專利名稱：電數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于電數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，具體地講，是關(guān)于在一個站與一個便攜式數(shù)據(jù)卡之間實現(xiàn)非接觸雙向通信的系統(tǒng)。非接觸通信系統(tǒng)不要求便攜數(shù)據(jù)卡插入到站中，而是當(dāng)數(shù)據(jù)卡非?？拷緯r，即產(chǎn)生數(shù)據(jù)的傳送。已有人提出過這種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，并在例如保密系統(tǒng)，銀行事務(wù)處理系統(tǒng)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
美國專利3，299，424(Vinding)公開了一種問答機識別系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中當(dāng)應(yīng)答機與詢問機相感應(yīng)耦合時應(yīng)答機被識別。這種感應(yīng)耦合是在應(yīng)答機和詢問機中利用調(diào)諧到相同頻率的兩個諧振電路實現(xiàn)的，因此能使二者非接觸通信。
在優(yōu)選的實施方案中，應(yīng)答機是自供電的，利用將感應(yīng)得到的一部分詢問機信號進(jìn)行整流的方法，得到其直流供電電壓。
詢問機利用解調(diào)或加載電路，通過一個轉(zhuǎn)換裝置與應(yīng)答機相耦合，讀出或識別出存在該應(yīng)答機中的數(shù)據(jù)。根據(jù)存貯的數(shù)據(jù)啟動轉(zhuǎn)換裝置，以便加載應(yīng)答機諧振電路，從而減少了其與詢問機諧振電路之間的互相作用。因此，應(yīng)答機對詢問機諧振電路的不同的加載操作，能夠按照應(yīng)答機的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，例如，一個相對應(yīng)于應(yīng)答機數(shù)據(jù)的信號可以利用詢問機的諧振頻率信號的幅度或相位調(diào)制方式發(fā)送到詢問機。
然而Vinding所公開的系統(tǒng)，其中由詢問機發(fā)送信號進(jìn)行自供電的應(yīng)答機發(fā)送數(shù)據(jù)到詢問機，但是沒有提供由詢問機向應(yīng)答機寫入數(shù)據(jù)的措施。
美國專利4，517，563(Diamant)公開了一種類似上面所述Vinding的識別系統(tǒng)，其中一個有源的應(yīng)答機(一種固定的閱讀器)閱讀存貯在一個無源的應(yīng)答機(一種便攜式識別器)的存貯器中的數(shù)據(jù)。閱讀器與識別器之間的通信是利用上述閱讀器和識別器中的調(diào)諧的諧振電路來實現(xiàn)的，因此能在二者之間不發(fā)生物理接觸的情況下實現(xiàn)通信。便攜式識別器不裝備其本身的電源，而是靠兩個應(yīng)答機的諧振電路之間的感應(yīng)耦合產(chǎn)生的電源來工作的。因此，Diamant也公開了這樣一種系統(tǒng)，其中電源是由閱讀器向識別器發(fā)送的，數(shù)據(jù)是從識別器向閱讀器發(fā)送的。然而，沒有提供由閱讀器向識別器傳送數(shù)據(jù)的措施。
在美國專利4，605，844(Haggan)中公開了一種計算機控制的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，電源和數(shù)據(jù)都可以從固定的閱讀器向便攜卡通過感應(yīng)進(jìn)行傳送，另外，數(shù)據(jù)還可以從卡向閱讀器傳送。在閱讀器和卡之間雙向傳送電源和數(shù)據(jù)是利用設(shè)置在閱讀器和卡中的三個分別的變壓器線圈，當(dāng)卡與閱讀器放置的非常近時，通過它們之間的感應(yīng)耦合實現(xiàn)的。因此，這種裝置允許在閱讀器和卡之間雙向通信，但是這種裝置需要耦合電源傳送的和每一個方向數(shù)據(jù)傳送的分別的變壓器。另外，由于這種系統(tǒng)固有的不良感應(yīng)耦合，因此只有當(dāng)將便攜卡與固定的閱讀器放置非常近時，這種裝置才能工作。
本發(fā)明的目的是提供一種在站與便攜數(shù)據(jù)事務(wù)處理卡之間無接觸的雙向數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，這種系統(tǒng)克服了迄今為止已提出的相關(guān)的各種系統(tǒng)的某些或全部缺點。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種在站和便攜數(shù)據(jù)卡之間進(jìn)行非接觸數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，其中站包括以下部分一個調(diào)諧到第一信號的站諧振電路和一個用來檢測疊加在第一信號上的第二信號的解調(diào)器。
其中便攜式數(shù)據(jù)處理卡包括以下部分一個卡諧振電路，該電路響應(yīng)于站諧振電路，與站產(chǎn)生感應(yīng)耦合，從而從站接收電源功率，以及，設(shè)計為由上述接收的電源功率供電的卡數(shù)據(jù)通信電路，以便對卡諧振電路加載，從而用響應(yīng)于存貯在卡數(shù)據(jù)通信電路中的第一數(shù)據(jù)的第二信號調(diào)制第一信號，利用上述感應(yīng)耦合，使第一數(shù)據(jù)從卡發(fā)送到站;
其特征在于其中還包括以下部分在站中的一個站數(shù)據(jù)通諾緶罰煊τ詿嬤謖臼萃ㄐ諾緶分械牡詼荻哉拘癡竦緶啡バ癡瘢⑼ü檔母杏︸詈?，使卡邪V竦緶啡バ癡 在數(shù)據(jù)卡中的讀出電路包括以下部分一個耦合到卡諧振電路的脈沖發(fā)生器電路，用于產(chǎn)生一個脈沖，以響應(yīng)于卡諧振電路所接收的電源預(yù)先確定的變化，以及，一個耦合到脈沖發(fā)生電路并響應(yīng)于上述脈沖的數(shù)據(jù)變換器，從而數(shù)據(jù)變換器的輸出對應(yīng)于上述第二數(shù)據(jù)。
最理想的是，站諧振電路為一個高Q值晶體控制調(diào)諧電路，卡諧振電路為一個LC電路，站與卡之間通過設(shè)置在站和便攜數(shù)據(jù)卡上的天線實現(xiàn)有效的互相耦合。與站諧振電路相連的是一個分頻器，該分頻器的輸出信號起到一種載波的作用，這個載波用于將功率幅射到卡諧振電路，這個載波可以由從卡諧振電路得到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)幅。解調(diào)器使用了一只雙極結(jié)型晶體管，這只晶體管起到了交流放大器和檢波器相結(jié)合的作用。該晶體管的基極饋入已調(diào)載波信號，在其發(fā)射極產(chǎn)生已解調(diào)的信號。疊加在已解調(diào)信號上面的是相應(yīng)于載波信號的一種幅度較低的高頻波紋信號，這一波紋信號利用帶通濾波器予以濾除。濾波器的輸出信號精確地對應(yīng)于從便攜數(shù)據(jù)卡發(fā)送來的數(shù)據(jù)。
站的數(shù)據(jù)通信電路包括改變分頻器分頻比的裝置，從而產(chǎn)生載波信號的頻率偏移，這樣來安排頻移，亦即將基本上為零的電壓感應(yīng)到卡諧振電路。利用這個裝置，卡諧振電路的狀態(tài)可以根據(jù)存貯在站的數(shù)據(jù)通信電路中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。
卡數(shù)據(jù)通信電路包含有一個數(shù)據(jù)變換器和數(shù)據(jù)存貯器，它們可以通過站諧振電路輻射的電源功率和相互耦合由卡諧振電路感應(yīng)的電能進(jìn)行驅(qū)動。數(shù)據(jù)變換器適合于根據(jù)由輻射電源功率驅(qū)動的存貯器的即刻數(shù)據(jù)的內(nèi)容產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)信號。一個由數(shù)據(jù)變換器控制的加載電路，安排為響應(yīng)于數(shù)據(jù)變換器傳送來的邏輯“0”數(shù)據(jù)，有效地短路卡諧振電路。由于互相耦合的作用，對第二諧振電路的加載影響到站的諧振電路，并且引起便攜數(shù)據(jù)卡的數(shù)據(jù)信號對站諧振電路產(chǎn)生的載波信號的調(diào)制。
讀出電路包括與一個二極管網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)的阻容定時網(wǎng)絡(luò)，通過該二極管網(wǎng)絡(luò)電容器充電。當(dāng)卡諧振電路停止從站諧振電路接收電源功率時，電容器上的電壓進(jìn)行放電。當(dāng)站的數(shù)據(jù)通信電路發(fā)送邏輯“0”數(shù)據(jù)時，上述電容器將發(fā)生放電。當(dāng)電源恢復(fù)(邏輯“1”)時，由于電容二極管網(wǎng)絡(luò)非常小的時間常數(shù)，讀出電路的電容器幾乎立即就被充滿。這個電壓的上升被數(shù)據(jù)變換器讀出，該數(shù)據(jù)變換器適合重新產(chǎn)生站傳送的數(shù)據(jù)。
站和卡之間的數(shù)據(jù)傳送是雙向的并且是利用站與卡之間的電磁耦合實現(xiàn)的。這一技術(shù)避免了在站和卡上安裝各自的變壓器線圈(如現(xiàn)有技術(shù)中所建議的那樣，請見上文)以適應(yīng)從站到卡的電源功率的傳送，同時適應(yīng)二者之間數(shù)據(jù)的傳送。另外，由于在站和卡中利用了高Q值的諧振電路，不需要象在利用變壓器進(jìn)行耦合的系統(tǒng)那樣必須將卡與站靠的非常近，就能夠有效地進(jìn)行電源功率和數(shù)據(jù)的傳送。
下面參照附圖對本發(fā)明應(yīng)用到一種便攜數(shù)據(jù)事務(wù)處理卡系統(tǒng)的實施例進(jìn)行描述。其中

圖1是原理性地表示由一個固定站和一個便攜數(shù)據(jù)處理卡組成的系統(tǒng)的方框圖;
圖2是站的局部電路圖;
圖3是數(shù)據(jù)處理卡的局部電路圖;
圖4是數(shù)據(jù)處理卡中整流的直流電壓波形的圖形表示;
圖5是卡諧振電路的電壓-電抗特性的圖形表示;
圖6a、6b、6c是用于從卡到站數(shù)據(jù)傳送的合適的通信協(xié)議的圖形表示;
圖7是站諧振電路的電壓-頻率特性的圖形表示;
圖8a和8b是卡數(shù)據(jù)通信電路的輸入和輸出電壓波形的圖形表示;
圖9a和9b是用于從站到卡數(shù)據(jù)傳送的合適的通信協(xié)議的圖形表示。
如圖1所示，該系統(tǒng)包括固定站1(構(gòu)成一個有源的問-答機)和便攜數(shù)據(jù)處理卡2(構(gòu)成一個無源的問-答機)固定站1包括射頻振蕩器3，該振蕩器產(chǎn)生一個射頻信號并饋送到與諧振電路5相耦合的放大檢波器4(構(gòu)成一個站的諧振電路)。放大檢波器4的輸出饋送到帶通濾波器6并再饋送到第一微計算機7(構(gòu)成一個站的數(shù)據(jù)通信電路)。安排微計算機7去控制射頻振蕩器3的輸出，使饋送到諧振電路5的信號有效頻率可以改變。
便攜數(shù)據(jù)處理卡2包括一個諧振電路11(構(gòu)成卡諧振電路)，其輸出被送到整流器12，整流器12的輸出是一個直流電壓，為其余的電路提供電源。該諧振電路11還耦合到與數(shù)據(jù)變換器15相連的加載電路14，而數(shù)據(jù)變換器的輸出饋送到數(shù)據(jù)存貯器16。在諧振電路11和數(shù)據(jù)變換器15之間起連接作用的是讀出電路17。數(shù)據(jù)變換器15和數(shù)據(jù)存貯器16最好是裝在第二微計算機18之中，并有效地構(gòu)成卡數(shù)據(jù)通信電路。
站1的操作原理如下所述。射頻振蕩器3產(chǎn)生一個射頻信號，這個信號被放大檢波器4放大。諧振電路5調(diào)諧到射頻振蕩器3的頻率并且有高的Q值，當(dāng)輸出信號在所要求的頻率上時引起諧振，但是在射頻信號的變化超過一個預(yù)先確定的值時，基本上就停止諧振。
檢波器4的作用是檢測一個疊加在射頻信號上的信號，諧振電路5調(diào)諧到這一射頻信號上，這樣可使射頻信號起到一個載波的作用，這個載波信號可以由數(shù)據(jù)處理卡2產(chǎn)生的適宜的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)幅。帶通濾波器6去掉檢波后信號中的射頻分量，以便由微計算機7對原來的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理和存貯。微計算機7提供調(diào)節(jié)射頻振蕩器3輸出頻率的裝置，以便使產(chǎn)生的頻率偏移足以防止諧振電路5諧振。
便攜數(shù)據(jù)處理卡2的操作原理如下所述。諧振電路11調(diào)諧到和固定站1產(chǎn)生的頻率一樣的諧振頻率。因此，當(dāng)卡2放置到接近站1時，卡諧振電路11開始諧振并將產(chǎn)生的感應(yīng)電壓饋送到整流器12。整流器12的輸出是一個直流電壓，這個電壓為與卡2相聯(lián)系的通信電路提供電源。
一經(jīng)電源饋給卡2，加載電路14就按照存貯在數(shù)據(jù)存貯器16中的數(shù)據(jù)開始啟動。加載電路14的作用象一個開關(guān)，在正常情況下，它產(chǎn)生一個邏輯“1”。所謂正常情況是指加載電路14保持開路，與此同時諧振電路11未加載。當(dāng)加載電路14啟動，對諧振電路11加載，從而減低了諧振電路的輸出并使其傳送邏輯“0”。因此，該加載電路必須根據(jù)存在數(shù)據(jù)存貯器16中的數(shù)據(jù)重復(fù)地啟動和終止。這是利用數(shù)據(jù)變換器15中的邏輯電路來實現(xiàn)的，數(shù)據(jù)變換器15與加載電路14一起構(gòu)成了利用由卡產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號調(diào)制諧振頻率信號的調(diào)制裝置。
讀出電路17設(shè)計為檢測諧振電路11的狀態(tài)，并起到一個JK觸發(fā)器的作用，其輸出對每個時鐘脈沖進(jìn)行鎖定。利用這個裝置可能將數(shù)據(jù)從站1寫入卡2，下面參照圖7、8、9還要更為詳細(xì)的說明。
現(xiàn)在參照圖2，它更為詳細(xì)的表示出圖1已原理性地表示的站電路的某些部分。上文已提及的射頻振蕩器3包括一個晶體振蕩器20，該晶體振蕩器20產(chǎn)生一個特征頻率的射頻率的射頻信號。晶體振蕩器20的輸出由分頻器21分頻并將得到的較低頻率的射頻信號饋送到雙極結(jié)型晶體管22的基極。利用由電阻23和電容24并聯(lián)所組成的一個合適的阻抗提供在分頻器21和晶體管22之間起耦合作用。這個阻抗數(shù)值的選擇是使分頻器21的邏輯電壓電平與晶體管22的模擬電壓電平相匹配。晶體管22的發(fā)射極經(jīng)由電阻27和電容28并聯(lián)組合網(wǎng)絡(luò)連接到地26。連到晶體管22集電極的是二極管29的陰極，二極管的陽極連到線圈30和調(diào)諧電容31相并聯(lián)的組合網(wǎng)絡(luò)，該組合網(wǎng)絡(luò)的另一端連到正電壓端32。線圈30和電容31的電感和可變電容量分別應(yīng)這樣來選擇，即總的調(diào)諧電路應(yīng)該諧振在射頻振蕩器3所產(chǎn)生的信號頻率上。因此，不難看出線圈30和電容31等效于如圖1所示的站諧振電路。
二極管29在晶體管22和諧振電路5之間起緩沖作用并且防止晶體管22在加載諧振電路5時進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，同時防止自激。晶體管22、電阻27、電容28和二極管29的組合起到的放大檢波器的作用原理性地表示在圖1中。
將電容28兩端的電壓信號饋送到公知結(jié)構(gòu)的帶通濾波器6，該濾波器在圖2中是以一個三端網(wǎng)絡(luò)(輸入端、輸出端和地)簡化表示的。帶通濾波器6的輸出端饋送到微計算機7。微計算機7用于改變分頻器21的分頻比，以便在微計算機的控制下，射頻振蕩器3產(chǎn)生的信號頻率可以有效地改變，以防止諧振電路5諧振。
現(xiàn)在參照圖3，圖3表示了已在圖1中原理性地示出的與數(shù)據(jù)處理卡2相關(guān)的一些電路?？ㄖC振電路11包括中心抽頭線圈35，其中心抽頭連到地26，它的兩個端子連到端36和37并與電容38相跨接。端36和37的輸出分別饋至整流二極管40和41的陽極。整流二極管的陰極連到公共端42，這一公共端構(gòu)成了為卡電路供電的一個正電壓的母線。連在正電壓母線42和地26之間的是平滑電容43，該電容降低了整流直流電壓信號的波紋分量。整流二極管40和41與平滑電容43一起構(gòu)成了如圖1中原理性表示的整流器12。
端36和37還分別連到整流二極管45和46的陽極，同時還分別連到整流二極管47和48的陽極。二極管45和46的陰極共同連到數(shù)據(jù)變換器15的輸入端。二極管45和46構(gòu)成了在圖1中原理性表示的加載電路14。二極管47和48的陰極共同連到由電容49與電阻50并聯(lián)組成的定時電路，上述電容電阻的低壓端連到地26。二極管47和48以及電容49和電阻50的組合構(gòu)成了在圖1中原理性表示的讀出電路17，該讀出電路17可以利用分立電路構(gòu)成，但最好由電容49和電阻50組成的定時電路包括到第二微計算機18中，構(gòu)成卡數(shù)據(jù)通信電路。
已經(jīng)解釋了數(shù)據(jù)處理卡2沒有自己的電源，而是由站1輻射的電壓信號供電的。這種供電方式是由以下操作實現(xiàn)的。當(dāng)數(shù)據(jù)處理卡被放置到距離站諧振電路5的某個預(yù)先確定的距離以內(nèi)，并且站產(chǎn)生與卡諧振電路11調(diào)諧的頻率基本相同的頻率時，卡諧振電路11發(fā)生諧振。由卡諧振電路11產(chǎn)生的電壓信號的幅度是站1與卡2之間距離的函數(shù)。換言之，卡2距離站1愈近，卡諧振電路11感應(yīng)的電壓信號的幅度就愈大。一般情況下，當(dāng)卡2與站1之間的距離為10厘米時，根據(jù)站1與卡2之間的耦合量，將電壓信號的幅度設(shè)計為10V。為了避免過高的直流電壓加到卡的數(shù)據(jù)通信電路上，利用一個齊納二極管(未示出)將該電壓限制在一個安全的電平。
圖4表示整流器12產(chǎn)生的直流輸出被平滑后的波形。
圖5以圖形方式表示站諧振電路5的電壓-電抗特性曲線。該特性曲線基本上呈拋物線形狀，相當(dāng)于諧振頻率處有一峰值電壓點。從諧振頻率沿任何方向變化，諧振電路5的電抗將相應(yīng)地變化，其諧振電壓將下降?？梢钥闯?，在電壓-電抗特性曲線峰值的任何一個邊沿上，都存在一個基本上線性的部分，在這個部分中對于諧振電路電抗的一個小的變化，存在著一個相對應(yīng)的由該諧振電路產(chǎn)生的大的電壓的變化。對應(yīng)于工作頻率fo′是該特性曲線的一部分，當(dāng)要求站1讀由卡2發(fā)送的數(shù)據(jù)時，最好使用這個頻率。站諧振電路5-向卡諧振電路11發(fā)送電源功率并由整流器12整流，這個數(shù)據(jù)就被自動地傳送。所產(chǎn)生的直流電壓就啟動在數(shù)據(jù)變換器15中的邏輯電路，并使該電路發(fā)送預(yù)先存貯在數(shù)據(jù)存貯器16中的數(shù)據(jù)。
圖6a、6b和6C表示通信協(xié)議，根據(jù)該通信協(xié)議卡2傳送數(shù)據(jù)。各數(shù)據(jù)傳送的脈沖對于邏輯“0”和“1”都是標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度，以低電壓開始和以高電壓終了。圖6a表示邏輯“0”的脈沖形狀。在這種情況下，該脈沖電壓保持其低電壓長達(dá)其保持的高電壓的兩倍。圖6b表示相應(yīng)于邏輯“1”的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，脈沖電壓保持其高電壓長達(dá)其保持低電壓的兩倍。圖6c表示脈沖串的形式，該脈沖串是為了傳送001(二進(jìn)制)而產(chǎn)生的。在沒有數(shù)據(jù)傳送時，電壓是處于高電平，一傳送第一個脈沖(相應(yīng)于邏輯“0”)，電壓就下降為低電平。如果脈沖周期由T代表，則電壓在2/3T保持低電平，然后在其余的脈沖周期轉(zhuǎn)為高電平。然后在另外一個2/3T期間下降為低電平，在第二個脈沖持續(xù)期的其余時間上升為高電平，相當(dāng)于傳送第二個邏輯“0”。而后再下降為低電平1/3T時間，其余的脈沖持續(xù)期保持高電平，相當(dāng)于傳送邏輯“1”。
現(xiàn)在參照圖7，圖7表示站諧振電路5的電壓-頻率特性曲線。該曲線的形狀基本上呈拋物線形，并且有對應(yīng)于在圖中用fo表示的電路諧振頻率的峰值電壓。當(dāng)fo每一邊的諧振電路頻率變化時，該諧振電路的電壓將下降。圖7所描述的是截止頻率△f，以至于在fo±△f頻率下，站諧振電路5所產(chǎn)生的電壓不足以使卡諧振電路11諧振。
當(dāng)需要從站1的微計算機7向數(shù)據(jù)處理卡2傳送數(shù)據(jù)時，來自微計算機7的一個控制信號如此這樣來改變分頻器電路21(如圖2所示)的分頻比，以便使站諧振電路5基本上產(chǎn)生諧振，如上面參照圖7所描述。這個控制信號也可以引起卡諧振電路11停止諧振。因此，在由微計算機7發(fā)送控制信號期間，不再從站1向卡2發(fā)送功率。
在卡2的整流器12中的平滑電容43(見圖3)以及卡2的讀出電路17中定時電路的縟 9(如圖3所示)均以該兩個電路的時間常數(shù)確定的速率產(chǎn)生放電。平滑電容43的數(shù)據(jù)應(yīng)該選擇得大大于電容49，以至于電容49已經(jīng)基本上放光電了，整流器12的平滑電容43的兩端仍然保持足夠的電壓，提供連續(xù)的電源對數(shù)據(jù)處理卡2中的數(shù)據(jù)傳送電路供電。
此時，如果站1中的微計算機為設(shè)置射頻振蕩器的頻率到其工作頻率fo′，因此站諧振電路5將重復(fù)諧振，通過互相耦合，卡諧振電路11也重復(fù)諧振。將站諧振電路5的不諧振和重新諧振的速度設(shè)計的足夠的快，從而使向卡2傳送電源功率是不間斷的。當(dāng)卡諧振電路11重復(fù)諧振時，讀出電路17中的電容49通過二極管47和48重復(fù)充電。因為這些二極管的正向電阻非常小，因此，電容49幾乎當(dāng)時就重新充電。
圖8a表示電容49對于輸入信號Vin的放電與重復(fù)充電特性。該輸入信號Vin相應(yīng)于由站微計算機7向在射頻振蕩器3中的分頻器電路21發(fā)送的兩個控制信號。圖8b表示數(shù)據(jù)卡2中的數(shù)據(jù)變換器15產(chǎn)生的相應(yīng)信號Vout。從圖8b中可以看出，電容器49每次充電的時候，Vout的狀態(tài)(即高或低電平)發(fā)生變化。因此，通過改變電容49的放電和繼之充電的時間間隔，就可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)Vout的脈沖寬度。另外，如果從站1到卡2進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳送通信協(xié)議是選用了一種標(biāo)準(zhǔn)的脈沖寬度，則利用調(diào)整Vout連續(xù)脈沖的寬度，Vout的形狀可以翻譯為相當(dāng)于站1發(fā)送的各個邏輯“0”和“1”的組合的一系列脈沖串。
圖9a和圖9b更為詳細(xì)的說明了這一概念。圖9a表示為了從站1向卡2傳送數(shù)據(jù)56(十六進(jìn)制)在圖3的電容49上產(chǎn)生的電壓Vin的波形。相當(dāng)于01010110(二進(jìn)制)的數(shù)據(jù)是以適合的起始和終止位為分界的一系列脈沖串傳送的。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)傳送時，Vout處于一種初始的高電壓電平，相應(yīng)于起始位的傳送它下降為一個低電壓電平，在該數(shù)據(jù)傳送的末尾，Vout的電壓電平返回到并保持在其初始的高電壓電平，指示數(shù)據(jù)傳送的結(jié)束。比較圖9a和圖9b，可以看出每個Vin脈沖是如何在“0”和“1”之間對Vout電壓電平進(jìn)行觸發(fā)的。例如為了傳送兩個連接的“1”，僅僅需要將來自微計算機7的控制信號延遲到相當(dāng)于兩個脈沖寬度的時間間隔來代替之。這個Vin脈沖之間的時間長度相應(yīng)地如圖9a所示，從而使Vout的電壓電平在這個時間間隔保持不變。因此可以理解，通過以上述方式使站諧振電路5去諧振，數(shù)據(jù)可以有效地從站1傳送到卡2。
雖然已經(jīng)參照一個便攜式數(shù)據(jù)處理卡對優(yōu)選的實施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明同樣地還可以使用在更為一般的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中。
例如，在一種保密存取系統(tǒng)中，一種存取碼可以預(yù)先存在卡的存貯器中，以便允許把存取限制在依賴于其中存有特定碼的卡的載體。
本發(fā)明還可以用于制造業(yè)，每個工件裝載有相當(dāng)于本發(fā)明的數(shù)據(jù)卡的識別標(biāo)志，該識別標(biāo)志不僅僅識別這個工件，而且還記錄每次的加工過程，例如可以將加工過程寫入識別標(biāo)志，以便使識別標(biāo)志裝置包括有該工件全部加工操作的一個自始至終的記錄。
本發(fā)明還可以用作自動專用時間卡，或者用作電話用戶自動記帳系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中公共電話公司可以從用戶攜帶的數(shù)據(jù)卡中讀出帳號，從而免去傳統(tǒng)地用戶需要攜帶電話代價幣，預(yù)付電話卡等等。
權(quán)利要求
1.一種用于站和便攜式數(shù)據(jù)卡之間非接觸數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，其中站包括一個調(diào)諧到第一信號的站諧振電路，和一個用于檢測疊加在第一信號上的第二信號的解調(diào)器，其中便攜數(shù)據(jù)處理卡包括一個響應(yīng)于站諧振電路，用于使二者發(fā)生感應(yīng)耦合以便從站接收電源功率的卡諧振電路，一個設(shè)計為由上述接收的電源功率供電的卡數(shù)據(jù)通信電路，該電路用于加載卡諧振電路，此而利用響應(yīng)于存貯在卡數(shù)據(jù)通信電路的第一數(shù)據(jù)的第二信號去調(diào)制第一信號，利用所說的感應(yīng)耦合，使第一數(shù)據(jù)從卡傳輸?shù)秸?；其特征在于其中還包括一個在站中的站數(shù)據(jù)通信電路，響應(yīng)于存貯在站數(shù)據(jù)通信電路中的第二數(shù)據(jù)使站諧振電啡バ癡?，并通过所藱n母杏︸詈鮮箍ㄐ癡竦緶啡バ癡瘢 一個在數(shù)據(jù)卡中的讀出電路包括一個耦合到卡諧振電路的脈沖發(fā)生電路，用于產(chǎn)生一個脈沖，以響應(yīng)由卡揩振電路所接收的電源在狀態(tài)上所發(fā)生的預(yù)先確定的變化，一個耦合到脈沖發(fā)生電路的數(shù)換變換器，響應(yīng)于上述脈沖，從而數(shù)據(jù)變換器的輸出對應(yīng)于所說的第二數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種系統(tǒng)，其特征在于站數(shù)據(jù)通信電路包括用于產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)的第一發(fā)生裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種系統(tǒng)，其特征在于站數(shù)據(jù)通信電路是一個適合于編程的微計算機。
4.根據(jù)前面各權(quán)利要求的任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于站數(shù)據(jù)通信電路包括一個去諧振電路，它響應(yīng)于第二數(shù)據(jù)使站諧振電路去諧振。
5.根據(jù)前面各權(quán)利要求中的任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于站諧振電路響應(yīng)于一個第一頻率信號，以及提供一個產(chǎn)生第二頻率信號的振蕩器，該第二頻率信號通過分頻器裝置變換為該第一頻率信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一種系統(tǒng)，其特征在于該分頻器裝置是由站數(shù)據(jù)通信電路進(jìn)行控制的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種系統(tǒng)，其特征在于站還包括一個響應(yīng)于第二數(shù)據(jù)用于對站諧振電路去諧振的去諧振電路，該電路還包括用于改變分頻器裝置分頻比的裝置，以便防止站諧振電路諧振。
8.根據(jù)前面各權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于便攜數(shù)據(jù)卡還包括與平滑電容器相連的整流器裝置，用于整流所接收的電源功率。
9.根據(jù)前面各權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于卡數(shù)據(jù)通信電路包括用于產(chǎn)生第二信號的第二發(fā)生裝置。
10.根據(jù)前面各權(quán)利要求中任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于卡數(shù)據(jù)通信電路還包括用于響應(yīng)第二信號對卡諧振電路加載的加載電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的一種系統(tǒng)，其特征在于調(diào)制裝置是為響應(yīng)于第二信號而改變第一信號而設(shè)置的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的一種系統(tǒng)，其特征在于該調(diào)制裝置用于實現(xiàn)幅度調(diào)制。
13.根據(jù)權(quán)利要求4至權(quán)利要求12中任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于便攜數(shù)據(jù)卡還包括，與平滑電容相連，用于對接收的電源功率整流的整流器裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的一種系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)去諧振電路工作時，電容器以第一時間常數(shù)放電，而當(dāng)去諧振電路不工作時，電容器以第二時間常數(shù)充電，以至于第一時間常數(shù)顯著地大于第二時間常數(shù)，以及電容器的相繼的放電和充電之間的時間間隔不足以使平滑電容器充分的放電。
15.根據(jù)前面各權(quán)利要求中的任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于卡數(shù)據(jù)通信電路是一個適合編程的微計算機。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的一種系統(tǒng)，其特征在于讀出電路至少部分地包括在微計算機中。
17.一種用于根據(jù)前面各權(quán)利要求中的任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)中的站，該站包括一個調(diào)諧于第一信號的諧振電路，一個用于檢測疊加在第一信號上的第二信號的解調(diào)器，其特征在于其中還包括一個響應(yīng)存貯在數(shù)據(jù)通信電路中的數(shù)據(jù)，使諧振電路去諧振的數(shù)據(jù)通信電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的一種站，其特征在于數(shù)據(jù)通信電路包括用于產(chǎn)生上述數(shù)據(jù)的發(fā)生裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的一種站，其特征在于數(shù)據(jù)通信電路是適合編程的微計算機。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中的任何一個權(quán)利要求的一種站，其特征在于數(shù)據(jù)通信電路包括一個響應(yīng)于上述數(shù)據(jù)，用于使其諧振電路去諧振的去諧振電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中的任何一個權(quán)利要求的一種站，其特征在于諧振電路響應(yīng)于第一頻率信號，并且其中設(shè)立一個振蕩器，該振蕩器產(chǎn)生第二頻率信號，該第二頻率信號通過分頻器裝置變換為第一頻率信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的一種站，其特征在于分頻器裝置是由數(shù)據(jù)通信電路進(jìn)行控制的。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的一種站，其特征在于其中還包括響應(yīng)于上述數(shù)據(jù)用于使其諧振電路去諧振的去諧振電路，和用于改變分頻器分頻比的裝置，以便防止諧振電路諧振。
24.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至16中任何一個權(quán)利要求的一種系統(tǒng)中的卡，該卡包括一個調(diào)諧于第一信號的諧振電路，和一個設(shè)計為由諧振電路接收的電源功率供電的數(shù)據(jù)通信電路，以響應(yīng)存貯在數(shù)據(jù)通信電路中的數(shù)據(jù)，對諧振電路加載，其特征在于其中還包括一個讀出電路包括一個耦合到諧振電路的脈沖發(fā)生電路，用于產(chǎn)生一個脈沖，以響應(yīng)于諧振電路所接收的電源在狀態(tài)上預(yù)先確定的變化，和一個耦合到該脈沖發(fā)生電路并響應(yīng)于上述脈沖的數(shù)據(jù)變換器，因此該數(shù)據(jù)變換器的輸出對應(yīng)于傳送到卡上的數(shù)據(jù)信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的一種卡，其特征在于其中還包括耦合到平滑電容器用于整流所接收的電源功率的整流器裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25的一種卡，其特征在于該數(shù)據(jù)通信電路包括產(chǎn)生裝置，用于根據(jù)存貯在其中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二信號。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的一種卡，其特征在于該數(shù)據(jù)通信電路還包括加載電路，以響應(yīng)第二信號對諧振電路加載。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的一種卡，其特征在于根據(jù)第二信號為改變第一信號而設(shè)置的調(diào)制裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的一種卡，其特征在于該調(diào)制裝置用于實現(xiàn)幅度調(diào)制。
30.根據(jù)權(quán)利要求25到29中任何一個權(quán)利要求的一種卡，其特征在于包括一個電容器的脈沖發(fā)生裝置，用于當(dāng)諧振電路接收的電源功率下降時放電，以及當(dāng)接收的電源功率上升時充電。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的一種卡，其特征在于當(dāng)接收的電源功率下降時，該電容器適合于以第一時間常數(shù)放電，當(dāng)接收的電源功率上升時，以第二時間常數(shù)充電，以至于第一時間常數(shù)顯著地大于第二時間常數(shù)，并且電容器相繼的放電和再充電之間的時間間隔基本上不足以引起平滑電容放電。
32.根據(jù)權(quán)利要求24至31中任何一個權(quán)利要求的一種卡，其特征在于該數(shù)據(jù)通信電路是一個適合于編程的微計算機。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的一種卡，其特征在于該讀出電路至少有一部分包括在該微計算機中。
全文摘要
一種用于在站與便攜式數(shù)據(jù)處理卡之間非接觸數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，其中含有兩個調(diào)諧到相同頻率的諧振電路。數(shù)據(jù)卡通過兩個諧振電路的感應(yīng)耦合從站接收功率，并且利用在卡中的對卡諧振電路加載的加載電路將數(shù)據(jù)傳送到站，從而，通過互相感應(yīng)，站諧振電路響應(yīng)存在卡中的數(shù)據(jù)。卡也含有一個包含著脈沖發(fā)生器的讀出電路，該讀出電路每當(dāng)由卡諧振電路接收的電源功率中斷時產(chǎn)生一個脈沖，然后復(fù)位。因此，利用響應(yīng)所傳送的數(shù)據(jù)使站諧振電路去諧振的方式將數(shù)據(jù)從站傳送到卡，最后將在卡中產(chǎn)生的結(jié)果脈沖翻譯為所傳送的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04Q9/00GK1036115SQ8810277
公開日1989年10月4日 申請日期1988年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月26日
發(fā)明者尤尼·吉爾博阿 申請人:三角洲國際有限公司