Носитель данных с регулировкой потребляемой мощности

 

Изобретение относится к носителю данных, в частности к карте с микросхемой. Техническим результатом является обеспечение согласования указанного носителя с текущим значением мощности. Носитель содержит приемопередающую антенну, схему выпрямителя, схему регулятора напряжения, генератор тактового сигнала. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к носителю данных, в частности к карте с микросхемой, причем карта имеет по меньшей мере одну приемопередающую антенну, к которой подключена выпрямительная схема для формирования напряжения питания по меньшей мере для одного блока схемы, причем параллельно к выводам напряжения питания блока схемы включен регулятор напряжения.

Подобный носитель данных известен из публикации международной заявки WO 97/08651. В случае этого известного носителя данных речь идет о комбинированной карте с микросхемой, внутренние электронные схемы которой могут приводиться в действие как через контактное поле, так и через встроенную катушку. В бесконтактном режиме, реализуемом с помощью антенной катушки, энергия, необходимая для приведения в действие внутренних схем, вырабатывается с помощью электромагнитного поля, принимаемого катушкой. При этом значение доступной энергии колеблется весьма существенно ввиду его сильной зависимости от расстояния между носителем данных, соответственно карты с микросхемой, и устройством записи/считывания, предоставляющим эту энергию.

В результате возникает проблема, поскольку в любой момент времени для выполнения требуемых функций носителя данных должна быть обеспечена необходимая энергия. Правильно разработанные схемы прекращают свое функционирование, прежде чем потребляемая мощность изменится в такой степени, что может привести к отказам.

Схемы бесконтактного носителя данных обычно разрабатываются таким образом, что они при требуемой максимальной дальности действия обходятся обеспечиваемой мощностью. При меньшем расстоянии от носителя данных, соответственно карты с микросхемой до устройства записи/считывания, однако, имеет место избыточная мощность, которая принимается параллельно включенным регулятором напряжения и тем самым бесполезно теряется.

Задачей настоящего изобретения является совершенствование носителя данных вышеупомянутого типа таким образом, чтобы он, по возможности, оптимально был согласован с текущим значением мощности.

Указанная задача в носителе данных вышеупомянутого типа решается тем, что в носителе данных, который, в частности, представляет собой карту с микросхемой и содержит по меньшей мере одну приемопередающую антенну, а также подключенную к ней схему выпрямителя для формирования напряжения питания по меньшей мере для одного блока схемы, причем параллельно выводам напряжения питания блоков схемы включена схема регулятора напряжения, в соответствии с изобретением, схема регулятора напряжения имеет выход, с которого снимается сигнал, пропорциональный сигналу регулировки схемы регулятора напряжения, причем этот выход соединен с управляющим входом управляемого генератора тактового сигнала, формирующего тактовый сигнал по меньшей мере для одного блока схемы.

При этом схема регулятора напряжения предпочтительно образована первым транзистором, включенным между выводами напряжения питания, который совместно со вторым транзистором образует схему отражения тока, выходной вывод которой соединен с управляющим входом генератора тактового сигнала, предпочтительно представляющего собой управляемый напряжением генератор.

Изобретение основывается на том, что потребляемая мощность электрических или электронных схем зависит от тактовой частоты, в частности, возрастает с увеличением тактовой частоты. В соответствии с изобретением генератор тактового сигнала выполнен таким образом, что посредством управляющего сигнала частота тактового сигнала может изменяться. Управляющий сигнал получают из сигнала регулировки параллельного регулятора. В частности, сигнал, пропорциональный избыточному току, используется в качестве меры для управления частотой тактового сигнала. Это предпочтительным образом может выполняться посредством схемы отражения тока. Генератор тактового сигнала в предпочтительном варианте осуществления изобретения выполнен в виде управляемого напряжением генератора.

Изобретение поясняется ниже на примере осуществления, иллюстрируемом чертежом.

На чертеже в виде структурной схемы представлены существенные для изобретения компоненты соответствующего изобретению носителя данных, который может быть выполнен, в частности, в виде карты с микросхемой.

Для приема энергии и для обмена данными предусмотрена антенная катушка SP, выводы которой соединены со схемой выпрямителя GR. Схема выпрямителя GR вырабатывает на своих выводах напряжения питания VDD, VSS для схем S1, Si, подключенных к проводникам 1, 2 напряжения питания. Символ "i" соответствует числу в пределах от 2 до n, в зависимости от того, сколько схем предусмотрено на носителе данных. Для стабилизации напряжений питания VDD, VSS, вырабатываемых схемой выпрямителя GR, параллельно к схемам S1, Si подключена схема регулятора RS.

Эта схема регулятора RS в показанном примере образована делителем напряжения R1, R2, действующим в качестве детектора напряжения, средний отвод которого через регулирующий усилитель RV соединен с выводом затвора первого транзистора Т1, включенного между напряжениями питания VDD, VSS. При возрастании напряжения питания первый транзистор T1 управляется так, что большая составляющая тока отводится через первый транзистор Т1. Таким путем напряжение питания VDD поддерживается на постоянном значении.

Схема регулятора RS может в другом варианте осуществления также содержать детектор порогового значения (не показан), который распознает, когда напряжение питания VDD спадает ниже минимально допустимого значения, и выдает сигнал, посредством которого все схемы S1, Si отключаются.

Показанный на чертеже носитель данных также содержит генератор TSG тактового сигнала, выполненный управляемым, так что частота вырабатываемого на его выходе тактового сигнала С1 зависит от управляющего сигнала, приложенного на его управляющем входе.

Этот управляющий сигнал в соответствии с изобретением пропорционален сигналу регулирования схемы регулятора RS. В показанном на чертеже примере для этого первый транзистор T1 выполнен в качестве компонента схемы отражения тока. Второй транзистор Т2 этой схемы отражения тока вырабатывает на своем выводе стока сигнал, пропорциональный избыточному току, протекающему через первый транзистор Т1. Этот сигнал подается на генератор TSG тактового сигнала посредством того, что вывод стока второго транзистора Т2 соединен с управляющим входом генератора TSG тактового сигнала.

Изобретение не ограничивается представленным вариантом осуществления. Так, для приема необходимой энергии и соответственно для обмена данными вместо показанной антенной катушки SP может применяться любая подходящая антенна. В частности, могут использоваться антенны микроволнового диапазона.

Вместо показанной простой схемы регулятора RS может использоваться любая известная специалисту и подходящая для желаемой цели схема параллельного регулятора.

Схемы S1, Si могут представлять собой, например, процессоры или иные логические схемы, а также любые типы запоминающих устройств. В частности, все схемы могут быть выполнены в виде одной полупроводниковой интегральной схемы. Но также можно распределить эти схемы на несколько интегральных схем.

Формула изобретения

1. Носитель данных, в частности карта с микросхемой, содержащий, по меньшей мере, одну приемопередающую антенну, подключенную к ней схему выпрямителя для формирования напряжения питания, по меньшей мере, для одного блока схемы (Sl, Si), схему регулятора напряжения, включенную параллельно выводам напряжения питания упомянутого, по меньшей мере, одного блока схемы (Sl, Si), при этом схема регулятора напряжения имеет выход для съема сигнала, пропорционального сигналу регулировки схемы регулятора напряжения, и управляемый генератор тактового сигнала, имеющий управляющий вход, соединенный с упомянутым выходом схемы регулятора напряжения, причем управляемый генератор тактового сигнала формирует тактовый сигнал, по меньшей мере, для одного блока схемы (Sl, Si).

2. Носитель данных по п.1, отличающийся тем, что схема регулятора напряжения образована первым транзистором, включенным между выводами напряжения питания, который совместно с вторым транзистором образует схему отражения тока, выходной вывод которой соединен с управляющим входом генератора тактового сигнала.

3. Носитель данных по п.1 или 2, отличающийся тем, что генератор тактового сигнала представляет собой управляемый напряжением генератор.

РИСУНКИ

Рисунок 1