，除串行/并行轉換器640b不具有輸出采樣信號的功能外，它與圖5中所示的串行/并行轉換器640a相同。與圖5中所示相同的元件用相同的參考號標識，所以下文將省略對這些元件的重復說明。與采樣信號用于停止檢測載波信號相位改變的情況相比，這種情況可以更有效地防止對相位改變的錯誤識別。
如前面所說明的，根據(jù)第二種實施方式，提供了這樣一種優(yōu)點，即能防止錯誤地認為是某個相位調(diào)制造成了載波信號中相位的改變，而該相位改變實際上是由噪音或類似信號引起的干擾，這樣就能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
現(xiàn)在參照圖10，它說明了一個表示根據(jù)本發(fā)明第三種實施方式的非觸式IC卡通信系統(tǒng)的結構的框圖。圖中參考號600c標示一非觸式IC卡(一種通信設備)，620c標示一個用于對BPSK信號完成解調(diào)操作的解調(diào)電路(解調(diào)單元)，640c標示一串行/并行轉換器(采樣信號發(fā)生單元及采樣單元)，它具有輸出采樣信號給解調(diào)電路620c的功能。與圖1中所示相同的元件用相同的參考號標示，所以下文將省略對這些元件的重復說明。和上述根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的解調(diào)電路620相似，當解調(diào)電路檢測到載波信號的相位改變時，解調(diào)電路620c傳送一個復位信號給串行/并行轉換器640c。當串行/并行轉換器640c接收到該復位信號時，它復位其時鐘信號分頻過程以重新產(chǎn)生一個置于其初始狀態(tài)的采樣信號。與上述根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的解調(diào)電路620a相似，解調(diào)電路620c具有這樣的功能，它能在串行/并行轉換器640c輸出的采樣信號處于″低″狀態(tài)的整個時間內(nèi)暫停檢測載波信號相位改變的檢測過程。如前面參照第二實施方式的圖9所說明，該非觸式IC卡具有這樣的功能它通過從時鐘信號中產(chǎn)生解調(diào)停止信號并將其傳送給解調(diào)電路620c來暫停檢測載波信號相位改變的檢測過程，而不是上述暫停檢測載波信號相位改變的檢測過程的功能。即根據(jù)第三種實施方式的非觸式IC卡對應于根據(jù)第一種實施方式的非觸式IC卡和根據(jù)第二種實施方式的非觸式IC卡的組合。
如前面所說明的，根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式，提供了這樣一種優(yōu)點，即，即使連續(xù)發(fā)生時鐘脈沖的丟失，也能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。而且，另一個優(yōu)點是能防止錯誤地認為某個相位調(diào)制造成了載波信號中相位的改變，而該相位改變實際上是由噪音或類似信號引起的干擾。
需要注意的是本發(fā)明并不僅僅限于上述根據(jù)第一，第二和第三實施方式的非觸式IC卡。本發(fā)明不僅能應用于這些IC卡，而且能應用于一種帶有接收單元的通信設備，該接收單元能從設備外部發(fā)射來的載波信號中產(chǎn)生時鐘信號以控制設備的內(nèi)部操作，并能解調(diào)載波信號以提取出載波信號所載的數(shù)字數(shù)據(jù)。
如前所述，本發(fā)明提供如下優(yōu)點
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施方式，由于采樣信號發(fā)生單元的構造如此設計使得當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到一個表明載波信號相位發(fā)生變化的信號時，該采樣信號發(fā)生單元復位分頻過程以從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號，這就提供了一個優(yōu)點即，即使連續(xù)發(fā)生時鐘脈沖的丟失，數(shù)據(jù)傳輸錯誤也很少發(fā)生，從而能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施方式，由于采樣單元適合于采樣預定數(shù)目的數(shù)據(jù)位，并且隨后將它們轉換成并行信號，這就提供了一個優(yōu)點即能精確地執(zhí)行轉換為并行信號的轉換操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一種最佳實施方式，在一預定時間周期內(nèi)，解調(diào)單元適合于停止檢測載波信號的相位改變，該時間周期是從解調(diào)單元接收到載波信號所載數(shù)據(jù)每一位的起始點后經(jīng)過一預定時間直到解調(diào)單元接收到載波信號所載數(shù)據(jù)的下一位的起始點之間的一段時間周期。這樣，在預定時間周期之外的時間周期內(nèi)，解調(diào)單元通過檢測載波信號的相位改變而解調(diào)接收到的載波信號，以便從載波信號中提取數(shù)據(jù)。所以就提供了這樣一個優(yōu)點即能防止錯誤地認為是由于某個相位調(diào)制而產(chǎn)生載波信號的相位改變，而該相位改變實際上是干擾，這樣就能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施方式，由于解調(diào)單元適合于根據(jù)采樣信號確定停止檢測載波信號中的相位改變的預定周期，這就提供了一個優(yōu)點，即不用產(chǎn)生特殊的信號即可防止錯誤地認為是由于某個相位調(diào)制而產(chǎn)生載波信號的相位改變，而該相位改變實際上是干擾，這樣就能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施方式，由于解調(diào)單元適合于根據(jù)解調(diào)停止信號發(fā)生單元所產(chǎn)生的信號確定停止檢測載波信號中的相位改變的預定周期，這就提供了一個優(yōu)點，即可以更準確地確定停止檢測載波信號的相位改變的周期，從而能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)最佳實施方式，由于當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到表明載波信號相位發(fā)生改變的信號時，采樣信號發(fā)生單元適合于復位分頻過程從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號，這就提供了一個優(yōu)點即，即使連續(xù)發(fā)生時鐘脈沖的丟失，數(shù)據(jù)傳輸錯誤也很少發(fā)生，從而能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施方式，由于采樣信號發(fā)生單元帶有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器，并且其中當采樣信號發(fā)生單元從解調(diào)單元接收到表明載波信號相位發(fā)生改變的信號時，復位這些多個觸發(fā)器從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號，這就提供了一個優(yōu)點即，即使連續(xù)發(fā)生時鐘脈沖的丟失，數(shù)據(jù)傳輸錯誤也很少發(fā)生，從而能精確地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
在不背離本發(fā)明的實質和范疇的情況下可以構造出本發(fā)明的許多大相徑庭的實施方式。應該理解除了在所附權利要求
書中所定義的以外，本發(fā)明不僅限于本說明書中所描述的特定的實施方式。
權利要求
1.一種解調(diào)載波信號以便從載波信號中提取發(fā)射來的數(shù)據(jù)的通信設備，該載波信號根據(jù)數(shù)據(jù)間歇地改變載波信號的相位，從而用數(shù)據(jù)進行調(diào)制，其特征在于所述設備包括接收裝置，用于接收用所述數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號；時鐘發(fā)生裝置，用于從所接收的所述載波信號中產(chǎn)生時鐘信號供所述通信設備的內(nèi)部操作用；解調(diào)裝置，用于解調(diào)所接收的所述載波信號，使得它從所述載波信號中提取所述數(shù)據(jù)并輸出所述數(shù)據(jù)，并且當所述載波信號的相位改變時，輸出一個表示所述載波信號相位發(fā)生改變的信號；采樣信號發(fā)生裝置，具有對由上述時鐘發(fā)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號進行分頻的分頻裝置，并生成用于采樣解調(diào)后的上述數(shù)據(jù)的采樣信號；采樣裝置，用于根據(jù)所述采樣信號對由所述解調(diào)裝置輸出的所述數(shù)據(jù)實施采樣過程；其中所述分頻裝置具有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器，并且所述采樣信號發(fā)生裝置當從所述解調(diào)裝置接收到標示所述載波信號相位發(fā)生改變的所述信號時，復位所述多個觸發(fā)器以從所述采樣信號發(fā)生裝置的初始狀態(tài)重新開始進行所述時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。其中所述采樣信號發(fā)生裝置，當接收了從上述解調(diào)裝置輸出的顯示出上述相位變化的信號時，將上述分頻裝置進行的時鐘信號的分頻復位，從初始狀態(tài)開始時鐘的分頻而生成采樣信號。
2.一種解調(diào)載波信號以便從載波信號中提取發(fā)射來的數(shù)據(jù)的通信設備，該載波信號根據(jù)數(shù)據(jù)間歇地改變載波信號的相位，從而用數(shù)據(jù)進行調(diào)制，其特征在于所述設備包括接收裝置，用于接收用所述數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號；時鐘發(fā)生裝置，用于從所接收的所述載波信號中產(chǎn)生時鐘信號供所述通信設備的內(nèi)部操作用；解調(diào)裝置，用于通過檢測所述載波信號的相位改變來解調(diào)所接收的所述載波信號并將其輸出，并且在從上述載波信號的各個位的開始起經(jīng)過了預定時間的點，至下一位的起始點為止的期間中的預定期間，停止檢測上述載波信號的相位變化；采樣信號發(fā)生裝置，具有對由上述時鐘發(fā)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號進行分頻的分頻裝置，并生成用于采樣解調(diào)后的上述數(shù)據(jù)的采樣信號；及采樣裝置，根據(jù)所述采樣信號對由所述解調(diào)裝置輸出的所述數(shù)據(jù)實施采樣；上述解調(diào)裝置根據(jù)所述采樣信號來決定上述預定期間。其中所述分頻裝置具有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器，并且所述采樣信號發(fā)生裝置當從所述解調(diào)裝置接收到標示所述載波信號相位發(fā)生改變的所述信號時，復位所述多個觸發(fā)器以從所述采樣信號發(fā)生裝置的初始狀態(tài)重新開始進行所述時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
3.根據(jù)權利要求
2所述的通信設備，其特征在于所述分頻裝置具有串聯(lián)連接的進行時鐘信號的分頻的多個觸發(fā)器，所述采樣信號發(fā)生裝置，當接收了從上述解調(diào)裝置輸出的顯示出上述相位變化的信號時將上述多個觸發(fā)器復位，從初始狀態(tài)開始時鐘的分頻而生成采樣信號。
4.一種從載波信號中解調(diào)出數(shù)據(jù)的通信設備，所述載波信號通過間歇地改變其相位而由應傳送的數(shù)據(jù)所調(diào)制，其特征在于包括接收由上述數(shù)據(jù)所調(diào)制的載波信號的接收裝置；時鐘發(fā)生裝置，用于從接收的所述載波信號中產(chǎn)生所述通信設備的內(nèi)部操作用的時鐘信號；解調(diào)裝置，通過檢測所接收的上述載波信號的相位變化來解調(diào)傳送的數(shù)據(jù)并將其輸出，并且在從上述載波信號的各個位的開始起經(jīng)過了預定時間的點，至下一位的起始點為止的期間中的預定期間，停止檢測上述載波信號的相位變化；采樣信號發(fā)生裝置，具有對由上述時鐘發(fā)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號進行分頻的分頻裝置，并生成用于采樣解調(diào)后的上述數(shù)據(jù)的采樣信號；采樣裝置，根據(jù)所述采樣信號對由所述解調(diào)裝置輸出的所述數(shù)據(jù)實施采樣；及解調(diào)停止信號發(fā)生裝置，根據(jù)由所述時鐘發(fā)生裝置產(chǎn)生的時鐘信號產(chǎn)生表示停止載波信號的相位變化的檢測的期間的信號；上述解調(diào)裝置根據(jù)所述由上述解調(diào)停止信號發(fā)生裝置所生成的信號來決定上述預定期間。其中所述分頻裝置具有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器，并且所述采樣信號發(fā)生裝置當從所述解調(diào)裝置接收到標示所述載波信號相位發(fā)生改變的所述信號時，復位所述多個觸發(fā)器以從所述采樣信號發(fā)生裝置的初始狀態(tài)重新開始進行所述時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
5.根據(jù)權利要求
4的通信設備，其中所述分頻裝置帶有多個順序相連的用于分頻時鐘信號的觸發(fā)器，并且所述采樣信號發(fā)生裝置當從所述解調(diào)裝置接收到標示所述載波信號相位發(fā)生改變的所述信號時，復位所述多個觸發(fā)器以從所述采樣信號發(fā)生裝置的初始狀態(tài)重新開始進行所述時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
專利摘要
一種通信設備，包括帶有時鐘發(fā)生電路(690)，解調(diào)電路(620)，波特率發(fā)生器(641)和移位寄存器(642)，時鐘發(fā)生電路用于從所接收的載波信號中產(chǎn)生時鐘信號，解調(diào)電路從所述載波信號中提取數(shù)據(jù)并輸出數(shù)據(jù)，以及當載波信號的相位改變時，用于輸出一個標示載波信號的相位發(fā)生改變的信號，波特率發(fā)生器用于當收到該信號時，復位所述時鐘信號的分頻過程以從其初始狀態(tài)重新開始進行時鐘信號的分頻過程來產(chǎn)生采樣信號。
文檔編號G06K19/07GKCN1084565SQ96110607
公開日2002年5月8日 申請日期1996年6月19日
發(fā)明者宮本太裕 申請人:三菱電器半導體軟件株式會社, 三菱電機株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2),