特許 7377983 リーダーを用いてパッシブＲＦＩＤチップの信号を処理する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-01

(45)【発行日】2023-11-10

(54)【発明の名称】リーダーを用いてパッシブＲＦＩＤチップの信号を処理する方法

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/10 20060101AFI20231102BHJP

   H04B 5/02 20060101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

G06K7/10 100

H04B5/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022539457

(86)(22)【出願日】2020-09-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-10

(86)【国際出願番号】 CZ2020050064

(87)【国際公開番号】W WO2021043348

(87)【国際公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-04-28

(31)【優先権主張番号】PV2019-563

(32)【優先日】2019-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CZ

(73)【特許権者】

【識別番号】522082137

【氏名又は名称】ワイ ソフト コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カシーク、ブラディスラブ

(72)【発明者】

【氏名】スタネイエク、パヴェル

【審査官】田中 啓介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１７４１３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ７／００－７／４２

Ｇ０１Ｓ１３／００－１３／９５

Ｇ０６Ｋ１／００－７／１４

Ｇ０６Ｋ１７／００－１９／１８

Ｈ０４Ｂ１／００、１／３０、１／５９、１／７２

Ｈ０４Ｂ５／００－５／０６

Ｈ０４Ｂ１１／００－１３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ（３）と、演算増幅器（４）と、ＡＤ変換器（５）と、第１のＤＡ変換器（６）及びさらに第２のＤＡ変換器（７）又は定電圧源とを備えるリーダー（２）を用いてパッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を処理する方法であって、前記アンテナ（３）のソース信号を送信するステップと、前記パッシブＲＦＩＤチップ（１）によって前記アンテナ（３）の前記ソース信号を受信するステップと、前記パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を送信するステップと、前記アンテナ（３）によって前記パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を受信するステップとからなる方法であって、
受信されたパッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号及び前記第１のＤＡ変換器（６）の出力が前記演算増幅器（４）の反転入力に供給され、
前記第２のＤＡ変換器（７）の出力又は前記定電圧源の出力が前記演算増幅器（４）の非反転入力に供給され、
前記第１のＤＡ変換器（６）及び前記第２のＤＡ変換器（７）又は前記定電圧源の電圧の値の第１のペアが選定され、前記値のペアは、前記演算増幅器（４）のウィンドウが前記受信された信号の正の半波を走査するように選定され、
前記第１のＤＡ変換器（６）及び前記第２のＤＡ変換器（７）又は前記定電圧源の電圧の値の第２のペアが選定され、前記値のペアは、前記演算増幅器（４）のウィンドウが前記受信された信号の負の半波を走査するように選定され、
前記パッシブＲＦＩＤチップ（１）の転送された情報に対応するパルスが正及び負の半波において検出され、
最終信号が前記ＡＤ変換器（５）に供給され、
同じ波から検出されたパルスが減算される
ことを特徴とする、リーダー（２）を用いてパッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を処理する方法。

【請求項2】

前記第１のＤＡ変換器（６）及び前記第２のＤＡ変換器（７）又は前記定電圧源の電圧の前記値は、有用な信号の平均値が、前記ＡＤ変換器（５）による変換のために意図された領域の中心に来るように選定されることを特徴とする、請求項１に記載の、リーダー（２）を用いてパッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を処理する方法。

【請求項3】

デジタル的に処理された信号がキュー（１３）に記憶されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の、リーダー（２）を用いてパッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を処理する方法。

【請求項4】

請求項１から３までのいずれか一項に記載の、パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を処理する方法を実行するためのリーダー（２）であって、
ソース信号を送信し、前記パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を検出するように適応されたアンテナ（３）と、前記アンテナ（３）に電気的に接続され、前記アンテナ（３）を励起するように適応された制御ユニット（１０）と、第１のＤＡ変換器（６）及びさらに第２のＤＡ変換器（７）又は定電圧源と、同期ユニット（１１）と、ＡＤ変換器（５）と、演算増幅器（４）とを備え、
前記同期ユニット（１１）が、前記第１のＤＡ変換器（６）及びさらに前記第２のＤＡ変換器（７）又は前記定電圧源と、前記制御ユニット（１０）と、前記ＡＤ変換器（５）と電気的に接続され、前記同期ユニット（１１）が直接及び／又は間接的に電気的に接続されているすべての構成要素を時間同期させるように適応され、前記アンテナ（３）及び前記第１のＤＡ変換器（６）の出力が、前記演算増幅器（４）の反転入力に供給され、前記第２のＤＡ変換器（７）又は前記定電圧源の出力が、前記演算増幅器（４）の非反転入力に供給され、前記演算増幅器（４）の出力が、前記ＡＤ変換器（５）の入力に供給され、前記演算増幅器（４）が、加算演算増幅器として接続されていることを特徴とする、パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号を処理する方法を実行するためのリーダー（２）。

【請求項5】

前記演算増幅器（４）の前記出力が、レールツーレール・タイプであることを特徴とする、請求項４に記載の、パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号のリーダー（２）。

【請求項6】

前記制御ユニット（１０）が、プッシュプルＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタを備えることを特徴とする、請求項４又は５に記載の、パッシブＲＦＩＤチップ（１）の信号のリーダー（２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有用な信号を増幅し、ＬＦ ＲＦＩＤ非接触カードの読取りの品質を改善するために、低周波数（ＬＦ：ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の領域、最も一般的には周波数１２５ｋＨｚにおいて動作するパッシブＲＦＩＤチップの信号を処理する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＲＦＩＤ（無線周波数識別：ｒａｄｉｏ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）としても知られている、無線信号の送信、受信、及び処理に基づくデータの非接触転送の方法は、今日ますます多く使用されている。たとえば、出席簿のための識別カードにおいて、製造中のデバイス中の構成要素の識別のために、又はプリンタ若しくはコピー機などのデバイスのための非接触認証のために適用可能なこの技術は、集積アンテナと、それ自体の信号を生成するための集積回路とを用いた、リーダーといわゆるタグ（カード、チップ）との間の信号転送を使用する。本解決策は、パッシブＲＦＩＤチップ、すなわち、リーダーからの電磁エネルギーによって給電される、エネルギー源をもたないチップ又はカードの信号を処理する方法に関する。簡略化された構成では、チップ・アンテナは、リーダー・アンテナによって送信された信号を受信し、受信されたエネルギーを使用して、それの内部集積回路に電力を供給し、内部集積回路は、それ自体の信号を生成し始め、それ自体の信号をアンテナによってリーダーに送り返す。実際には、しかしながら、特に信号の強度の点で、非接触カードを読み取ることに問題がある。信号を追加の外部構成要素によって増幅する方法があるが、このプロセスは、かなりのコスト並びにより高いバイアスがかかることを意味する。したがって、信号を増幅するための異なる機構を使用する解決策を提供することが望ましい。

【0003】

信号を処理するときに正及び負の信号値を使用する解決策が最新技術において知られている。特許文献１は、正の半周期信号と負の半周期信号との同時復調を可能にする正の分岐と負の分岐とを備え、復調プロセスがこれらの個々の分岐において実行される、振幅変調信号の復調器、いわゆるＡＳＫ復調器を開示している。しかしながら、この文書は、加算増幅器として機能的に接続された演算増幅器による信号シフトを開示していない。開示された解決策の大きな欠点は、特に、振幅変調された信号だけを処理することに限定されることであり、ＲＦＩＤ技術の分野では、周波数（ＦＳＫ）又は位相（ＰＳＫ）変調された信号により動作するデバイスもある。

【0004】

特許文献２は、自動変換器範囲制御を特徴とするアナログデジタル変換器（ＡＤＣ：ａｎａｌｏｇｕｅ－ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）をさらに開示している。ＡＤ変換器自体に加えて、開示された解決策は、検出された信号ピーク振幅に基づいて基準電位を与えるために使用されるピーク検出器と、信号がＡＤ変換器の範囲内にあるように、基準電位を考慮に入れながら信号の直接レベルのシフトを保証する回路とを含む。特定の例示的な実施例では、信号シフトは、演算増幅器を使用せずに、入力アナログ信号の半分の値と基準電位の半分の値との和によって保証される。そのようなシフトされた信号はＡＤ変換器によってさらに処理され、変換器範囲の自動制御は、新しいピークの検出ごとに新しい値を取る基準電位によって保証される。さらに、この文書は、ＲＦＩＤ技術の分野におけるそのような解決策の潜在的使用を開示していない。

【0005】

ＲＦＩＤリーダーにおいて使用するための信号シフトの原理は、特許文献３にも公開されており、これは、信号のある部分のみがリーダーによってさらに処理されるように信号をストリッピングするための回路を含む解決策を開示している。この回路は、好ましくは、たとえばピークの周りの信号をストリッピングするために使用され得る。しかしながら、本発明とは対照的に、信号をシフトするために演算増幅器が使用されず、解決策の目的も異なる。上述の特許出願では、信号シフトは、可読情報を含む比較的小さい電圧偏差を増幅するために使用され、ＡＤ変換器のための入力信号の処理のためには使用されない。

【0006】

現在、ＡＤ変換器が入力信号の振幅よりも小さい範囲を有するときも、信号をこの変換器によってさらに処理することを可能にする、信号をシフトするために特殊な接続において演算増幅器を利用する解決策が知られている。しかしながら、開示された解決策は、ＡＤ変換器処理のための信号シフト機構自体は別として、有用な信号を増幅し、ＬＦ ＲＦＩＤ非接触カードの読取りの品質を改善するために、ＡＤ変換器出力値のいかなる組合せも使用しない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】国際公開第２００８／８０７５８号

【文献】欧州特許第０５４５２５４号明細書

【文献】欧州特許出願公開第１５３８５４６号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述の欠点は、リーダーによってパッシブＲＦＩＤチップの信号を処理する方法によって少なくとも部分的に解消されるが、それの本質は、リーダーは、アンテナと、演算増幅器と、ＡＤ変換器と、第１のＤＡ変換器と、さらに第２のＤＡ変換器又は定電圧源とを備えることと、この方法は、アンテナのソース信号を転送するステップと、ＲＦＩＤチップによってアンテナのソース信号を受信するステップと、ＲＦＩＤチップ信号を転送するステップと、アンテナによってＲＦＩＤチップ信号を受信するステップとからなり、受信されたＲＦＩＤチップ信号及び第１のＤＡ変換器の出力が演算増幅器の反転入力に供給され、第２のＤＡ変換器の出力又は定電圧源の出力が演算増幅器の非反転入力に供給されることとに基づく。

【0009】

ＲＦＩＤチップの信号を処理する標準の方法と比較した本解決策の利点は、特に、有用な信号を正の半周期と負の半周期の両方において使用することである。この信号をＡＤ変換器によってさらに処理するために、信号を加算増幅器として機能的に接続された演算増幅器によってシフトする。ＡＤ変換器が正のピーク又は負のピークの有用な信号を処理するような形で信号をシフトするために、好適に設定された電圧比値ＤＡＣ１が第１のＤＡ変換器において使用され、第１のＤＡ変換器の出力は演算増幅器の反転入力に供給され、ＤＡＣ２電圧が第２のＤＡ変換器又は定電圧源において使用され、第２のＤＡ変換器又は定電圧源の出力は演算増幅器の非反転入力に供給される。較正は、第１のＤＡ変換器と第２のＤＡ変換器又は定電圧源との電圧の値Ｐｏｓ１とＰｏｓ２との第１のペアであって、値Ｐｏｓ１及びＰｏｓ２は、演算増幅器のウィンドウが受信された信号の正の半波を走査するような形で選定される、第１のペアと、第１のＤＡ変換器と第２のＤＡ変換器又は定電圧源との電圧の値Ｎｅｇ１とＮｅｇ２との第２のペアであって、値Ｎｅｇ１及びＮｅｇ２は、演算増幅器のウィンドウが受信された信号の負の半波を走査するような形で選定される、第２のペアとを見つけるのを助ける。

【0010】

ＡＤ変換器によって信号を変換した後に、バッファを処理するとき、２つの連続するピークの振幅が減算され、そのことは、コストがかかる追加の外部構成要素を使用しなくても、より強い信号を取得するのを助けることができ、そのような解決策は、リーダー感度の向上につながり、それのおかげで、ＬＦ ＲＦＩＤカードからの弱い信号を処理することも可能である。好ましい実施例では、ＡＤ変換器の出力における個々の信号は、減算の前に一時的にバッファに記憶され、最後のデジタル的に処理された信号は、データ・オーバーフローを防ぐために、その後、データ構造（キュー）に記憶される。

【0011】

ＲＦＩＤチップ信号の大きさを大きくする効果は、すべてのタイプの信号変調（ＡＳＫ、ＦＳＫ、及びＰＳＫ、すなわち、振幅、周波数、及び位相）について観測され、このプロセスによって、ＰＳＫカードにおいて別の欠点が除去される。標準のＰＳＫカード信号送信では、カードのどちら側がリーダー上に配置されているかに基づいて、個々の半波の異なる変調が行われ、異なるカード側からの異なる読取り距離につながる。ＲＦＩＤチップ信号処理の本方法は、好ましくは、たとえば、プリンタ又はコピー機など、デバイスのための非接触認証のために使用され得る。

【0012】

パッシブＲＦＩＤチップの信号を処理する上述の方法のためのリーダーは、少なくとも、ソース信号を送信することと、パッシブＲＦＩＤチップ信号を検出することとを行うように適応されたアンテナと、アンテナに電気的に接続され、アンテナを励起するように適応された制御ユニットと、第１のＤＡ変換器と、第２のＤＡ変換器又は定電圧源と、同期ユニットと、ＡＤ変換器と、演算増幅器とを備える。同期ユニットは、第１のＤＡ変換器と、さらに第２のＤＡ変換器又は定電圧源と、制御ユニットと、ＡＤ変換器とに電気的に接続され、同期ユニットは、同期ユニットが直接及び／又は間接的にそれと電気的に接続されているすべての構成要素を時間同期させるように適応される。アンテナ及び第１のＤＡ変換器の出力は演算増幅器の反転入力に供給される。第２のＤＡ変換器又は定電圧源の出力は、次いで、演算増幅器の非反転入力に供給される。演算増幅器の出力は、その後、ＡＤ変換器の入力に供給され、演算増幅器は加算演算増幅器として接続されている。

【0013】

演算増幅器が動作範囲外でも定義された挙動を呈するために、演算増幅器の入力はレールツーレール・タイプでなければならない。好ましい実施例では、演算増幅器の出力もレールツーレール・タイプである。好ましい実施例における制御ユニットはプッシュプルＭＯＳＦＥＴタイプのトランジスタを含む。

【0014】

添付の図面を参照しながら説明する例示的な実施例において本発明の概要をさらに示す。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】パッシブＲＦＩＤチップの信号を処理する方法を実行するためのリーダーの接続の概略図を示す図である。

【図2】共振アンテナ回路とＭＣＵユニット中に組み込まれた個々の構成要素とへの加算演算増幅器の接続の概略図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

添付の図面を参照しながら、例示的な実施例によって本発明についてさらに説明する。

【0017】

アンテナ３と、演算増幅器４と、ＡＤ変換器５と、第１のＤＡ変換器６と、第２のＤＡ変換器７又は定電圧源とを備えるリーダー２によってパッシブＲＦＩＤチップ１の信号を処理する方法は、アンテナ３のソース信号を送信するステップと、ＲＦＩＤチップ１によってアンテナ３のソース信号を受信するステップと、ＲＦＩＤチップ１信号を送信するステップと、アンテナ３によってＲＦＩＤチップ１信号を受信するステップとからなり、受信されたＲＦＩＤチップ１信号及び第１のＤＡ変換器６の出力が演算増幅器４の反転入力に供給され、第２のＤＡ変換器７の出力又は定電圧源の出力が演算増幅器４の非反転入力に供給される。

【0018】

リーダー２によるＲＦＩＤチップ１の信号の処理の前に、アンテナ３の同調と、次いで、さらにリーダー２の位相較正と、演算増幅器４の反転入力及び非反転入力に個々に接続された第１のＤＡ変換器６及び第２のＤＡ変換器７又は定電圧源の出力における電圧値の較正とを含む３つの較正手順が行われる。アンテナ３の同調は、いくつかの外部同調コンデンサによって実行され、アンテナ３が、必要とされる周波数１２５ｋＨｚにおいて信号の最高振幅を示すような形で実行される。アンテナ３における電圧は、電圧をＡＤ変換器５の範囲に変換するためのキャパシタ分割器によって測定され、ＡＤ変換器５の２次入力が測定のために使用される。

【0019】

正及び負の半波において、ＲＦＩＤチップ１の転送された情報に対応するパルスが検出されるので、リーダー２の較正は、主に、ちょうど所与の極値における、すなわち、正及び負の信号ピークにおけるＡＤ変換器５による信号の処理のために必要である、同期ユニット１１の位相に対するＡＤ変換器５の入力信号の位相の正しい決定にある。

【0020】

ＡＤ変換器５が正の又は負のピークの有用な信号を処理するような形で信号をシフトするために、電圧比の好適に設定された値ＤＡＣ１が第１のＤＡ変換器６において使用され、第１のＤＡ変換器６の出力は演算増幅器４の反転入力に供給され、ＤＡＣ２電圧が第２のＤＡ変換器７又は定電圧源において使用され、第２のＤＡ変換器７又は定電圧源の出力は演算増幅器４の非反転入力に供給される。演算増幅器４は加算増幅器として接続され、好ましい実施例では、演算増幅器４の出力はレールツーレール・タイプである。演算増幅器４の入力は、動作範囲外でもそれの定義された挙動を保証するためにレールツーレール・タイプでなければならない。較正プロセスの第３のステップは、電圧ＤＡＣ１及びＤＡＣ２の最適値を見つけることにあり、詳細には、電圧ＤＡＣ１及びＤＡＣ２を表す値Ｐｏｓ１及びＰｏｓ２は、演算増幅器４のウィンドウが受信された信号の正の半波を走査するときに選定され、電圧ＤＡＣ１及びＤＡＣ２を表す値Ｎｅｇ１及びＮｅｇ２は、演算増幅器４のウィンドウが受信された信号の負の半波を走査するときに選定される。したがって、本解決策のさらなるプロセスにおいて使用される電圧ＤＡＣ１と電圧ＤＡＣ２との比の変化はこれらの値の両方の変化によって保証され、それにより、これらの値の一方が一定のままである構成におけるよりも広い範囲内での信号シフトが可能になる。

【0021】

Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、Ｎｅｇ１及びＮｅｇ２の最適値を探索することは、二分探索（ｂｉｎａｒｙ ｓｅａｒｃｈ）を使用した電圧ＤＡＣ１及びＤＡＣ２の漸進的変化によって実行される。このアルゴリズムは、探索された値の候補を、配置された一連の要素の中央値と比較し、探索された値がそれの中に現れることができない間隔の半分を決定する原理に基づく。較正は、最適値Ｐｏｓ１及びＰｏｓ２、又はＮｅｇ１及びＮｅｇ２が同時に決定されるような形で実行され、動作の順序は本解決策のさらなる機能にとって決定的ではない。しかしながら、較正出力はすべての４つの探索された最適値を含まなければならない。もちろん、最適値の一方が正の半波を処理するための演算増幅器４の読取りウィンドウの設定に対応し、他方が、負の半波を処理するための演算増幅器４の読取りウィンドウの設定に対応する、最適値、すなわち、たとえば、Ｐｏｓ１及びＮｅｇ２、又はＰｏｓ２及びＮｅｇ１を決定することは不可能である。好ましい実施例では、値Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、Ｎｅｇ１、及びＮｅｇ２は、有用な信号の平均値が、ＡＤ変換器５による変換のために意図された領域の中心に来るように選定される。

【0022】

上述の較正手順の各々を実行した後に、ＲＦＩＤチップ１信号の処理を実行することが可能である。第１のＤＡ変換器６及びさらに第２のＤＡ変換器７又は定電圧源は、ＤＭＡ（直接メモリ・アクセス：Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）によって制御され、所与の瞬間において、演算増幅器４の読取りウィンドウが、受信された信号の正又は負の半波を走査することが望まれるかどうかに応じて、所要の瞬間における第１のチャネル８において、電圧ＤＡＣ１がＰｏｓ１又はＮｅｇ１値に設定されるように構成される。第２のチャネルＤＭＡ９において、電圧ＤＡＣ２はＰｏｓ２値又はＮｅｇ２値に同時に設定され、演算増幅器４の読取りウィンドウの正しいシフトのために、実行された較正に従って、Ｐｏｓ１及びＰｏｓ２、又はＮｅｇ１及びＮｅｇ２の値のペアのみが個々のチャネルＤＭＡ８、９において同時に設定されることが必要である。

【0023】

ＲＦＩＤチップ１の転送された情報に対応するパルスは正及び負の半波において検出されるので、チャネルＤＭＡ８、９の両方は、さらに、正及び負のピークがＡＤ変換器５によって交互に処理されるように、特定の最大値の位置への演算増幅器４の読取りウィンドウのシフトのための電圧ＤＡＣ１及びＤＡＣ２の規則的な変化を保証する循環連続モードに構成される。各チャネルＤＭＡ８、９は、規則的な間隔で交互に印加される２つの電圧値のみを含み、電圧ＤＡＣ１に対応する第１のチャネルＤＭＡ８の場合、これらの電圧値は値Ｐｏｓ１及びＮｅｇ１であり、電圧ＤＡＣ２に対応する第２のチャネルＤＭＡ９の場合、これらの電圧値は値Ｐｏｓ２及びＮｅｇ２である。電圧ＤＡＣ１と電圧ＤＡＣ２との比の変化は、好ましくは、これらの値の両方の変化によって保証され、それにより、これらの値の一方が一定のままである構成におけるよりも広い範囲内で信号をシフトすることが可能になる。

【0024】

ＡＤ変換器５は、入力信号の正及び負のピークを連続的に交互に処理するように構成され、それの出力が演算増幅器４の反転入力及び非反転入力に個々に接続された、第１のＤＡ変換器６と、さらに第２のＤＡ変換器７又は定電圧源と、アンテナ３を励起するための制御ユニット１０とのＡＤ変換器５の同期は、同期ユニット１１によって実行される。好ましい実施例における制御ユニット１０は、たとえば、プッシュプル出力回路をもつＭＯＳＦＥＴトランジスタである。別の例示的な実施例では、アンテナ３は論理回路ゲートによって励起され得る。

【0025】

ＡＤ変換器５によって信号を変換した後に、単一の波に対応する２つの連続するピークの振幅が減算され、個々の信号は減算の前に一時的にバッファ１２に記憶される。最後のデジタル的に処理された信号は、データ・オーバーフローを防ぐために、その後、データ構造に、特にキュー１３に記憶される。

【0026】

図１による本発明の例示的な実施例では、リーダー２は、パッシブＲＦＩＤチップ１の信号を処理する方法を実行するために、ソース信号を送信することと、パッシブＲＦＩＤチップ１の信号を検出することとを行うように適応されたアンテナ３と、アンテナ３に電気的に接続され、アンテナ３を励起するように適応された制御ユニット１０と、第１のＤＡ変換器６と、さらに第２のＤＡ変換器７又は定電圧源と、同期ユニット１１と、ＡＤ変換器５と、加算増幅器として接続された演算増幅器４とを備える。同期ユニット１１は、第１のＤＡ変換器６と、さらに第２のＤＡ変換器７又は定電圧源と、制御ユニット１０と、ＡＤ変換器５と電気的に接続され、同期ユニットが直接及び／又は間接的にそれと電気的に接続されているすべての構成要素を時間同期させるように適応され、アンテナ３及び第１のＤＡ変換器６の出力は演算増幅器４の反転入力に供給され、第２のＤＡ変換器７又は定電圧源の出力は演算増幅器４の非反転入力に供給され、演算増幅器４の出力はＡＤ変換器５の入力に供給される。

【0027】

図１に示された、パッシブＲＦＩＤチップ１の信号を処理する方法を実行するためのリーダー２の接続の方式はまた、上述の構成要素に加えて、第１のＤＡ変換器６と、さらに第２のＤＡ変換器７又は定電圧源と、第１のＤＡ変換器６と、さらに第２のＤＡ変換器７又は定電圧源とを制御するための値Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、Ｎｅｇ１及びＮｅｇ２を較正するように構成された対応するＤＭＡチャネル８、９と、ＡＤ変換器５と、同期ユニット１１が直接及び／又は間接的にそれと電気的に接続されているすべての構成要素の時間同期のための同期ユニット１１と、さらに、それの減算の前のＡＤ変換器５の出力データの一時的な記憶のためのバッファ１２と、データ・オーバーフローを防ぐために、最後のデジタル的に処理された信号がそれに記憶されるキュー１３とが組み込まれたＭＣＵ（マイクロコントローラ・ユニット：Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）ユニット１４を含む。

【0028】

ＭＣＵユニット１４に加えて、制御ユニット１０、アンテナ３、演算増幅器４、並びに演算増幅器４の出力に接続された適応部材が接続されている。アンテナ３の共振回路と、ＭＣＵユニット１４中に組み込まれた個々の構成要素とへの加算演算増幅器４の接続を図２に示す。図２による本発明の例示的な実施例では、無線周波数電磁界は、同期ユニット１１から制御される制御ユニット１０によってアンテナ３によって励起される。

【0029】

アンテナ３の共振回路は、理想的には１～４ｎＦの値の範囲内の容量Ｃ_ｒｅｓをもつコンデンサと、理想的には６００～６５０μＨの値の範囲内のインダクタンスＬ_ａｎｔをもつコイルとを備え、許容できるインダクタンスは、この例示的な実施例では、少なくとも４００μＨであり、実際には１６２０μＨ以下が適用可能である。容量Ｃ_ｒｅｓの最適値はアンテナ３のインダクタンスに依存し、容量Ｃ_ｒｅｓの最適値は、アンテナ３の共振周波数が１２５ｋＨｚになるような形で上述の間隔から選定される。共振回路の他の特性は、アンテナ３における電圧、及びアンテナ３の品質の要因である。アンテナ３における最適電圧値は、この例示的な実施例では約６０Ｖであるが、このアンテナ３の構成における技術の大部分については、４０Ｖの電圧で十分である。電圧の増加はアンテナ３の品質の要因の増加につながり得、それの最適値は約値４であるが、１０の値でもまったく十分である。

【0030】

ＲＦＩＤチップ１の受信された信号は、その後、理想的には８０～１２０ｋΩの範囲内の抵抗Ｒ_１をもつ抵抗器に供給され、デバイスの信頼できる機能も、この例示的な実施例では２０～２００ｋΩの値のより広い範囲内で保証され、信号は、さらに、演算増幅器４の反転入力に供給され、第１のＤＡ変換器６の出力も、理想的には２～１０ｋΩの値の範囲内の抵抗Ｒ_２をもつ抵抗器を介して演算増幅器４の反転入力に供給されるとともに、第２のＤＡ変換器７又は定電圧源の出力は演算増幅器４の非反転入力に供給される。演算増幅器４は加算増幅器の機能接続において接続され、演算増幅器４の反転入力を演算増幅器４の出力と相互接続するフィードバック分岐において、理想的には抵抗Ｒ_１と同じ抵抗値の抵抗Ｒ_Ｆを含む。抵抗Ｒ_２の最小値は、実際には、第１のＤＡ変換器６の負荷容量によって決定され、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_Ｆの最小値は、演算増幅器４の保護ダイオードによる最大電流についての制限によって与えられる。抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_Ｆの値は、最後の信号シフトがアンテナ３における電圧に対応するように、抵抗Ｒ_２の選定された値に関して決定される。演算増幅器４の出力は、ＭＣＵユニット１４中に組み込まれたＡＤ変換器５の入力に供給される。

【0031】

本発明の例示的な実施例では、演算増幅器４は、少なくとも４Ｖ／μｓのスルー・レート（ｓｌｅｗ ｒａｔｅ）と、少なくとも８ＭＨｚの値をもつ広帯域とを有する。しかしながら、本発明は演算増幅器４のこれらのパラメータ値のみの使用に限定されない。

【0032】

本発明による、パッシブＲＦＩＤチップ１の信号を処理するデバイス及び方法の例示的な使用は以下の通りである。信号を処理するためのリーダー２は多機能プリンタの一部である。プリンタのユーザは、ＲＦＩＤチップ１のリーダー２上にＲＦＩＤチップ１をもつカードを配置する。リーダー２は、このカード上に保存された情報を読み取る。情報は、たとえば、ユーザの識別番号、ユーザの作業位置、認証、所与のユーザのための印刷ジョブの利用可能性などを含み得る。本発明による信号処理の方法を使用することは、特に位相変調された信号を送信するＲＦＩＤチップ１を使用したときに、データのより信頼性の高い、より正確な読取りを達成するのを助ける。本発明の例示的な実施例では、図２の回路中の電気部品のパラメータ値はＬ_ａｎｔ＝６３０μＨとして与えられ、コンデンサ容量Ｃ_ｒｅｓの値は１．８９～３．１６ｎＦの間隔で選定され、抵抗Ｒ_１及び抵抗Ｒ_２の値は、その場合、１００ｋΩ及び４．７ｋΩの値を取り、抵抗Ｒ_Ｆの値は抵抗Ｒ_１の値と同等であるべきである。抵抗Ｒ_１の抵抗の値は、その場合、演算増幅器４の入力の保護ダイオードに対して選定されなければならない。抵抗Ｒ_２の抵抗の値は、その場合、第１のＤＡ変換器６の負荷容量に対して、その負荷容量のデータシートに基づいて選定されなければならない。演算増幅器４の増幅の値は、その場合、これらの抵抗器の抵抗の値から取得される。しかしながら、本発明はこれらの値の使用に限定されず、これらの値は例示的なものにすぎない。本発明の例示的な実施例では、６層プリント回路からの平面アンテナ３がアンテナ３として選定される。同じプリント回路は、低周波（ＬＦ：ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンテナ３と高周波（ＨＦ：ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンテナ３とを同時に備える。この実施例の利点はそれの簡単な製造にある。さらに、このタイプのアンテナ３は手作業による組立てが不要であるので、生産の複雑さが低減され、デバイスの信頼性が高くなる。アンテナ３のインダクタンスの特定の最適値は、したがって、構造パラメータ又はデバイスの寸法によって与えられる。一般に、デバイスの信頼性は、インダクタンスＬが高くなるとともに高くなる。アンテナ３の品質の係数Ｑは、例示的な実施例では、１０、随意には４になるように選定される。しかしながら、パラメータＱの特定の値は内部インダクタンスの値とアンテナ３の直列抵抗とに依存する。本発明の他の潜在的な実施例に限定されない、上述のパラメータをもつ例示的な実施例では、アンテナ３は４０Ｖの共振における電圧に対して選定される。コンデンサ容量Ｃ_ｒｅｓの値は、その場合、回路の共振周波数が１２５ｋＨｚになるように選定される。

【0033】

上述のことに基づいて、最適パラメータの設定が以下の通りであることは明らかである。内部インダクタンスＬのある値をもつアンテナ３が選定される。アンテナ３に共振コンデンサが割り当てられ、共振コンデンサの容量の値は、アンテナ３における最小電圧及び対応するＱに対して共振周波数が１２５ｋＨｚになるように選定される。Ｒ_２の値は第１のＤＡ変換器６の負荷容量によって決定される。値Ｒ_１及び値Ｒ_Ｆは、その場合、演算増幅器４の保護ダイオードを通る最大電流によって与えられる。

【0034】

別の例示的な実施例では、第１のＤＡ変換器６又は第２のＤＡ変換器７若しくは定電圧源は、ローパス・フィルタとして設計されたフィルタをもつＰＷＭ（パルス幅変調：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）チャネルに置き換えられ得る。しかしながら、フィルタをＰＷＭ出力に配置することは、信号を減速させ、望ましくないバイアスをもたらし、また、この例示的な実施例では、正及び負の半波の信号を同時に処理すること（いわゆるツー・ピーク・サンプリング）は極めて困難である。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明によるデバイスは、たとえば、出席簿のための識別カードにおける、製造中のデバイス中の構成要素の識別のための、又はプリンタ若しくはコピー機など、デバイスのための非接触認証のための、ＬＦ ＲＦＩＤチップからのデータ転送の品質を改善するために使用され得る。

【符号の説明】

【0036】

１ ＲＦＩＤチップ
２ リーダー
３ アンテナ
４ 演算増幅器
５ ＡＤ変換器
６ 第１のＤＡ変換器
７ 第２のＤＡ変換器
８ 第１のチャネルＤＭＡ
９ 第２のチャネルＤＭＡ
１０ 制御ユニット
１１ 同期ユニット
１２ バッファ
１３ キュー
１４ ＭＣＵ

【図1】

【図2】