DE3707173A1

DE3707173A1 - Schaltungsanordnung einer lesevorrichtung fuer elektromagnetische identifikationskarten

Info

Publication number: DE3707173A1
Application number: DE19873707173
Authority: DE
Inventors: Miro Dipl Ing Rozman; Marko Zivlakovic; Franc Trobec; Joze Dipl Ing Zmavc; Vital Dipl Ing Erzen
Original assignee: ISKRA SOZD ELEKTRO INDUS
Current assignee: ISKRA SOZD ELEKTRO INDUS
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1987-09-10
Also published as: US4782308A

Description

Der Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung einer Lesevorrichtung für elektromagnetische Identifikationskarten, mit der ein weniger kostenaufwendiger Aufbau der Lesevorrichtung ausgeführt werden kann und die es ermöglicht, daß der Einfluß der Entfernung zwischen der Lesevorrichtung und der Identifikationskarte reduziert wird.

Bei bekannten Überwachungssystemen sind die Identifikationskarten als magnetische Karten, Halbleiterkarten und elektromagnetische Karten ausgeführt. Elektromagnetische Karten besitzen im Vergleich zu den beiden übrigen angeführten Kartenausführungen den Vorteil, daß das Ablesen der darin enthaltenen Kodes kontaktlos erfolgt, d.h. daß die Karte weder mit einem Signalabnehmerkopf berührt wird noch an sie irgendwelche Anschlüsse angeschlossen werden. Zwischen der Identifikationskarte und der Lesevorrichtung besteht während des Ablesens ein bestimmter Abstand, so daß keine mechanische Abnutzung auftritt.

Trotz dieser günstigen Eigenschaft besitzen jedoch bekannte Lesevorrichtungen einige Nachteile. So wird, um ein zuverlässiges Ablesen der Karte zu erzielen, eine relativ aufwendige Schaltungsanordnung verwendet, für deren Speisung eine separate Spannungsquelle verwendet werden muß, da die in der Lesevorrichtung verwendete Spannung von 5 V nicht ausreicht, ein genügend starkes HF-Signal zu erzeugen, um die Karte auszusteuern. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Zuverlässigkeit des Identifikationsvorgangs auch vom Abstand der Karte von der Lesevorrichtung abhängt, wodurch die funktionelle Zuverlässigkeit herabgesetzt wird.

Um die angeführten Mängel zu beseitigen, wurde die Aufgabe gestellt, eine derartige Schaltungsanordnung zu schaffen, die einerseits weniger kostenaufwendig ist und mit der gleichen Betriebsspannung auskommt, die für den Betrieb der anderen in der Lesevorrichtung befindlichen Schaltungsanordnungen verwendet wird, und die es andererseits ermöglicht, daß die Lesevorrichtung auch dann einwandfrei funktioniert, wenn der Abstand zwischen der Identifikationskarte und der Lesevorrichtung nicht genau definiert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 und 3 hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden ausführlich beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung der Lesevorrichtung,

Fig. 2 eine Variante des Sendeoszillators und

Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung einer Lesevorrichtung für elektromagnetische Identifikationskarten 4 dargestellt, die aus einem Oszillator 1, einem Detektor 2 und einem Impulsformer 3 besteht. Der Oszillator 1 wird von drei CMOS Invertern I 1, I 2 und I 3 zusammen mit einem Serien-Schwingkreis, bestehend aus einer Spule L _o, einem Kondensator C _o und einem Widerstand R _o, gebildet, wobei die Inverter I 1, I 2 und I 3 dem Widerstand R _o parallelgeschaltet sind und deren Ein- bzw. Ausgänge über je einen Kondensator C an Masse geschaltet sind. Für die Schwingungserzeugung wird so die gesamte Speisespannung ausgenutzt. Bei der Annäherung der Identifikationskarte 4 an die genannte Schaltungsanordnung bzw. bei der gegenseitigen Kopplung der Schwingkreisspule L _s der Karte 4 mit der Spule L _o erfolgt auf bekannte Art eine Schwingungsamplitudenänderung, die mit dem Detektor 2 wahrgenommen wird. Dieser Amplitudendetektor 2 besteht aus einem Kopplungskondensator C 1, der mit seinem einen Anschluß an die Ausgänge der Inverter I 1, I 2 und I 3 und mit dem anderen Anschluß an die Kathode einer Diode D 1 und an die Anode einer Diode D 2 angeschlossen ist, wobei die Kathode der Diode D 2 an je einen Anschluß eines Kondensators C 2, eines Widerstands R 1 und eines Kondensators C 3 angeschlossen ist; die anderen Anschlüsse der Diode D 1, des Kondensators C 2 und des Widerstandes R 1 sind an Masse geschaltet.

Der andere Anschluß des Kondensators C 3 ist mit einem Verbindungspunkt der Widerstände R 2, R 3 und R 4 verbunden, der andere Anschluß des Widerstandes R 3 führt zum positiven Eingang eines Komparators K im Impulsformer 3, der dort als Schmitt-Trigger geschaltet ist. An den positiven Eingang des Komparators K ist auch ein Widerstand R 5 angeschlossen, dessen anderer Anschluß mit seinem Ausgang verbunden ist. Die Widerstände R 3 und R 5 sind so ein Teil der positiven Rückkopplung, während sich der negative Eingang des Komparators K auf einem "schwimmenden" Pegel befindet, der am Ausgang einer RC-Kette erhalten wird, die aus dem Kondensator C 3 und Widerstand R 2 sowie dem Widerstand R 4 und Kondensator C 4 besteht, wobei der andere Anschluß des Widerstandes R 4 zusammen mit einem Anschluß des Kondensators C 4 am negativen Eingang des Komparators K angeschlossen ist. Die beiden anderen Anschlüsse des Widerstandes R 2 und Kondensators C 4 sind an Masse geschaltet. An den Ausgang des Komparators K sind auch drei Inverter I 4, I 5 und I 6 angeschlossen, deren zusammengeschaltete Ausgänge den Ausgang 5 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bilden.

In Fig. 2 ist eine Variantenausführung des Oszillators 1 dargestellt, in der mit Hilfe eines Quarzes Q eine höhere Frequenzstabilität erzielt wird, die bei Anwendungen mit erhöhten Forderungen verlangt wird. Bei dieser Variantenausführung sind ebenfalls die Inverter I 1, I 2 und I 3 mit ihren Ein- und Ausgängen parallelgeschaltet, denen noch ein Widerstand R und ein Quarz Q parallelgeschaltet sind. Die beiden Anschlüsse des Quarzes Q sind über je einen Kondensator C an Masse geschaltet. Die Ausgänge der Inverter I 1, I 2 und I 3 führen an die Eingänge von weiteren drei parallelgeschalteten Invertern I 1′, I 2′ und I 3′, die über eine Reihenschaltung einer Spule L _o′ und eines Kondensators C _o′ rückgekoppelt sind. Die Ausgänge der genannten Inverter I 1′, I 2′ und 13′ sind mit dem schon beschriebenen Detektor 2 und Impulsformer 3 verbunden.

Durch die Annäherung der Identifikationskarte 4 an den Reihenschwingkreis L _o, C_o bzw. L_o′, C_o′ wird dessen Impedanz beeinflußt, was eine Änderung der Ausgangsspannungsamplitude zur Folge hat. Diese Änderungen werden mit dem Detektor 2 und dem Impulsformer 3 in Signale umgewandelt, die am Ausgang 5 auftreten und für eine Computerverarbeitung geeignet sind, mit der der eigentliche Identifizierungsprozeß durchgeführt wird.

Um den Einfluß der Entfernung zwischen der Identifikationskarte und der Lesevorrichtung auf den Indentifizierungsprozeß zu beseitigen, wurde eine Variante der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung geschaffen, die in Fig. 3 dargestellt ist. Verwendet wird ein Quarzoszillator, bestehend aus einem parallelgeschalteten Quarz Q, Widerstand R und Inverter I, dessen Ein- und Ausgang über Kondensatoren C an Masse geschaltet sind. An den Ausgang des Inverters I sind drei parallelgeschaltete Inverter I 1′, I 2′ und I 3′ angeschlossen, an deren Ausgang in Reihe geschaltet eine Spule L 1, ein veränderlicher Kondensator C 5 und ein Kondensator C 6 angeschlossen sind, wobei der andere Anschluß des Kondensators C 6 an Masse geschaltet ist. An den Verbindungspunkt der Kondensatoren C 5, C 6 ist dann ein Detektor 2 angeschlossen, der mit demjenigen aus Fig. 1 identisch ist.

Mit dem Kondensator C 5 wird die Resonanzfrequenz des Quarzes Q eingestellt, wobei die nicht dargestellte Identifikationskarte mit der Spule L 1 gekoppelt ist.

Durch diese erfindungsgemäße Schaltung wird verhindert, daß bei einer bestimmten Entfernung der Identifikationskarte von der Lesevorrichtung wegen des sich ändernden Kopplungsgrades zwischen dem Sende- und dem Empfangskreis auf der Identifikationskarte ein toter Punkt auftritt, wo die Lesevorrichtung nicht auf die Anwesenheit der Karte reagiert.

Claims

1. Schaltungsanordnung einer Lesevorrichtung für elektromagnetische Identifikationskarten, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Oszillator (1) ein Widerstand (R _o), ein Kondensator (C _o) und eine Spule (L _o) in Reihe geschaltet sind und daß dem Widerstand (R _o) eine Reihe von Invertern (I 1, I 2, I 3) parallelgeschaltet ist, deren Ein- bzw. Ausgänge über Kondensatoren (C) an Masse geschaltet sind, daß die Ausgänge der Inverter (I 1, I 2, I 3) über einen Kondensator (C 1) an den Verbindungspunkt von Dioden (D 1, D 2) eines Detektors (2) angeschlossen sind und eine der Dioden (D 2) an den gemeinsamen Verbindungspunkt zweier Kondensatoren (C 2, C 3) und eines Widerstandes (R 1) angeschlossen ist, daß der andere Anschluß eines der Kondensatoren (C 3) über einen Widerstand (R 3) mit dem positiven Eingang, über einen Widerstand (R 4) mit dem negativen Eingang eines Komparators (K) eines Impulsformers (3) und über einen Widerstand (R 2) mit Masse verbunden ist, daß der negative Eingang des Komparators (K) über einen Kondensator (C 4) mit Masse und der positive Eingang des Komparators (K) über einen Widerstand (R 5) mit seinem Ausgang verbunden ist, an den auch parallel geschaltete Inverter (I 4, I 5, I 6) angeschlossen sind, deren Ausgang den Ausgangsanschluß (5) bildet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Oszillator (1) die Inverter (I 1, I 2, I 3), ein Widerstand (R) und ein Quarz (Q) parallelgeschaltet sind, daß über je einen Kondensator (C) auch die Ein- und Ausgänge der Inverter (I 1, I 2, I 3) an Masse geschaltet sind, wobei die Ausgänge dieser Inverter (I 1, I 2, I 3) an die Eingänge von anderen parallelgeschalteten Invertern (I 1′, I 2′, I 3′) geschaltet sind, die über eine Reihenschaltung einer Spule (L _o′) und eines Kondensators (C _o′) mit den Ausgängen dieser Inverter (I 1′, I 2′, I 3′) verbunden sind, die an den Detektor (2) angeschlossen sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Oszillator (1) ein Quarz (Q), ein Widerstand (R) und ein Inverter (1) parallelgeschaltet sind, wobei sowohl der Eingang des Inverters (I) als auch sein Ausgang über je einen Kondensator (C) an Masse geschaltet sind, und daß der Ausgang des Inverters (1) über drei parallelgeschaltete Inverter (I 1′, I 2′, I 3′) und über eine Reihenschaltung einer Spule (L 1) und eines einstellbaren Kondensators (C 5) an den Eingang des Detektors (2) angeschlossen ist, der über einen Kondensator (C 6) mit Masse verbunden ist.