DE60103079T2

DE60103079T2 - Kontaktloses lesegerät für integrierte schaltung

Info

Publication number: DE60103079T2
Application number: DE60103079T
Authority: DE
Inventors: Bruno Charrat; François LEPRON
Original assignee: INSIDE CONTACTLESS AIX EN PROVENCE; Inside Contactless SA
Current assignee: Inside Contactless SA
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2021-10-06
Also published as: FR2815490B1; EP1327222B1; DE60103079D1; US20030169152A1; US7098770B2; WO2002033644A1; DE60103079C5; EP1327222A1; ATE265714T1; CN1248146C; CN1470038A; FR2815490A1; AU2001293958A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft kontaktlose Lesegeräte für integrierte Schaltungen und die Übertragung von Daten durch induktive Kopplung.
Wie schematisch in 1 dargestellt, ist ein kontaktloses Lesegerät 10 für integrierte Schaltungen, das durch induktive Kopplung funktioniert, ein aktives System, das mit Hilfe eines Antennenkreises 11 ein alternatives Magnetfeld FLD ausgibt und Daten durch Amplitudenmodulation des ausgegebenen Magnetfeldes sendet. Ein solches Lesegerät wird in FR-A-2 791 493 offenbart. Im Gegenzug dazu ist eine kontaktlose integrierte Schaltung 20 eine passive Vorrichtung, die kein Magnetfeld ausgibt und einen Antennenkreis 21 umfasst, der durch Analogie mit der sekundären Wicklung eines Transformators vergleichbar ist, dessen primäre Wicklung aus dem Antennenkreis 11 des Lesegerätes bestehen würde. Das von dem Lesegerät ausgegebene Magnetfeld FLD lässt im Antennenkreis der integrierten Schaltung eine induzierte alternative Spannung Vac auftreten, welche die Amplitudenmodulationen des Magnetfeldes kopiert und der integrierten Schaltung 10 ermöglicht, die von dem Lesegerät ausgegebenen Daten nach Filterung und Demodulation der induzierten Spannung Vac zu empfangen. Ferner sendet eine kontaktlose integrierte Schaltung 20 Daten durch Lastmodulation an ein solches Lesegerät, das heißt indem dessen Antennenkreis mit Hilfe eines gesteuerten Schalters durch ein Lastmodulationssignal Sx kurzgeschlossen wird. Die Antennenkurzschlüsse verursachen eine Störung des Magnetfeldes FLD, welche sich auf den Antennenkreis des Lesegerätes 10 auswirkt. Letzteres kann somit das Lastmodulationssignal Sx durch Filtern des Signals, das in seinem Antennenkreis 11 vorhanden ist, extrahieren und daraus die Daten ableiten, die von der kontaktlosen integrierten Schaltung gesendet werden.
Wenn man zum Beispiel auf die Normen ISO 14443-2/A oder 14443-2/B oder ISO 1569 Bezug nimmt, die in der Folge als „ISO/A", „ISO/B" und „ISO15" bezeichnet werden, wird der Antennenkreis eines kontaktlosen Lesegerätes durch ein alternatives Signal einer Frequenz von 13,56 MHz erregt und die Übertragung von Daten an eine kontaktlose integrierte Schaltung durch Amplitudenmodulation des Magnetfeldes mit einer Modulationstiefe von 100% (ISO/A), von 10% (ISO/B) oder 10% bis 30% (ISO15) durchgeführt. Die Übertragung von Daten an ein Lesegerät erfolgt durch Lastmodulation mittels eines Manchester-codierten Zwischenträgers mit 847 KHz (Norm ISO/A) oder eines BPSK-codierten Zwischenträgers (Norm ISO/B) oder mit Hilfe eines Manchester- oder FSK-codierten (ISO15) Zwischenträgers mit 423 KHz.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es zahlreiche Anwendungen dieser Technik zum Übertragen von Daten durch induktive Kopplung, insbesondere auf dem Gebiet der elektronischen Bezahlung und der Zugangskontrolle (Chipkarten und elektronische Ausweiskarten) und der Identifikation von Produkten (elektronische Etiketten), wobei die kontaktlosen integrierten Schaltungen auf mobilen Datenträgern (Plastikkarten, Etikettenträgern) angeordnet sind, in denen eine Antennenspule integriert ist. Die Antennenspule ist manchmal direkt auf der Siliziumplatte der integrierten Schaltungen („coil on chip") integriert, bei den so genannten Nah-Anwendungen, bei denen die maximale Kommunikationsentfernung gering ist und in der Größenordnung von einigen Millimetern liegt.
Bei zahlreichen Anwendungen kommen die kontaktlosen Lesegeräte für integrierte Schaltungen in der Form von festen Klemmen vor. Das heißt, diese kontaktlosen Klemmen sind dazu geeignet, verschiedene Informationen bezüglich der ausgeführten Operationen zu registrieren, die manchmal für einen ordentlichen Betrieb der Anlagen gesammelt werden müssen. Somit ist eine Klemme für eine Zugangskontrolle geeignet, bei jedem Öffnen einer Tür das Datum, die Uhrzeit und die Identität der Ausweiskarte zu registrieren, mit der das Öffnen der Tür angefordert wurde. Ebenso ist eine Klemme für einen automatischen Zahlungsvorgang geeignet, die Uhrzeit jeder Transaktion und die Identität der Karte, mit der die Zahlung durchgeführt wurde, zu registrieren. Bei den Anwendungen, bei denen mehrere Klemmen beteiligt sind, wird manchmal gewünscht, dass die Informationen durch ein zentrales Datensystem gesammelt werden. Um die registrierten Informationen zu sammeln ist es daher notwendig, eine Infrastruktur an elektrischen Kabeln vorzusehen, welche es dem zentralen System ermöglicht, an jede der Klemmen angeschlossen zu sein. Bei anderen Anwendungen erfolgt die Entnahme von registrierten Daten durch eine Klemme auf manuelle Weise mittels eines Klemmenlesegerätes, welches einen Verbinder umfasst, der in einen Ausgangsanschluss der Klemme eingreift.
Diese unterschiedlichen Operationen zur Entnahme von Daten in den festen Klemmen erweisen sich als mühsam, wenn sie manuell erfolgen, oder als teuer, wenn sie eine Infrastruktur an elektrischen Kabeln erfordern.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteil zu beseitigen.
Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein einfaches Mittel bereitzustellen, das es ermöglicht, die von einem kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltung registrierten Daten zu lesen.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, besteht eine Idee der vorliegenden Erfindung darin, ein kontaktloses Lesegerät für integrierte Schaltung vorzusehen, das imstande ist, in einen passiven Betriebsmodus zu schalten, in dem das Lesegerät kein Magnetfeld ausgibt und in Bezug auf ein anderes Lesegerät wie eine kontaktlose integrierte Schaltung funktioniert. Mit anderen Worten, ein solches Lesegerät ist in der Lage, Daten an ein anderes Lesegerät gemäß dem Prinzip der Lastmodulation zu senden und Daten zu empfangen, welche das andere Lesegerät sendet, indem das Magnetfeld, das es ausgibt, moduliert wird.
Dank der Erfindung wird es möglich, zwei kontaktlose Lesegeräte miteinander in einen Dialog treten zu lassen, indem eines der zwei Lesegeräte in den passiven Betriebsmodus geschaltet wird. Somit können Daten ohne jeglichen mechanischen Kontakt zwischen den zwei Lesegeräten ausgetauscht werden. Das erste Lesegerät ist zum Beispiel eine feste Klemme, in der Daten gelesen werden müssen, und das zweite Lesegerät ist zum Beispiel ein tragbares Lesegerät, das verwendet wird, um die Daten am Ende des Tages aus der Klemme zu extrahieren.
Ferner kann bei den Anwendungen, bei denen mehrere Klemmen zueinander nahe sind, jede Klemme in einen passiven Modus schalten, um Daten einer benachbarten Klemme zu senden oder zu empfangen und kann somit als Relais für die Verbreitung von Daten von Klemme zu Klemme dienen.
In diesem Kontext besteht eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, um Daten zwischen zwei Lesegeräten gemäß dem Prinzip der Lastmodulation zu übertragen, das einfach umzusetzen ist und keine Breitstellung eines Lastmodulationsschalters erfordert, der geeignet ist, den Antennenkreis eines der zwei Lesegeräte kurzzuschließen.
Eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kontaktloses Lesegerät für integrierte Schaltungen vom Typ, der in den internationalen Anmeldungen PCT/FR00/00742 oder PCT/FR/00712 beschrieben wird, in passivem Modus zu betreiben, wobei die materiellen Änderungen, die an dem Lesegerät durchzuführen sind, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, minimiert werden.
Zu diesem Zweck besteht eine andere Idee der vorliegenden Erfindung darin, auf den Antennenkreis eines ersten Lesegerätes ein Lastmodulationssignal mit zwei Zuständen anzuwenden, dessen Variationen geeignet sind, das Magnetfeld, das von einem zweiten Lesegerät ausgegeben wird, zu stören und im Antennenkreis des zweiten Lesegerätes das Äquivalent einer Lastmodulation zu erzeugen, die durch Kurzschließen des Antennenkreises des ersten Lesegerätes erzielt wird.
Somit sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Senden-Empfangen von Daten über induktive Kopplung vor, umfassend einen Antennenkreis, Mittel, um ein alternatives Erregungssignal des Antennenkreises zu liefern, und Mittel zur Simulation des Betriebs einer kontaktlosen integrierten Schaltung, die angeordnet sind, um auf den Antennenkreis, wenn Daten übertragen werden müssen, ein Lastmodulationssignal mit zwei Zuständen anzuwenden, das geeignet ist, ein Magnetfeld zu stören, das von einem anderen kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen ausgegeben wird und das geeignet ist, von dem anderen Lesegerät erfasst zu werden, so als ob es sich um ein Lastmodulationssignal handeln würde, das auf einen Antennenkurzschlussschalter einer kontaktlosen integrierten Schaltung angewendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lastmodulationssignal Impulse des Erregungssignals, wobei die Dauer jedes Impulses größer als die Periode des Erregungssignals ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lastmodulationssignal Impulsgruppen des Erregungssignals, wobei die Impulse einer selben Gruppe mit einer bestimmten Frequenz gesendet werden, die geringer als die Frequenz des Erregungssignals ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lastmodulationssignal eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände auf: den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und den Zustand hoher Impedanz.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lastmodulationssignal eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände auf: den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und den Zustand „1" logisch, das heißt eine Gleichspannung.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Lastmodulationssignal durch mindestens einen Anschluss eines Mikroprozessors gesteuert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen aktiven Betriebsmodus, bei dem das Erregungssignal in quasi-permanenter Weise auf den Antennenkreis angewendet wird und bei dem Daten über Modulation der Amplitude des Magnetfelds gesendet werden, welches von dem Antennenkreis ausgegeben wird, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, mit einer kontaktlosen integrierten Schaltung in einen Dialog zu treten, wenn sie sich im aktiven Modus befindet, und einen passiven Betriebsmodus, bei dem Daten gesendet werden, indem das Lastmodulationssignal mit zwei Zuständen auf den Antennenkreis angewendet wird, dank der Mittel zur Betriebssimulation einer kontaktlosen integrierten Schaltung, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, mit einem kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen in einen Dialog zu treten, wenn sie sich im passiven Modus befindet.
Im passiven Betriebsmodus sind die Mittel zur Simulation des Betriebs einer kontaktlosen integrierten Schaltung vorzugsweise angeordnet, um die quasi-permanente Anwendung des Erregungssignals auf den Antennenkreis zu hemmen, zumindest, wenn das Lastmodulationssignal nicht auf den Antennenkreis angewendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Hemmen des Anwendens des Erregungssignals auf den Antennenkreis durch Anschlüsse eines Mikroprozessors gesteuert.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung Mittel, um aus einem Antennensignal, das im Antennenkreis vorhanden ist, ein Lastmodulationssignal zu extrahieren, das durch eine kontaktlose integrierte Schaltung gesendet wird, und Mittel, um aus dem Antennensignal ein Amplitudenmodulationssignal zu extrahieren, das von einem kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen gesendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Mittel zum Extrahieren eines Amplitudenmodulationssignals und die Mittel zum Extrahieren eines Lastmodulationssignals eine gemeinsame Filterschaltung, die mit dem Antennenkreis verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren, um Daten zwischen zwei kontaktlosen Lesegeräten für integrierte Schaltungen zu übertragen, die durch induktive Kopplung funktionieren, wobei jedes Lesegerät einen Antennenkreis zum Ausgeben eines alternativen Magnetfeldes, Mittel zum Anwenden eines alternativen Erregungssignals auf den Antennenkreis und Mittel zum Modulieren der Amplitude des ausgegebenen Magnetfelds umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, die darin bestehen, in mindestens einem ersten Lesegerät Mittel zur Simulation des Betriebs einer kontaktlosen integrierten Schaltung vorzusehen, die angeordnet sind, um auf den Antennenkreis des ersten Lesegerätes, wenn Daten durch das erste Lesegerät ausgegeben werden müssen, ein Lastmodulationssignal mit zwei Zuständen anzuwenden, das geeignet ist, das vom anderen Lesegerät ausgegebene Magnetfeld zu stören, so als ob es sich um ein Lastmodulationssignal handeln würde, das auf einen Antennenkurzschlussschalter einer kontaktlosen integrierten Schaltung angewendet wird, und darin, da s erste Lesegerät als eine kontaktlose integrierte Schaltung zu betreiben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt, der darin besteht, das Anwenden des Erregungssignals auf den Antennenkreis des ersten Lesegerätes zu hemmen, wenn das Lastmodulationssignal nicht auf den Antennenkreis angewendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lastmodulationssignal Impulse eines alternativen Signals, wobei die Dauer jedes Impulses größer als die Periode des alternativen Signals ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lastmodulationssignal Impulsgruppen des Erregungssignals, wobei die Impulse einer selben Gruppe mit einer bestimmten Frequenz ausgegeben werden, die niedriger als die Frequenz des Erregungssignals ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lastmodulationssignal eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände auf: den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und den Zustand hoher Impedanz.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lastmodulationssignal eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände auf: den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und den Zustand „1" logisch, das heißt eine Gleichspannung.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt, der darin besteht, im ersten Lesegerät Filtermittel bereitzustellen, welche in der Lage sind, aus dem Antennensignal des Lesegerätes ein Lastmodulationssignal zu extrahieren, das durch eine kontaktlose integrierte Schaltung gesendet wird, und die auch in der Lage sind, aus dem Antennensignal ein Amplitudenmodulationssignal zu extrahieren, das durch das andere kontaktlose Lesegerät für integrierte Schaltungen gesendet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Senden von Daten an ein kontaktloses Lesegerät für integrierte Schaltungen, wobei das Lesegerät mit Hilfe einer Vorrichtung, die einen Antennenkreis und Mittel zum Bereitstellen eines alternativen Erregungssignals des Antennenkreises umfasst, ein Magnetfeld ausgibt, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, der darin besteht, auf den Antennenkreis der Vorrichtung ein Lastmodulationssignal mit zwei Zuständen anzuwenden, das geeignet ist, das Magnetfeld, das vom kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen ausgegeben wird, zu stören und das geeignet ist, vom Lesegerät erfasst zu werden, so als ob es sich um ein Lastmodulationssignal handeln würde, das auf einen Antennenkurzschlussschalter einer kontaktlosen integrierten Schaltung angewendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lastmodulationssignal Impulse des Erregungssignals, wobei die Dauer jedes Impulses größer als die Periode des Erregungssignals ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lastmodulationssignal Impulsgruppen des Erregungssignals, wobei die Impulse einer selben Gruppe mit einer bestimmten Frequenz gesendet werden, die niedriger als die Frequenz des Erregungssignals ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lastmodulationssignal eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände auf: den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und den Zustand hoher Impedanz.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Lastmodulationssignal eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände auf: den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und den Zustand „1" logisch, das heißt eine Gleichspannung.
Diese sowie andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung eines kontaktlosen integrierten Lesegerätes gemäß der Erfindung detaillierter beschrieben, wobei die Beschreibung keinen einschränkenden Charakter hat und in Bezug auf die beiliegenden Figuren erfolgt. Es zeigen:
die zuvor beschriebene 1 schematisch ein kontaktloses Lesegerät für integrierte Schaltungen und eine kontaktlose integrierte Schaltung,
2 den Schaltplan eines Ausführungsbeispiels eines Lesegerätes gemäß der Erfindung,
die 3A bis 3D Chronogramme elektrischer Signale, welche den Betrieb des Lesegerätes im aktiven Modus zeigen, bei einer Kommunikation mit einer kontaktlosen integrierten Schaltung, und
die 4A bis 4E Chronogramme von elektrischen Signalen, welche den Betrieb des Lesegerätes im passiven Modus zeigen, bei einer Kommunikation mit einem anderen Lesegerät.
Beschreibung eines Lesegerätes gemäß der Erfindung
2 ist der Schaltplan eines Lesegerätes RD1 gemäß der Erfindung, das anfänglich dazu bereitgestellt wird, Daten mit einer kontaktlosen integrierten Schaltung auszutauschen. Somit ist die Architektur des Lesegerätes RD1 an sich in ihren allgemeinen Eigenschaften bekannt und wird in den internationalen Anmeldungen PCT/FR00/00742 und PCT/FR/00712 beschrieben.
Das Lesegerät RD1 unterscheidet sich im Wesentlichen vom klassischen Lesegerät durch den Umstand, dass es Mittel umfasst, um in einen passiven Betriebsmodus zu schalten, wo es den Betrieb einer kontaktlosen integrierten Schaltung simuliert, um mit einem anderen kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen in einen Dialog zu treten.
Im folgenden Fall wird das Lesegerät RD1 in nicht einschränkender Weise unter Bezugnahme auf die Normen ISO/A und ISO/B beschrieben, deren Eigenschaften in der Präambel angeführt wurden. Ebenso werden die Grenzfrequenzen für Filter, die Schwingungsfrequenzen für Signale und die später genannten Codierungsprotokolle nur beispielhaft angeführt.
Das Lesegerät RD1 umfasst klassischerweise einen Mikroprozessor MP1, einen Speicher MEM1, einen externen Antennenkreis LCR1, einen Oszillator OSC1, einen Amplitudenmodulationskreis MDC1 und einen Kreis zum Extrahieren von Daten EXTC1. Der Antennenkreis LCR1 umfasst eine Spule Lr1 und eine Parallelkapazität Cr1 und weist eine Resonanzfrequenz von 13,56 MHz auf. Der Oszillator OSC1 liefert ein Erregungssignal S1 einer Frequenz von 13,56 MHz, das mit Hilfe des Modulationskreises MDC1 auf den Antennenkreis LCR1 angewendet wird. Das Signal S1 wird auch auf den Mikroprozessor als Taktsignal H angewendet.
Der Mikroprozessor MP1 wird mit einer Gleichspannung Vcc versorgt und umfasst Anschlüsse P1 bis P8, die auf „0" (Masse), auf „1" (Vcc) oder in den Zustand hoher Impedanz (HZ) gesetzt werden können. Die Anschlüsse P1 bis P7 sind hier Ausgangsanschlüsse, während der Anschluss P8 ein Eingangsanschluss ist.
Der Speicher MEM1 umfasst einen nicht-flüchtigen Bereich, zum Beispiel einen Bereich vom Typ ROM oder EEPROM, in dem verschiedene klassische Programme registriert sind, insbesondere das Betriebssystem OS des Mikroprozessor s, ein Programm PGR1 zur Verwaltung eines Protokolls zur Ausgabe von Daten durch Amplitudenmodulation und ein Programm PGA2 zur Verwaltung eines Protokolls zum Empfangen von Daten, die durch eine kontaktlose integrierte Schaltung gemäß des Prinzips der Lastmodulation gesendet werden.
Gemäß der Erfindung umfasst der Speicher MEM1 auch ein Programm PGP1 zur Verwaltung eines Protokolls zum Empfangen von Daten, die durch ein anderes kontaktloses Lesegerät für integrierte Schaltungen gesendet werden (durch Amplitudenmodulation eines externen Magnetfeldes), und ein Programm PGP2 zur Verwaltung eines Protokolls zum Ausgeben von Daten über Lastmodulation. Diese Programme ermöglichen es dem Lesegerät RD1 im passiven Modus betrieben zu werden und verwenden Protokolle zur Ausgabe und zum Empfang von Daten, die für kontaktlose integrierte Schaltungen vorgesehen sind.
Der Modulationskreis MDC1 umfasst einen Transistor T1, hier vom Typ NMOS, dessen Gitter das Signal S1 empfängt und dessen Quelle mit der Masse verbunden ist. Der Drain des Modulationstransistors T1 ist mit dem Antennenkreis LCr1 über eine Kapazität C1 und mit den Anschlüssen P1 bis P4 des Mikroprozessors Mp1 über eine Induktivität L1 oder „Störschutzdrossel" verbunden. Gemäß der Erfindung wird das Signal S1 auf das Gitter des Modulationstransistors T1 mit Hilfe eines logischen Anschlusses LG, hier ein Anschluss ET, angewendet, der am Eingang das Signal S1 und ein Steuersignal CMD, das vom Anschluss P5 des Mikroprozessors geliefert wird, empfängt.
Der Kreis zum Extrahieren von Daten EXTC1 umfasst einen Passbandfilter BPF1, der auf eine Frequenz von 847 KHz eingestellt ist, und einen Tiefpassfilter LPF1 mit einer Grenzfrequenz von 847 KHz. Der Bandpassfilter BPF1 umfasst zum Beispiel eine Induktivität, eine Kapazität, einen Widerstand und eine Diode in paralleler Anordnung, und der Tiefpassfilter LPF1 umfasst einen Widerstand und eine Kapazität in paralleler Anordnung. Jeder Filter ist über eines seiner Enden mit einem Anschluss des Mikroprozessors 2 verbunden, P6 bzw. P7. Das andere Ende der Filter BPF1, LPF1 ist mit einem gemeinsamen Knoten N1 verbunden, der an den Ausgang eines Verstärkungselementes angeschlossen ist. Das Verstärkungselement ist hier ein Transistor T2 vom Typ FET, dessen Drain an den Knoten N1 angeschlossen und dessen Quelle an die Masse angeschlossen ist. Ferner ist der Knoten N1 mit dem Anschluss P8 des Mikroprozessors über einen Verstärker AMP1 und einen Auslöser TRG1 („Trigger") verbunden, wodurch die Formgebung eines vom Verstärker gelieferten Signals gewährleistet wird. Der Kreis zum Extrahieren von Daten EXTC1 umfasst auch einen Monowechselfolge-Gleichrichter DR1 und einen Niederpassfilter LPF2 mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung von Megahertz. Der Monowechselfolge-Gleichrichter DR1 ist mit dem Antennenkreis LCR1 verbunden, und sein Ausgang wird auf den Eingang des Niederpassfilters LPF2 angewendet. Der Ausgang des Filters LPF2 wird auf den Eingang des Verstärkungselementes T2 (hier das Gitter des Transistors FET) über eine Entkopplungskapazität C2 und einen Stabilisierungswiderstand R1 mit niedrigem Pegel („pull-down") angewendet.
Im Folgenden wird der Betrieb des Lesegerätes RD1 im aktiven Modus und der Betrieb des Lesegerätes im passiven Modus beschrieben.
Betrieb im aktiven Modus
Der Betrieb des Lesegerätes im aktiven Modus ist an sich klassisch und umfasst zuallererst die Ausgabe eines Magnetfeldes FLD1. Die Anschlüsse P1 bis P4 des Mikroprozessors MP1 sind auf 1 und das Signal CMD auf 1 gesetzt. Der Ausgang des MCD1-Kreises liefert an den Antennenkreis das Erregungssignal S1, und ein Antennensignal SA1 derselben Frequenz erscheint im Antennenkreis LCR1, wodurch die Ausgabe des Magnetfeldes FLD1 hervorgerufen wird, das dazu bestimmt ist, eine kontaktlose integrierte Schaltung zu aktivieren.
Eine solche kontaktlose integrierte Schaltung CIC wird beispielhaft in 2 in Bezug auf das Lesegerät RD1 dargestellt. Der Kreis CIC kann eine integrierte Schaltung mit einer kontaktlosen Chipkarte, mit einer kontaktlosen elektronischen Ausweiskarte, mit einer kontaktlosen elektronischen Etikette usw. sein. Der Kreis CIC ist mit einem Antennenkreis LCP versehen, der eine Spule Lp parallel mit einer Kapazität Cp umfasst. Er umfasst einen Lastmodulationsschalter TM, hier ein Transistor NMOS, eine Zentraleinheit UC mit verkabelter Logik oder mit Mikroprozessor, einen Modulatorkreis MODC, dessen Ausgang das Gitter des Transistors TM steuert, einen Kreis zum Extrahieren von Daten EXTC3, der mit dem Antennenkreis LCP verbunden ist, einen Gleichrichter mit Dioden PD und einen Kreisfrequenzteiler DIVC. Der Schalter TM ist an die Klemmen des Antennenkreises LCP über einen Lastwiderstand RM angeschlossen.
Das Magnetfeld FLD1, das vom Lesegerät RD1 ausgegeben wird, lässt eine induzierte Spannung Vac an den Klemmen der Spule Lp erscheinen. Die Spannung Vac wird durch die Diodenbrücke PD gleichgerichtet, deren Ausgang eine Versorgungsspannung Vcc für den Kreis CIC liefert. Ferner ist die Schwingungsfrequenz von 13,56 MHz der Spannung Vac durch den Kreis DIVC geteilt, dessen Ausgang einen Zwischenträger Fsc mit 847 KHz liefert, der an den Kreis MODC gesendet wird.
Der Austausch von Daten zwischen dem Lesegerät RD1 und dem Kreis CIC ist in den 3A bis 3D dargestellt. Der linke Teil dieser Figuren betrifft das Senden von Daten an den Kreis CIC (Ausgabemodus) und der rechte Teil den Empfang von gesendeten Daten durch die integrierte Schaltung (Empfangsmodus).
A – Senden von Daten an die integrierte Schaltung
Wenn Daten DT an den Kreis CIC gesendet werden müssen, liefert der Mikroprozessor MP1 des Lesegerätes RD1 mit Hilfe der Anschlüsse P1 bis P4 ein Amplitudenmodulationssignal SM1, das gemäß einem bestimmten Protokoll codiert ist. Zu sendende Daten DT sind beispielhaft in 3A dargestellt, und ein Beispiel für die Codierung des Signals SM1 ist in 3B dargestellt. Klassischerweise besteht die Codierung darin, das Signal SM1 beim Senden eines Bits mit 0 vorübergehend auf 0 zu setzen und das Signal SM1 beim Senden eines Bits mit 1 auf 1 zu halten. Der Übergang auf 0 des Signals SM1 führt zur Blockierung des Transistors T1 im Kreis MDC1 und zum Löschen des Antennensignals SA1, wobei das Erregungssignal S1 nicht mehr auf den Antennenkreis angewendet wird. Das Magnetfeld FLD1, das in 3C dargestellt ist, weist somit eine Amplitudenmodulation kurzer Dauer auf, wenn ein Bit mit 0 gesendet wird, und weist beim Senden eines Bits mit 1 (Codierung durch Impulse) keine Amplitudenmodulation auf. Wie in den Anmeldungen PCT/FR00/00742 und PCT/FR/00712 beschrieben, liegt die Modulationstiefe bei 100% (Codierung ISO/A), wenn alle Anschlüsse P1 bis P4 auf 0 gesetzt sind, sie kann aber auch unter 100% liegen, zum Beispiel bei 10% (Norm ISO/B), wobei bestimmte Anschlüsse von P1 bis P4 in den Zustand hoher Impedanz HZ gesetzt werden, während die anderen bei 1 bleiben (anstatt alle Anschlüsse auf 0 zu setzen).
Im Kreis CIC wird das Amplitudenmodulationssignal SM1 aus der induzierten Spannung Vac durch den Kreis EXTC3 extrahiert und auf die Zentraleinheit UC für die Decodierung der empfangenen Daten DT angewendet.
B – Empfang von gesendeten Daten durch die integrierte Schaltung
Nun wird angenommen, dass die integrierte Schaltung Daten DT (3A, rechte Seite) an das Lesegerät RD1 sendet. Die Daten DT werden auf den Kreis MODC angewendet, um gemäß dem ausgewählten Protokoll codiert zu werden, und der Kreis MODC wendet auf das Gitter des Transistors TM ein Lastmodulationssignal SX1 an. Wie in 3D dargestellt, ist das Signal SX1 zum Beispiel das Ergebnis einer Manchester-Codierung, die auf den Zwischenträger Fsc (Norm ISO/A) angewendet wird. Das Signal SX1 kann ebenfalls das Ergebnis einer BPSK-Codierung sein, die auf den Zwischenträger Fsc (Norm ISO/B) angewendet wird.
Im Lesegerät RD1 haben die Anschlüsse P6 und P7 die Aufgabe, die Filter zu schalten und gleichzeitig ihre elektrische Versorgung zu gewährleisten. Wenn die Anschlüsse P6, P7 auf hohe Impedanz eingestellt sind, sind die Filter BPF1, LPF1 getrennt (im offenen Kreis) und der Knoten N1 ist auf hohe Impedanz eingestellt. Wenn ein Anschluss P6, P7 auf 1 eingestellt ist, während der andere Anschluss auf hoher Impedanz gehalten wird, wird der entsprechende Filter BPF1, LPF1 in Betrieb genommen. Somit wird der Tiefpassfilter mit Hilfe des Anschlusses P6 vom Mikroprozessor 2 ausgewählt und aktiviert, wenn das Signal SX1 Manchester-Codiert ist (Norm ISO/A), oder der Mikroprozessor 2 wählt den Bandpassfilter BPF1 aus, wenn das Signal SX1 BPSK-codiert ist.
Das Lastmodulationssignal SX1 wird zuallererst aus dem Antennensignal SA1 über den Tiefpassfilter LPF2 des Kreises EXTC1 extrahiert, der den Bestandteil mit 13,56 MHz eliminiert, und wird auf den Eingang des Verstärkungselementes T2 angewendet. Der mit Hilfe der Anschlüsse P6, P7 ausgewählte Filter BPF1 oder LPF1 ermöglicht es, die Hülle des Signals SX1 zu extrahieren, wobei der Zwischenträger Fsc beseitigt wird. Die Hülle des Signals SX1 wird auf dem Anschluss P8 des Mikroprozessors gesendet, um decodiert zu werden, nachdem sie durch den Verstärker AMP1 verstärkt und durch den Auslöser TRG1 in Form gebracht worden ist.
Im Allgemeinen ermöglicht der Tiefpassfilter LPF1, jede Art von Signal SX1 frequenzmäßig zu demodulieren, dessen Frequenz kleiner oder gleich 847 KHz ist, eingeschlossen den Fall, bei dem das Signal SX1 ein binäres Signal ohne Zwischenträger ist. Der Bandpassfilter ist insbesondere für die Phasendemodulierung des Signals SX1 bestimmt, wenn dieses durch Phasensprung (BPSK) codiert ist und eine Frequenz von 847 KHz aufweist.
Betrieb im passiven Modus
Es wird daran erinnert, dass die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, mit Hilfe des Lesegerätes RD1 den Betrieb einer kontaktlosen integrierten Schaltung zu simulieren, so dass der Austausch von Daten zwischen dem Lesegerät RD1 und einem anderen kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen ermöglicht wird.
Beispielhaft wird ein anderes Lesegerät RD2 in 2 schematisch in Bezug auf das Lesegerät RD1 dargestellt. Das Lesegerät RD2 weist hier dieselbe Struktur auf wie das Lesegerät RD1 und umfasst einen Antennenkreis LCR2, der aus einer Spule Lr2 und einer Kapazität Cr2 besteht, einen Mikroprozessor MP2, einen Speicher MEM2, einen Modulationskreis MDC2, einen Oszillator OSC2, der ein Erregungssignal S2 liefert, das auf den Antennenkreis mit Hilfe des Modulationskreises angewendet wird, und einen Kreis zum Extrahieren von Daten EXTC2, der an den Antennenkreis angeschlossen ist.
Das Umschalten des Lesegerätes RD1 in den passiven Betriebsmodus wird hier durch ein Bit Bm oder eine Fahne (Flag) gewährleistet, das in einem Register REG1 gespeichert ist, dessen Ausgang mit einem Eingang E1 des Mikroprozessors MP1 verbunden ist. Der Wert der Fahne Bm wird durch Abfragen (zyklisches Lesen des Registers) oder durch Unterbrechung erfasst, wobei der Mikroprozessor in den passiven Modus umschaltet, wenn die Fahne Bm einen bestimmten Wert, zum Beispiel „1" aufweist. In der Praxis kann der Wert der Fahne Bm durch einen Schalter oder einen Druckknopfschalter, der manuell auf dem Gehäuse des Lesegerätes RD1 (nicht dargestellt) zugänglich ist, oder durch den Mikroprozessor selbst geändert werden. Der Mikroprozessor kann zum Beispiel programmiert werden, um zu bestimmten Zeiten während des Tages oder des Monats, welche der Entnahme von Daten entsprechen, die im Speicher MEM1 registriert sind, in den passiven Modus zu schalten. Das Schalten in den passiven Modus kann auch über ein Menü vorgeschlagen werden, das dem Benutzer präsentiert wird und in dem die zwei Betriebsoptionen vorgeschlagen werden. Diese Ausführungsform ist auf tragbare Lesegeräte anwendbar, die dazu bestimmt sind, feste, in den Klemmen angeordnete Lesegeräte durch das Übergehen in den passiven Modus abzulesen.
Der Betrieb des Lesegerätes RD1 im passiven Modus erfolgt zuallererst durch die Abwesenheit der Ausgabe des Magnetfeldes FLD1, wobei das einzige permanente Magnetfeld, das zwischen den Lesegeräten RD1 und RD2 besteht, das Magnetfeld FLD2 ist, das vom Lesegerät RD2 ausgegeben wird. Um den Antennenkreis des Lesegerätes RD1 „lautlos" zu machen, wird das Signal CMD auf 0 (Anschluss P5) gesetzt, und die Anschlüsse P1 bis P4 werden in den Zustand hoher Impedanz gesetzt. Das Signal S1 wird somit durch das logische Tor LG blockiert und gelangt nicht zum Transistor T1 des Modulationskreises MDC1, dessen Gitter durch den Ausgang des Tors LG bei 0 gehalten wird. In einer Variante hält der Mikroprozessor die Anschlüsse P1 bis P4 bei 0, so dass der Transistor T1 ebenfalls blockiert bleibt, unabhängig vom Signal, das auf das Gitter angewendet wird.
Nun werden unter Bezugnahme auf die 4A bis 4E Beispiele für das Senden oder das Empfangen von Daten im passiven Modus beschrieben. Der linke Teil der Figuren betrifft den Empfang der Daten durch das Lesegerät RD1 und der rechte Teil die Ausgabe von Daten durch das Lesegerät RD1.
A – Empfang von Daten durch das Lesegerät RD1
Vorteilhafterweise kann das Lesen der Daten, die vom Lesegerät RD2 gesendet werden, mit Hilfe des Kreises zum Extrahieren von Daten EXTC1 erfolgen, der aufgrund seiner Struktur und Anordnung in der Lage ist, sowohl ein Lastmodulationssignal, das von einer kontaktlosen integrierten Schaltung (das weiter oben beschriebene Signal SX1) gesendet wird, als auch ein Amplitudenmodulationssignal zu extrahieren.
Das geht bei Betrachtung der 4A und 4C hervor, welche jeweils das Magnetfeld FLD2, das vom Lesegerät RD2 ausgegeben wird, und das Antennensignal SA1 darstellen, welches durch Induktion im Antennenkreis LCR1 des Lesegerätes RD1 auftritt. In 4A ist zu sehen, dass die Amplitude des Feldes FLD2 Modulationstäler (von 100% oder 10%, je nach der gewählten Codierung) aufweist. Die Hülle des Magnetfeldes FLD2 ist das Abbild des Amplitudenmodulationssignals SM2 (4D), das vom Mikroprozessor auf seinen Modulationskreis MDC2 angewendet wird. In 4C ist zu sehen, dass das Antennensignal SA1 die Amplitudenschwankungen des Feldes FLD2 kopiert, so dass die Hülle des Antennensignals SA1 auch das Modulationssignal SM2 ist. Um die Hülle aus dem Antennensignal SA1 zu extrahieren, wählt der Mikroprozessor MP1 den Tiefpassfilter LPF1 aus, indem der Anschluss P7 auf „1" gebracht wird. Der Träger mit 13,56 MHz wird durch den Filter LPF2 am Eingang des Verstärkungselementes T2 weggelassen, und die eventuellen Restfrequenzen werden durch den Filter LPF1 eliminiert. Das Amplitudenmodulationssignal SM2 befindet sich somit wieder auf dem Anschluss P8 des Mikroprozessors, nachdem es durch den Verstärker AMP1 und den Auslösekreis TRG1 in Form gebracht worden ist.
Der Mikroprozessor MP1 decodiert das Modulationssignal SM2 mit Hilfe des weiter oben genannten Programmes PGP1, welches Decodierungsalgorithmen enthält, die für die kontaktlosen integrierten Schaltungen vorgesehen sind, und leitet daraus die vom Lesegerät RD2 gesendeten Daten ab.
B – Senden von Daten an das Sendegerät RD2 durch Lastmodulation
Hier besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, im Antennenkreis LCR2 des Lesegerätes RD2 ein Lastmodulationssignal SX2 auftreten zu lassen, ohne dass es notwendig wäre, parallel mit dem Antennenkreis LCR1 des Lesegerätes RD1 einen Lastmodulationsschalter hinzuzufügen (vom Typ des Schalters TM, der bei den Klemmen des Antennenkreises der integrierten Schaltung CIC vorhanden ist).
Zu diesem Zweck besteht die Idee der vorliegenden Erfindung darin, auf den Antennenkreis LCR1 mit Hilfe des Modulationskreises MDC1 ein Lastmodulationssignal SX2 mit zwei Zuständen anzuwenden, die geeignet sind, eine Störung des Magnetfeldes FLD2, das vom Lesegerät RD2 ausgegeben wird, auszulösen. Diese Störung muss sich auf den Antennenkreis LCR2 mit ausreichender Kraft auswirken, um vom Kreis für das Extrahieren von Daten EXTC2 des Lesegerätes RD2 erfasst zu werden.
Die untenstehende Tabelle 1 beschreibt die verschiedenen Zustände des Ausgangs des Kreises MDC1 gemäß den angewendeten Steuersignalen CMD und SM1. Das vom Kreis MDC1 gelieferte Signal wird hier als SX2 bezeichnet, um es vom Signal S1 zu unterscheiden, das vom selben Kreis geliefert wird, wenn das Lesegerät im aktiven Modus betrieben wird. Die Ausgangszustände sind als „A" bis „F" in der linken Spalte gekennzeichnet. Gemäß den Feststellungen und den Experimenten, die von der Antragstellerin gemacht wurden, können drei Lastmodulationsverfahren MDC1 ausgewählt werden, um eine Störung des Magnetfeldes FLD2 auszulösen, die vom Lesegerät RD2 als Lastmodulationssignal erfasst werden kann.
Das erste Verfahren ist in nachstehender Tabelle 2 zusammengefasst und besteht darin, den Zustand A und den Zustand B abzuwechseln, so dass das Lastmodulationssignal SX2, das vom Kreis MDC1 geliefert wird, eine Wechselfolge von „0" und „1" umfasst. Vom elektrischen Standpunkt aus betrachtet, kommt die Anwendung einer „0" auf den Antennenkreis LCR1 dem Anschließen von letzterem an die Masse GND (über die Kapazität C1) oder an ein beliebiges Referenzpotential, welches den Zustand „0" logisch darstellt, gleich. Das Anwenden einer „1" auf den Antennenkreis kommt einem Anwenden der Gleichspannungsversorgung Vcc des Mikroprozessors oder jeder anderen Gleichspannung, welche den Zustand „1" logisch darstellt, an den Antennenkreis (wieder über die Kapazität C1) gleich.
Das zweite Verfahren wird in der nachstehenden Tabelle 3 zusammengefasst und besteht darin, den Zustand A und den Zustand C abzuwechseln, so dass das Lastmodulationssignal SX2, das vom Kreis MDC1 geliefert wird, eine Wechselfolge zwischen dem Zustand „0" (Masse oder Referenzpotential) und dem Zustand hoher Impedanz HZ umfasst. Die Anwendung des Zustands hoher Impedanz kommt einem Setzen des Antennenkreises LCR1 in einen offenen Kreis gleich.
Das dritte Verfahren wird in der nachstehenden Tabelle 4 zusammengefasst und besteht darin, den Zustand D und den Zustand E abzuwechseln, so dass das Lastmodulationssignal SX2, das vom Kreis MDC1 geliefert wird, eine Wechselfolge zwischen dem Zustand „0" (Masse) und dem alternativen Erregungszustand des Antennenkreises LCR1 mit Hilfe des Signals S1 umfasst, das vom Oszillator OSC1 geliefert wird.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Gemäß den von der Antragstellerin durchgeführten Tests lösen die drei Verfahren im Antennenkreis des Lesegerätes RD2 das Erscheinen eines Störsignals auf, welches durch den Kreis zum Extrahieren von Daten EXTC2 aus dem Lesegerät RD2 erfasst wird und welches nach dem Filtern seines Bestandteils mit 13,56 MHz durch den Extraktionskreis EXTC2 ein Signal SX2' gibt, das mit einem klassischen Lastmodulationssignal gleichwertig ist.
Das dritte Verfahren weist den Vorteil auf, dass es eine maximale Kommunikationsdistanz bietet, welche deutlich größer ist als bei den beiden ersten Verfahren, da die Impulse des alternativen Signals S1, die auf den Antennenkreis angewendet werden, die Ausgabe von Impulsen des Magnetfeldes FLD1 auslösen, welche vom Lesegerät RD2 aus einer größeren Distanz erfasst werden als Störungen, die auf eine passive Lastmodulation zurückzuführen sind. Im Vergleich zu einer klassischen Lastmodulation, die rein passiv ist, kann die Störung des Magnetfelds, die gemäß dem dritten Verfahren erhalten wird, aufgrund der Ausgabe von Impulsen des alternativen Magnetfelds als „aktive Pseudo-Lastmodulation" bezeichnet werden. Dieses dritte Verfahren stellt somit die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, wenngleich die anderen Verfahren dadurch nicht aus der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen werden.
Ferner geht aus der Tabelle 4 hervor, dass das Liefern eines Lastmodulationssignals SX2, welches eine Wechselfolge von „0" und von Impulsen des Signals S1 umfasst, nicht erfordert, dass das Steuersignal CMD auf 0 gesetzt wird. Das logische Tor LG kann somit in dieser Ausführungsform wegfallen, und das Signal S1 kann permanent auf das Gitter des Modulationstransistors T1 angewendet werden.
4B stellt den Aspekt des Signals SX2 dar, wenn Daten gemäß der Manchester-Codierung und unter Anwendung des dritten Lastmodulationsverfahrens ausgegeben werden. Die Ausgabe einer „1" erfolgt durch eine Reihe von Impulsen I1, I2 ..., gefolgt von einer Abwesenheit von Impulsen, und die Ausgabe einer „0" erfolgt durch eine Abwesenheit von Impulsen, gefolgt von einer Reihe von Impulsen I1, I2 usw. Die Impulse I1, I2 .... werden mit der Frequenz von 847 KHz ausgegeben (Lastmodulations-Zwischenträger), die durch den Mikroprozessor MP1 durch Teilen des Taktsignals H (Signal S1) berechnet wird. Jeder Impuls besteht aus einer Reihe von Wechselfolgen des Signals S1.
In 4C, welche das Antennensignal SA1 darstellt, ist zu sehen, dass die Anwendung jedes Impulses auf den Antennenkreis LCR1 dazu führt, dass die Amplitude des Antennensignals SA1 wächst, was einer Ausgabe eines Impulses des Magnetfeldes FLD1 entspricht. Während der Ausgabe der Impulse umfasst das Antennensignal SA1 eine Kombination des Erregungssignals S1, das durch den Oszillator OSC1 (prädominant) ausgegeben wird, und eines induzierten Signals S2' (vernachlässigbar vor S1), welches das Abbild des Erregungssignals S2 ist, das vom Oszillator OSC2 des Lesegerätes RD2 ausgegeben wird. Außerhalb der Perioden der Ausgabe der Impulse wird das Antennensignal SA1 ausschließlich durch das induzierte Signal S2' gebildet, und seine Amplitude hängt von dem Grad der induktiven Kopplung zwischen den zwei Lesegeräten ab.
Die Impulse I1, I2 ... wirken sich auf den Antennenkreis des Lesegerätes RD2 aus und werden vom Kreis EXTC2 extrahiert, der dem Mikroprozessor MP2 das Signal SX2' liefert, das in 4E dargestellt ist. Das Signal SX2' ist die Hülle des Signals SX2 (das heißt die Hülle der Impulse I1, I2 ... nach dem Filtern des Bestandteils S1 mit 13,56 MHz) und ist mit einem klassischen Lastmodulationssignal gleichwertig, beispielsweise dem Signal SX1, das in 3D dargestellt ist. Das Signal SX2' ist durch den Mikroprozessor MP2 decodiert, der daraus die Daten DT ableitet, die vom Lesegerät RD1 gesendet werden.
Dem Fachmann wird klar sein, dass das Lesegerät gemäß der Erfindung für mehrere Varianten und Ausführungsformen geeignet ist. Obwohl im bisher Gesagten auf die Normen ISO 14443-2/A oder 14443-2/B Bezug genommen wird, kann ein Lesegerät gemäß der Erfindung für einen Betrieb im passiven Modus gemäß eines beliebigen anderen Kommunikationsprotokolls vorgesehen werden, das auf dem Prinzip der Lastmodulation beruht, insbesondere auf dem Protokoll ISO 1569, das in der Präambel erwähnt wird. Ein Lesegerät gemäß der Erfindung kann auch für einen ausschließlichen Betrieb im passiven Modus vorgesehen werden. In diesem Fall handelt es sich nicht mehr um ein „Lesegerät" im herkömmlichen Sinne des Wortes, sondern um eine Vorrichtung, die vorgesehen ist, um Daten in einem kontaktlosen Lesegerät für integrierte Schaltungen zu lesen und die weder ein kontaktloses Lesegerät für integrierte Schaltungen noch eine kontaktlose integrierte Schaltung ist (aufgrund ihrer Eignung, ein alternatives Magnetfeld zu erzeugen). Obwohl weiter oben angeführt wurde, dass ein Lesegerät gemäß der Erfindung aufhört, ein Magnetfeld auszugeben, wenn es in den passiven Modus schaltet, kann trotzdem ein Magnetfeld außerhalb der Perioden für die Ausgabe von Daten ausgegeben werden (das heißt die Perioden für die Anwendung des Lastmodulationssignals mit zwei Zuständen SX2). In der Praxis erscheint die Ausgabe eines Magnetfeldes jedoch nutzlos, wenn das Lesegerät im passiven Modus betrieben wird und mit einem anderen Lesegerät in einen Dialog tritt.
Ein Lesegerät oder eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist somit für verschiedene Anwendungen geeignet, insbesondere im Bereich der Entnahme von registrierten Daten durch kontaktlose Lesegeräte, die in festen Klemmen angeordnet sind.

Claims

Vorrichtung (RD1) zum Senden-Empfangen von Daten über induktive Kopplung, umfassend einen Antennenkreis (LCR1) und Mittel (OSC1, MDC1), um ein alternatives Erregungssignal (S1) des Antennenkreises zu liefern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel (MP1, PGP2, LG, MDC1) zur Simulation des Betriebs einer kontaktlosen integrierten Schaltung umfasst, die angeordnet sind, um auf den Antennenkreis (LCR1), wenn Daten übertragen werden müssen, ein Lastmodulationssignal (SC2) mit zwei Zuständen anzuwenden, das geeignet ist, ein Magnetfeld (FLD2) zu stören, das von einem anderen kontaktlosen Lesegerät (RD2) für integrierte Schaltungen ausgegeben wird und das geeignet ist, von dem anderen Lesegerät (RD2) erfasst zu werden, so als ob es sich um ein Lastmodulationssignal (SX2') handeln würde, das auf einen Antennenkurzschlussschalter einer kontaktlosen integrierten Schaltung angewendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) Impulse (I1, I2 ...) des Erregungssignals (S1) umfasst, wobei die Dauer jedes Impulses größer als die Periode des Erregungssignals ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) Impulsgruppen (I1, I2 ...) des Erregungssignals (S1) umfasst, wobei die Impulse einer selben Gruppen mit einer bestimmten Frequenz gesendet werden, die geringer als die Frequenz des Erregungssignals (S1) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände aufweist: – den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und – den Zustand hoher Impedanz.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände aufweist: – den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und – den Zustand „1" logisch, das heißt eine Gleichspannung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) durch mindestens einen Anschluss (P1–P4) eines Mikroprozessors (MP1) gesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: – einen aktiven Betriebsmodus, bei dem das Erregungssignal (S1) in quasi-permanenter Weise auf den Antennenkreis angewendet wird und bei dem Daten über Modulation der Amplitude des Magnetfelds (FLD1) gesendet werden, welches von dem Antennenkreis ausgegeben wird, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, mit einer kontaktlosen integrierten Schaltung (CIC) in einen Dialog zu treten, wenn sie sich im aktiven Modus befindet, und – einen passiven Betriebsmodus, bei dem Daten gesendet werden, indem das Lastmodulationssignal (SX2) mit zwei Zuständen auf den Antennenkreis angewendet wird, dank der Mittel zur Betriebssimulation einer kontaktlosen integrierten Schaltung, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, mit einem kontaktlosen Lesegerät (RD2) für integrierte Schaltungen in einen Dialog zu treten, wenn sie sich im passiven Modus befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der im passiven Modus die Mittel (MP1, PGP2, LG, MDC1) zur Simulation des Betriebs einer kontaktlosen integrierten Schaltung angeordnet sind, um die quasi-permanente Anwendung des Erregungssignals (S1) auf den Antennenkreis (LCR1) zu hemmen, zumindest, wenn das Lastmodulationssignal (SX2) nicht auf den Antennenkreis angewendet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Hemmen des Anwendens des Erregungssignals (S1) auf den Antennenkreis durch Anschlüsse (P1–P5) eines Mikroprozessors (MP1) gesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche Mittel (EXTC1) umfasst, um aus einem Antennensignal (SA1), das im Antennenkreis vorhanden ist, ein Lastmodulationssignal (SX1) zu extrahieren, das durch eine kontaktlose integrierte Schaltung (CIC) gesendet wird, und Mittel (EXTC1), um aus dem Antennensignal ein Amplitudenmodulationssignal (SM2) zu extrahieren, das von einem kontaktlosen Lesegerät (RD2) für integrierte Schaltungen gesendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Mittel zum Extrahieren eines Amplitudenmodulationssignals (SM2) und die Mittel zum Extrahieren eines Lastmodulationssignals (SX1) eine gemeinsame Filterschaltung (LPF1) umfassen, die mit dem Antennenkreis verbunden ist.
Verfahren, um Daten zwischen zwei kontaktlosen Lesegeräten (RD1, RD2) für integrierte Schaltungen zu übertragen, die durch induktive Kopplung funktionieren, wobei jedes Lesegerät einen Antennenkreis (LCR1, LCR2) zum Ausgeben eines alternativen Magnetfeldes (FLD1, FLD2), Mittel (OSC1, OSC2, MDC1, MDC2) zum Anwenden eines alternativen Erregungssignals (S1, S2) auf den Antennenkreis und Mittel (MP1, MP2, P1–P4, MDC1, MDC2) zum Modulieren der Amplitude des ausgegebenen Magnetfelds (S1, S2), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: – in mindestens einem ersten Lesegerät (RD1) Mittel (MP1, PGP2, LG, MDC1) zur Simulation des Betriebs einer kontaktlosen integrierten Schaltung vorsehen, die angeordnet sind, um auf den Antennenkreis (LCR1) des ersten Lesegerätes, wenn Daten durch das erste Lesegerät ausgegeben werden müssen, ein Lastmodulationssignal (SX2) mit zwei Zuständen anzuwenden, das geeignet ist, das vom anderen Lesegerät (RD2) ausgegebene Magnetfeld (FLD2) zu stören, so als ob es sich um ein Lastmodulationssignal (SX2') handeln würde, das auf einen Antennenkurzschlussschalter einer kontaktlosen integrierten Schaltung angewendet wird, und – Betreiben des ersten Lesegerätes (RD1) als eine kontaktlose integrierte Schaltung.
Verfahren nach Anspruch 2, welches den Schritt umfasst, der darin besteht, das Anwenden des Erregungssignals (S1) auf den Antennenkreis (LCR1) des ersten Lesegerätes zu hemmen, wenn das Lastmodulationssignal (SX2) nicht auf den Antennenkreis angewendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) Impulse (I1, I2 ...) eines alternativen Signals (S1) umfasst, wobei die Dauer jedes Impulses größer als die Periode des alternativen Signals ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) Impulsgruppen (I1, I2 ...) des Erregungssignals (S1) umfasst, wobei die Impulse einer selben Gruppe mit einer bestimmten Frequenz ausgegeben werden, die niedriger als die Frequenz des Erregungssignals (S1) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände aufweist: – den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und – den Zustand hoher Impedanz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände aufweist: – den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und – den Zustand „1" logisch, das heißt eine Gleichspannung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, welches einen Schritt umfasst, der darin besteht, im ersten Lesegerät Filtermittel (EXTC1) bereitzustellen, welche in der Lage sind, aus dem Antennensignal (SA1) des Lesegerätes ein Lastmodulationssignal (SX1) zu extrahieren, das durch eine kontaktlose integrierte Schaltung (CIC) gesendet wird, und die auch in der Lage sind, aus dem Antennensignal (SA1) ein Amplitudenmodulationssignal (SM2) zu extrahieren, das durch das andere kontaktlose Lesegerät (RD2) für integrierte Schaltungen gesendet wird.
Verfahren zum Senden von Daten an ein kontaktloses Lesegerät (RD2) für integrierte Schaltungen, wobei das Lesegerät (RD2) mit Hilfe einer Vorrichtung (RD1), die einen Antennenkreis (LCR1) und Mittel (OSC1, MDC1) zum Bereitstellen eines alternativen Erregungssignals (S1) des Antennenkreises umfasst, ein Magnetfeld (FLD2) ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt umfasst, der darin besteht, auf den Antennenkreis (LCR1) der Vorrichtung (RD1) ein Lastmodulationssignal (SX2) mit zwei Zuständen anzuwenden, das geeignet ist, das Magnetfeld (FLD2), das vom kontaktlosen Lesegerät (RD2) für integrierte Schaltungen ausgegeben wird, zu stören und das geeignet ist, vom Lesegerät (RD2) erfasst zu werden, so als ob es sich um ein Lastmodulationssignal (SX2') handeln würde, das auf einen Antennenkurzschlussschalter einer kontaktlosen integrierten Schaltung angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) Impulse (I1, I2 ...) des Erregungssignals (S1) umfasst, wobei die Dauer jedes Impulses größer als die Periode des Erregungssignals ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) Impulsgruppen (I1, I2 ...) des Erregungssignals (S1) umfasst, wobei die Impulse einer selben Gruppe mit einer bestimmten Frequenz gesendet werden, die niedriger als die Frequenz des Erregungssignals (S1) ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände aufweist: – den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und – den Zustand hoher Impedanz.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Lastmodulationssignal (SX2) eine Wechselfolge der zwei folgenden Zustände aufweist: – den Zustand „0" logisch, das heißt ein Referenzpotential, und – den Zustand „1" logisch, das heißt eine Gleichspannung.