FR3131787A1 - Carte sans contact téléalimentée - Google Patents

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Abstract

Carte sans contact téléalimentée La présente description concerne un Dispositif électronique destiné à être connecté à une antenne (9) fournissant un premier signal analogique de capture d'un champ électromagnétique modulé en amplitude et présentant des intervalles à un niveau minimum, comprenant un premier circuit (13) de fourniture d'un deuxième signal analogique (RXA) par redressement et filtrage du premier signal analogique, un deuxième circuit (11) de fourniture d'un premier signal binaire (RX) à partir de la démodulation du deuxième signal analogique, et un troisième circuit (30) de couplage de l'antenne à une résistance pendant chaque pause, la valeur de résistance de ladite résistance dépendant de l'amplitude maximale du champ électromagnétique précédant la pause. Figure pour l'abrégé : Fig. 4

Description

Carte sans contact téléalimentée
La présente description concerne de façon générale les cartes sans contact téléalimentées, c'est-à-dire des cartes destinées à échanger des données avec un terminal dont elles tirent leur alimentation.
Des données peut être échangées entre une carte sans contact téléalimentée et un terminal par modulation d'un champ magnétique émis par le terminal. Pour certaines applications, le délai maximal dans lequel la carte doit commencer à répondre à un message du terminal peut être imposé. Le terminal peut finir la transmission d'un message par une pause, pendant laquelle le champ électromagnétique est maintenu à un niveau minimal, et à la fin de laquelle une réponse de la carte est attendue. Ceci implique une détection convenable par un dispositif électronique de la carte de la fin de la pause suivant le message émis par le terminal. Toutefois, le signal capté par la carte sensé être représentatif du champ électromagnétique peut présenter des fluctuations qui peuvent entraîner une erreur de la détection par le dispositif électronique de la carte de la fin de la pause suivant le message émis par le terminal.
Un objet d'un mode de réalisation est de prévoir un dispositif électronique pour carte sans contact téléalimentée palliant tout ou partie des inconvénients des dispositifs électroniques existants.
Selon un objet d'un mode de réalisation, le dispositif électronique de la carte sans contact téléalimentée est configuré pour détecter la fin d'une pause du champ électromagnétique fourni par un terminal.
Selon un objet d'un mode de réalisation, le signal capté par la carte représentatif du champ électromagnétique émis par le terminal ne présente pas de fluctuations pendant une pause.
Un mode de réalisation prévoit un dispositif électronique destiné à être connecté à une antenne fournissant un premier signal analogique de capture d'un champ électromagnétique modulé en amplitude et présentant des intervalles à un niveau minimum, comprenant un premier circuit de fourniture d'un deuxième signal analogique par redressement et filtrage du premier signal analogique, un deuxième circuit de fourniture d'un premier signal binaire à partir de la démodulation du deuxième signal analogique, et un troisième circuit de couplage de l'antenne à une résistance pendant chaque pause, la valeur de résistance de ladite résistance dépendant de l'amplitude maximale du champ électromagnétique précédant la pause.
Un mode de réalisation prévoit également un procédé de traitement d'un premier signal analogique de capture d'un champ électromagnétique modulé en amplitude et présentant des intervalles à un niveau minimum fourni par une antenne, comprenant la fourniture, par un premier circuit, d'un deuxième signal analogique par redressement et filtrage du premier signal analogique, la fourniture, par un deuxième circuit, d'un premier signal binaire à partir de la démodulation du deuxième signal analogique, et le couplage, par un troisième circuit, de l'antenne à une résistance pendant chaque pause, la valeur de résistance de ladite résistance dépendant de l'amplitude maximale du champ électromagnétique précédant la pause.
Selon un mode de réalisation, le troisième circuit est configuré pour coupler l'antenne à ladite résistance à ladite valeur de résistance lorsque le premier signal binaire passe d'un premier état à un deuxième état.
Selon un mode de réalisation, le troisième circuit est configuré pour interrompre le couplage de l'antenne à ladite résistance à ladite valeur de résistance lorsque le premier signal binaire passe du deuxième état au premier état.
Selon un mode de réalisation, le troisième circuit est configuré pour interrompre le couplage de l'antenne à ladite résistance à ladite valeur de résistance à l'achèvement d'une durée constante.
Selon un mode de réalisation, le troisième circuit comprend :
- un convertisseur analogique/numérique configuré pour convertir un troisième signal analogique, représentatif du deuxième signal analogique, en un premier signal numérique ;
- un quatrième circuit de fourniture d'un deuxième signal numérique égal au premier signal numérique avec un retard ;
- un cinquième circuit de fourniture d'un troisième signal numérique configuré pour fournir le troisième signal numérique à une valeur numérique constante lorsque le premier signal binaire est à un premier état et configuré pour fournir le troisième signal numérique égal au deuxième signal lorsque le premier signal binaire passe du premier état à un deuxième état ; et
- un convertisseur numérique/analogique à réseau de résistances configuré pour convertir le troisième signal numérique en ladite valeur de résistance.
Selon un mode de réalisation, le convertisseur analogique/numérique est cadencé par un premier signal d'horloge et le quatrième circuit comprend des premières bascules cadencées par un deuxième signal d'horloge dont la fréquence est un sous-multiple de la fréquence du premier signal d'horloge.
Selon un mode de réalisation, le cinquième circuit comprend des deuxièmes bascules cadencées par l'inverse d'un deuxième signal binaire et recevant le deuxième signal numérique et des portes logiques de type ET fournissant chacune l'un des bits du troisième signal numérique et recevant chacune le deuxième signal binaire à une première entrée et la sortie de l'une des deuxièmes bascules à une deuxième entrée.
Selon un mode de réalisation, le deuxième signal binaire est égal au premier signal binaire.
Selon un mode de réalisation, chaque front montant du deuxième signal binaire est simultané avec le front descendant du premier signal binaire et chaque front descendant du deuxième signal binaire suit le front montant du deuxième signal binaire qui le précède d'une durée constante.
Un mode de réalisation prévoit également une carte à lecture sans contact comprenant une antenne et un dispositif électronique tel que défini précédemment.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la représente un exemple d'une carte sans contact téléalimentée disposée au voisinage d'un terminal ;
la représente un chronogramme de l'enveloppe du signal électromagnétique émis par un terminal ;
la représente des chronogrammes partiels de l'enveloppe du signal électromagnétique émis par un terminal, de l'enveloppe du signal électromagnétique reçu par une carte, du signal analogique utilisé pour la démodulation et du signal binaire obtenu après démodulation lors du fonctionnement de la carte sans contact de la ;
la représente un mode de réalisation d'une carte sans contact téléalimentée disposée au voisinage d'un terminal ;
la représente des chronogrammes partiels de l'enveloppe du signal électromagnétique émis par un terminal, de l'enveloppe du signal électromagnétique reçu par une carte, du signal analogique utilisé pour la démodulation et du signal binaire obtenu après démodulation lors du fonctionnement d'un mode de réalisation de la carte sans contact de la ;
la représente un mode de réalisation plus détaillé de la carte sans contact téléalimentée de la ;
la représente un mode de réalisation plus détaillé d'une partie de la carte sans contact téléalimentée de la ;
la représente un autre mode de réalisation plus détaillé d'une partie de la carte sans contact téléalimentée de la ;
la représente des chronogrammes, obtenus par simulation, de l'enveloppe du signal électromagnétique émis par un terminal, du signal électromagnétique reçu par une carte, du signal analogique utilisé pour la démodulation avec et sans le circuit de modification d'impédance selon le mode de réalisation de la , du signal binaire obtenu après démodulation lors du fonctionnement de la carte sans contact et d'une signal de commande numérique utilisé par le circuit de modification d'impédance selon le mode de réalisation de la ;
la représente des chronogrammes partiels de l'enveloppe du signal électromagnétique émis par un terminal, de l'enveloppe du signal électromagnétique reçu par une carte, du signal analogique utilisé pour la démodulation et du signal binaire obtenu après démodulation lors du fonctionnement de la carte sans contact d'un autre mode de réalisation de la carte sans contact de la ;
la représente un autre mode de réalisation plus détaillé de la carte sans contact téléalimentée de la ;
la représente un mode de réalisation plus détaillé d'une partie de la carte sans contact téléalimentée de la ; et
la représente des chronogrammes des signaux utilisés pour créer un délai selon un autre mode de réalisation .
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. En outre, on considère ici que les termes "isolant" et "conducteur" signifient respectivement "isolant électriquement" et "conducteur électriquement".
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures ou à un écran d'affichage dans une position normale d'utilisation.
De plus, on appelle "signal binaire" un signal qui alterne entre un premier état constant, par exemple un état bas, noté "0", et un deuxième état constant, par exemple un état haut, noté "1". Les états haut et bas de signaux binaires différents d'un même circuit électronique peuvent être différents. En pratique, les signaux binaires peuvent correspondre à des tensions ou à des courants qui peuvent ne pas être parfaitement constants à l'état haut ou bas.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. Sauf précision contraire, les adjectifs numéraux ordinaux, tels que "premier", "deuxième", etc., sont utilisés seulement pour distinguer des éléments entre eux. En particulier, ces adjectifs ne limitent pas les modes de réalisation décrits à un ordre particulier de ces éléments.
La représente une carte sans contact télé-alimentée 1 disposée au voisinage d'un terminal 3. Le terminal 3 comprend une antenne 5 et un circuit électronique 7. La carte sans contact 1 comprend une antenne 9 reliée à un circuit 11 de traitement de données par l'intermédiaire d'un circuit de mise en forme 13. Le terminal 3 émet un champ électromagnétique en permanence. Ainsi, quand la carte 1 est proche du terminal 3, elle est alimentée par l'antenne 9 et est susceptible de recevoir un signal 15 et d'émettre un signal 17.
Le terminal 3 émet par exemple un champ électromagnétique à une fréquence égale par exemple à 13,56 MHz, appelé onde porteuse par la suite. Durant une phase de transmission d'un signal du terminal 3 vers la carte 1, appelée phase d'interrogation par la suite, le terminal 3 module l'onde porteuse avec un signal de données, et l'onde porteuse modulée est reçue par l'antenne 9 de la carte 1 et le circuit de traitement 11 récupère le signal de données. A titre d'exemple, la transmission d'un signal du terminal 3 vers la carte 1 est réalisée par modulation en amplitude de l'onde porteuse, notamment par modulation en amplitude à 1 bit telle que définie par la norme ISO/IEC 14443. Le circuit de mise en forme 13 fournit un signal analogique RXA au circuit de traitement 11 obtenu à partir du signal capté par l'antenne 9. Le signal analogique RXA est démodulé par le circuit de traitement 11 pour la détermination d'un signal binaire RX.
Durant une phase de transmission d'un signal de la carte 1 vers le terminal 3, appelée phase de réponse par la suite, le circuit de traitement 11 peut faire varier le courant qu'il consomme. Les variations de courant dans l'antenne 9 se traduisent par des variations de l'onde porteuse qui sont alors détectées par le terminal 3.
La carte 1 doit détecter la fin d'une phase d'interrogation afin de débuter une phase de réponse. Selon un mode de réalisation, durant chaque phase d'interrogation, le champ électromagnétique émis par le terminal 3 présente des "pauses", chaque pause correspond à un intervalle pendant lequel le champ électromagnétique a une amplitude minimale, par exemple sensiblement nulle.
La représente une courbe d'évolution de l'enveloppe normalisée E du champ électromagnétique émis par le terminal 3 juste avant une pause, au cours de la pause, et juste après la pause. La pause débute à un instant t1 par une diminution de l'amplitude de l'enveloppe E depuis un niveau haut jusqu'à atteindre, à un instant t2, un niveau bas, par exemple sensiblement nul. Le niveau bas est maintenu de l'instant t2 à un instant t3, à partir duquel l'amplitude de l'enveloppe E augmente jusqu'à atteindre, à l'instant t4, le niveau haut, des oscillations temporaires autour du niveau haut pouvant être observées.
La carte 1 détecte le début de la remontée de l'amplitude de l'enveloppe E à l'instant t3. On appelle FDT (sigle anglais pour Frame Delay Time) la durée entre l'instant t3 et le début de la phase de réponse suivante. Les normes de télécommunications entre un terminal 3 et une carte 1 peuvent imposer des contraintes sur la durée FDT que la carte 1 doit respecter sinon le terminal 3 interrompt la communication si une phase de réponse n'a pas débuté. Ceci peut être le cas notamment pour une application bancaire, en particulier lorsqu'un protocole de communication selon la norme ISO/IEC 14443 de type A est mise en oeuvre, par exemple à un débit de 106 kbits/s, avec une phase d'anticollision basée sur une réponse de la carte dans des délais fixés.
Ceci impose donc que l'instant t3 soit détecté correctement par la carte 1 pour que la phase de réponse suivante débute au bon instant. La détermination de l'instant t3 est réalisée par le circuit de traitement 11 à partir du signal RXA fourni par le circuit de mise en forme 13. Si le signal capté par l'antenne 9 reproduisait parfaitement le champ électromagnétique émis par le terminal 3, le circuit de mise en forme 13 pourrait fournir le signal RXA reproduisant l'enveloppe E. Toutefois, le signal capté par l'antenne 9 peut présenter des perturbations qu'il est nécessaire de filtrer de sorte que, en pratique, le signal RXA peut ne pas reproduire parfaitement l'évolution de l'enveloppe E.
La représente, du haut vers le bas, un chronogramme de la partie supérieure de l'enveloppe E du champ électromagnétique émis par l'antenne 5 du terminal 3, en traits pleins un chronogramme de la partie supérieure de l'enveloppe E' du signal capté par l'antenne 9 de la carte 1, en traits pointillés un chronogramme du signal RXA fourni par le circuit de mise en forme 13, et un chronogramme du signal RX fourni par le circuit de traitement 11 après démodulation du signal RXA.
L'enveloppe E' du champ électromagnétique du signal capté par l'antenne 9 peut présenter des fluctuations (en anglais wobbling) durant la pause. Il est nécessaire de filtrer ces fluctuations afin qu'elles n'apparaissent pas sur le signal RXA et que le circuit de traitement 11 ne fournisse pas le signal binaire RX à une valeur incorrecte. Ce filtrage se traduit par un signal RXA dont la remontée à la fin de la pause peut être retardée par rapport à la remontée des enveloppes E et E'. Comme la détection de la fin de la pause est réalisée à partir du signal RXA, l'instant t3' détecté de remontée du signal RXA peut être postérieur à l'instant t3 de remontée de l'enveloppe E'.
Selon un mode de réalisation, il est appliqué à l'antenne 9 une impédance, de préférence uniquement résistive pendant chaque pause du champ électromagnétique. De préférence, la valeur de l'impédance, de préférence purement résistive, est suffisamment basse pour supprimer les fluctuations de l'enveloppe E' du signal capté par l'antenne 9. De préférence, la valeur de l'impédance résistive est suffisamment élevée pour que le signal capté par l'antenne 9 ait une dynamique importante, notamment lorsque le champ magnétique augmente à nouveau à la fin de la pause.
La est une figure analogue à la et représente un mode de réalisation d'une carte sans contact télé-alimentée 20 disposée au voisinage du terminal 3.
La carte 20 comprend l'ensemble des éléments de la carte 1 de la à la différence qu'elle comprend en outre un circuit 30 de modification de l'impédance vue par l'antenne 9. Selon un mode de réalisation, le circuit de modification d'impédance 30 reçoit le signal RX. Selon un mode de réalisation, en dehors des pauses, le circuit de modification d'impédance 30 est désactivé.
La représente, du haut vers le bas, un chronogramme de la partie supérieure de l'enveloppe E du champ électromagnétique émis par l'antenne 5 du terminal 3, un chronogramme d'un signal d’activation S5, décrit plus en détail par la suite, de l'impédance résistive fournie à l'antenne 9 par le circuit 30 de modification d'impédance, un chronogramme de la partie supérieure de l'enveloppe E' du signal capté par l'antenne 9 de la carte 20, et un chronogramme du signal RX fourni par le démodulateur 11 pour un mode de réalisation du circuit 30 de modification de l'impédance vue par l'antenne 9.
Le chronogramme de l'enveloppe E du champ électromagnétique en est identique à celui représenté en . Le chronogramme de l'enveloppe E' du signal capté par l'antenne 9 de la carte 20 ne présente pas de fluctuations. Le signal RXA peut alors correspondre sensiblement à l'enveloppe E'. De ce fait, la détermination de l'instant t3 peut être effectuée de façon correcte.
La est un schéma électrique d'une antenne 9, d’un mode de réalisation du circuit de mise en forme 13 et d'un mode de réalisation du circuit de modification d'impédance 30 de la carte 20 permettant l'obtention des chronogrammes illustrés en .
Selon un mode de réalisation, le circuit de mise en forme 13 comprend :
- un condensateur C1 couplé en parallèle aux bornes AC1 et AC0 de l'antenne 9 ;
- un pont redresseur 31, par exemple un pont à diodes, comprenant deux entrées couplées, de préférence connectées, respectivement aux bornes AC1 et AC0, une première sortie O1 fournissant un signal redressé VRECT et une deuxième sortie O2 reliée à une source d'un potentiel de référence bas Gnd, par exemple la masse de la carte 20 ;
- un condensateur C2 ayant une première armature reliée, de préférence connectée, à la première sortie O1 du pont redresseur 31 et une deuxième armature reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd ;
- un pont diviseur de tension 32 comprenant par exemple deux résistances R1 et R2 en série entre la première sortie S du pont redresseur 31 et la source du potentiel de référence bas Gnd ;
- un transistor à effet de champ à grille isolée T1, également appelé transistor MOS (sigle anglais pour Metal Oxide Semiconductor), par exemple à canal N, dont le drain est relié, de préférence connecté, à la première sortie O1 du pont redresseur 31 et dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd ; et
- un amplificateur de différence 33 comprenant une première entrée (+) reliée, de préférence connectée, à un noeud N entre les résistances R1 et R2, une deuxième entrée (-) recevant une tension de référence VREF, et une sortie reliée, de préférence connectée, à la grille du transistor T1.
L'ensemble comprenant le pont diviseur de tension 32, l'amplificateur 33, et le transistor MOS T1 forme un circuit 34 de commande de l'impédance vue par l'antenne 9. Un tel circuit 34 de commande de l'impédance vue par l'antenne 9 ayant la structure représentée en correspond à un circuit de commande d'impédance d'antenne rapide (en anglais fast antenna impedance manager) placé après le pont redresseur 31. Toutefois, le circuit 34 de commande de l'impédance vue par l'antenne 9 peut avoir une structure différente de celle représentée en . Il pourrait s'agir d'un circuit de commande d'impédance d'antenne rapide placé avant le pont redresseur 31.
Selon un mode de réalisation, le circuit de modification d'impédance 30 comprend :
- un transistor MOS T2, par exemple à canal N, dont la grille est reliée, de préférence connectée, à la grille du transistor T1, dont la source est reliée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd, et dont le drain reçoit un courant I_sense ;
- un convertisseur analogique/numérique 35 (ADC), cadencé par un signal d'horloge RF_CLOCK comprenant une entrée reliée, de préférence connectée, au drain du transistor T2 et N sorties fournissant chacune un premier signal binaires B1i, i étant un nombre entier variant de 1 à N, les premiers signaux binaires B1iformant un signal numérique S1 à N bits, N étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, par exemple variant de 1 à 20, et égal à 3 à titre d'exemple en figue 6 ;
- N premières bascules 36 (D), de préférence de type D, chaque ièmebascule 36, i variant de 1 à N, étant cadencée par un signal d'horloge RF_CLOCK/8, dont la fréquence est égale à un sous-multiple, par exemple égale au huitième, de la fréquence du signal d'horloge RF_CLOCK, recevant le premier signal binaire B1i, et fournissant un deuxième signal binaire B2ien sortie, les deuxièmes signaux binaires B2iformant un deuxième signal numérique S2 ;
- N deuxièmes bascules 37 (D), de préférence de type D, chaque ièmebascule 37, i variant de 1 à N, étant cadencée par le signal d'horloge RF_CLOCK/8, recevant le deuxième signal binaire B2i, et fournissant un troisième signal binaire B3ien sortie, les troisièmes signaux binaires B3iformant un troisième signal numérique S3 ;
- N troisièmes bascules 38 (D), de préférence de type D, chaque ièmebascule 38, i variant de 1 à N, étant cadencée par un signal RXb, recevant le troisième signal binaire B3i, et fournissant un quatrième signal binaire B4ien sortie, les quatrièmes signaux binaires B4iformant un quatrième signal numérique S4 ;
- un inverseur INV1 dont l'entrée reçoit le signal RX et dont la sortie fournit le signal RXb ;
- N portes logiques 39 (AND) réalisant chacune la fonction logique ET, chaque ièmeporte logique 39, i variant de 1 à N, comprenant une première entrée recevant le quatrième signal binaire B4iet une deuxième entrée recevant le signal RXb, et fournissant un cinquième signal binaire B5ien sortie, les cinquièmes signaux binaires B5iformant un cinquième signal numérique S5 ; et
- un convertisseur numérique/analogique (Resistive DAC) 40 à réseau de résistances recevant le cinquième signal numérique S5 et comprenant deux bornes de sortie reliées, de préférence connectées, respectivement aux bornes AC0 et AC1 de l'antenne 9 dans le mode de réalisation illustré en .
Selon un mode de réalisation, le convertisseur numérique/analogique 40 à réseau de résistances est un convertisseur à réseau unaire, un convertisseur à réseau binaire, un réseau R-2R. En particulier, le convertisseur numérique/analogique 40 fournit une valeur de résistance très grande, de préférence une valeur de résistance infinie correspondant à un circuit ouvert, lorsque le signal numérique reçu en entrée est à "0".
Les figures 7 et 8 représentent des modes de réalisation du convertisseur numérique/analogique 40 du type à réseau de résistances. Chacun de ces convertisseurs numérique/analogique 40 comprend des résistances et des interrupteurs SW, chaque interrupteur SW étant commandé par l'un des signaux binaires B5i, i variant de 1 à N. Chacun de ces convertisseurs numérique/analogique 40 comprend en outre deux bornes de sorties OUT1 et OUT2 entre lesquelles est appliquée la valeur VRES de résistance fournie par le convertisseur 40. Selon un mode de réalisation, comme cela est représenté en , la borne OUT1 peut être couplée, de préférence connectée, à la borne AC1 de l'antenne 9 et la borne OUT2 peut être couplée, de préférence connectée, à la borne AC0 de l'antenne 9. Selon un autre mode de réalisation, le circuit de modification d'impédance 30 peut comprendre des premier et deuxième convertisseurs numérique/analogique 40 recevant chacun le signal numérique S5, le premier convertisseur numérique/analogique 40 appliquant la valeur VRES de résistance entre la borne AC1 de l'antenne 9 et la source du potentiel de référence bas Gnd et le deuxième convertisseur numérique/analogique 40 appliquant la valeur VRES de résistance entre la borne AC2 de l'antenne 9 et la source du potentiel de référence bas Gnd.
En , le convertisseur numérique/analogique 40 est du type à réseau binaire. Ceci signifie qu'il utilise des résistances de différentes valeurs 1R, 2R, 4R, la valeur de chaque résistance correspondant au poids binaire de chaque signal binaire B5i. En , le convertisseur numérique/analogique 40 est du type à réseau en échelle. Ceci signifie que le réseau de résistances forme une échelle avec un faible nombre de valeurs élémentaires de résistance. En particulier, le réseau peut être du type R-2R avec deux valeur élémentaires de résistances R et 2R.
Le fonctionnement du circuit 13 de mise en forme représenté en est le suivant. La tension aux bornes de l'antenne 9 est redressée par le pont redresseur 31 et filtrée par le condensateur C2 et les résistances R1 et R2. L'amplificateur 33 fournit au transistor T1 une tension de grille proportionnelle à la différence entre la tension VN au noeud N, proportionnelle à la tension VRECT, et la tension de référence VREF. Le transistor T1 est donc plus ou moins passant selon la différence entre la tension VN au noeud N, et la tension de référence VREF.
Le fonctionnement du circuit de modification d'impédance 30 représenté en est le suivant. Le rapport K entre les largeurs des transistors T1 et T2 est inférieur à l'unité, par exemple égal à 1/100. Les transistors T1 et T2 étant commandés à leur grille par le même signal, le courant I_sense circulant dans le transistor T2 est proportionnel au courant circulant dans le transistor T1. Le convertisseur analogique/numérique 35 fournit le signal numérique S1 correspondant à la conversion numérique de l'intensité du courant I_sense.
La ièmebascule 36, i variant de 1 à N, recopie à sa sortie le signal binaire B1ireçu en entrée à chaque front montant du signal RF_CLOCK/8. Les deuxièmes signaux binaires B2iforment donc un deuxième signal numérique S2 qui correspond à un échantillonnage du premier signal numérique S1 à une fréquence égale au huitième de la fréquence du signal RF_CLOCK. Chaque ièmebascule 37 recopie à sa sortie le signal binaire B2ireçu en entrée à chaque front montant du signal RF_CLOCK/8. Les troisièmes signaux binaires B3iforment donc un troisième signal numérique S3 qui correspond au deuxième signal numérique S2 au retard prés dû au fonctionnement des deuxièmes bascules 37. Chaque ièmebascule 38 recopie à sa sortie le signal binaire B3ireçu en entrée à chaque front montant du signal RXb. Les quatrièmes signaux binaires B4iforment donc un quatrième signal numérique S4 qui correspond à un échantillonnage du troisième signal numérique S3 au front montant du signal RXb, c’est-à-dire au front descendant du signal RX. Chaque ièmeporte logique ET 39 fournit en sortie le signal binaire B5iqui est égal au signal binaire B4ireçu en entrée lorsque le signal RXb est à "1" (c'est-à-dire lorsque le signal RX est à "0"), et qui est égal à "0" lorsque le signal RXb est à "0" (c'est-à-dire lorsque le signal RX est à "1"). Les cinquièmes signaux binaires B5iforment donc un cinquième signal numérique S5 qui correspond au quatrième signal numérique S4 lorsque le signal RXb est à "1" (c'est-à-dire lorsque le signal RX est à "0"), et qui est égal à "0" lorsque le signal RXb est à "0" (c'est-à-dire lorsque le signal RX est à "1"). Le convertisseur numérique/analogique 40 fournit une résistance dont la valeur correspond à la conversion analogique du signal numérique S5.
Avant le début d'une pause, l'enveloppe E du champ électromagnétique reçu par l'antenne 9 est maximale de sorte que le signal RX fourni par le circuit de traitement 11 est à "1" et le signal RXb est à "0". Le signal numérique S5 est donc à "0". Le convertisseur numérique/analogique 40 fournit en sortie la valeur de résistance correspondant à une entrée égale à "0", de préférence une valeur de résistance très grande, de préférence une valeur de résistance infinie correspondant à un circuit ouvert, lorsque le signal numérique reçu en entrée est à "0". Lorsque débute une pause du champ électromagnétique, le signal RX passe à "0" et le signal RXb passe à "1". Le signal numérique S5 devient différent de "0" et correspond alors à la valeur prise par le signal numérique S1. Ce signal numérique S5 est transmis au convertisseur numérique/analogique 40 qui fournit en sortie une valeur VRES de résistance correspondant à la conversion numérique/analogique du signal numérique S5. La valeur de résistance VRES fournie par le circuit de modification d'impédance 30 pendant la pause dépend donc de la valeur du champ électromagnétique peu avant le début de la pause. A la fin de la pause, l'amplitude de l'enveloppe E du champ électromagnétique reçu par l'antenne 9 augmente. Le signal RX passe à "1" et le signal RXb passe à "0" de sorte que le signal numérique S5 passe à nouveau à "0". Selon un mode de réalisation, en dehors des pauses, le circuit de modification d'impédance 30 est désactivé et le convertisseur numérique/analogique 40 fournit en sortie la valeur de résistance correspondant à une entrée égale à "0", de préférence une valeur de résistance très grande, de préférence une valeur de résistance infinie correspondant à un circuit ouvert, quelle que soit la valeur réelle reçue en entrée.
Des premières simulations ont été réalisées. Pour les premières simulations, le circuit de traitement 11 et le circuit de modification d'impédance 30 ont les structures représentées en .
La représente, du haut vers le bas, en fonction du temps au cours d'une pause :
- une courbe d'évolution de l'enveloppe E du champ électromagnétique émis par le terminal 3 ;
- une courbe d'évolution du signal B capté par l'antenne 9, une courbe d'évolution du signal RXA, et une courbe d'évolution du signal binaire RX, en l'absence du circuit de modification d'impédance 30 ;
- une courbe d'évolution du signal B' capté par l'antenne 9, une courbe d'évolution du signal RXA', et une courbe d'évolution du signal binaire RX', en présence du circuit de modification d'impédance 30 ; et
- une courbe d'évolution du signal numérique S5 après conversion numérique/analogique.
Comme cela apparaît sur la , la courbe d'évolution du signal B capté par l'antenne 9 en l'absence du circuit de modification d'impédance 30 présente des fluctuations au cours de la pause alors qu'aucune fluctuation n'est observée sur la courbe B' en présence du circuit de modification d'impédance 30.
Dans le mode de réalisation décrit précédemment, la durée pendant laquelle le circuit 30 de modification de l'impédance vue par l'antenne 9 présente à l'antenne 9 une valeur VRES de résistance au cours d'une pause correspond à la durée pendant laquelle le signal RX est à "0". Selon un autre mode de réalisation du circuit de modification d'impédance 30, la durée pendant laquelle le circuit 30 de modification de l'impédance vue par l'antenne 9 présente à l'antenne 9 une valeur de résistance VRES au cours d'une pause correspond à une durée prédéterminée.
La représente des chronogrammes analogues à la pour un mode de réalisation du circuit 30 de modification de l'impédance vue par l'antenne 9 dans lequel la durée pendant laquelle le circuit 30 de modification de l'impédance vue par l'antenne 9 présente à l'antenne 9 une valeur de résistance VRES au cours d'une pause correspond à une durée prédéterminée.
Le chronogrammes de l'enveloppe E du champ électromagnétique émis par le terminal 3 est identique à celui représenté en . L'enveloppe E' du champ électromagnétique reçu par l'antenne 9 de la carte 20 ne présente pas de fluctuations. Le signal RXA peut alors correspondre sensiblement à l'enveloppe E'.
La présentation par le circuit 30 de la valeur d'impédance VRES à l'antenne 9 peut être effectuée à l'instant tA de la même façon que cela a été décrit précédemment en relation avec la . La fin de la présentation par le circuit 30 de la valeur d'impédance VRES à l'antenne 9 peut être effectuée après l'écoulement d'une durée ΔT1 après l'instant tA.
La est un schéma électrique d'un mode de réalisation du circuit de mise en forme 13 et du circuit de modification d'impédance 30 de la carte 20 permettant l'obtention des chronogrammes illustrés en . Les circuits 13 et 30 de la carte 20 ont la même structure que celle représentée sur la à la différence que l'inverseur INV1 n'est pas présent et que les troisièmes bascules 38 et les portes logiques 38 reçoivent un signal binaire load_ctrl fourni par un circuit 50. Le signal load_ctrl présente un front montant simultanément au front descendant du signal RX au début de la pause, et présente un front descendant qui suit le front montant après l'écoulement de la durée ΔT1.
La représente un mode de réalisation du circuit 50 de fourniture du signal binaire load_ctrl. Le circuit 50 comprend :
- une source 51 de courant dont une première borne est couplée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd ;
- un miroir de courant 52 comprenant un transistor MOS T3, par exemple à canal P, dont la source est couplée, de préférence connectée, à une source d'un potentiel de référence haut VDD, dont le drain est couplé, de préférence connecté, à une deuxième borne de la source de courant 51, et dont la grille est connectée au drain, et un transistor MOS T4, par exemple à canal P, dont la source est couplée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence haut VDD, et dont la grille est connectée à la grille du transistor T3 .
- un inverseur INV2 recevant en entrée le signal RX, comprenant par exemple un transistor MOS T5, par exemple à canal P, dont la source est couplée, de préférence connectée, au drain du transistor T4, dont le drain est couplé, de préférence connecté, à la sortie de l'inverseur INV2, et dont la grille est couplée, de préférence connectée, à l'entrée de l'inverseur INV2, et un transistor MOS T6, par exemple à canal N, dont la source est couplée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd, dont le drain est couplé, de préférence connecté, à la sortie de l'inverseur INV2, et dont la grille est couplée, de préférence connectée, à l'entrée de l'inverseur INV2 ;
- un condensateur C3 dont une première armature est couplée, de préférence connectée, à la sortie de l'inverseur INV2, et dont une deuxième armature est couplée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd, la tension aux bornes du condensateur C3 étant appelée VC3 ;
- un inverseur INV3 dont l'entrée est couplée, de préférence connectée, à la première armature du condensateur C3, comprenant par exemple un transistor MOS T7, par exemple à canal P, dont la source est couplée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence haut VDD, dont le drain est couplé, de préférence connecté, à la sortie de l'inverseur INV3, et dont la grille est couplée, de préférence connectée, à l'entrée de l'inverseur INV2, et un transistor MOS T8, par exemple à canal N, dont la source est couplée, de préférence connectée, à la source du potentiel de référence bas Gnd, dont le drain est couplé, de préférence connecté, à la sortie de l'inverseur INV3, et dont la grille est couplée, de préférence connectée, à l'entrée de l'inverseur INV2, la tension entre la sortie de l'inverseur INV3 et le potentiel de référence bas Gnd étant appelée VSINV3 ;
- un inverseur INV4 dont l'entrée reçoit le signal RX ; et
- une porte logique ET 53 dont une première entrée reçoit la sortie de l'inverseur INV4, dont une deuxième entrée reçoit la sortie de l'inverseur INV3, et fournissant en sortie le signal load_ctrl.
Le fonctionnement du circuit 50 est le suivant. Avant la pause, le signal RX est à "1". La première entrée de la porte logique ET 53 est donc à "0" et le signal load_ctrl est à "0". De plus, la tension aux bornes du condensateur C3 étant sensiblement nulle, le condensateur C3 est déchargé et le signal de sortie de l'inverseur INV3 (et donc la deuxième entrée de la porte logique ET 53) est à "1". Au début de la pause, le signal RX passe à "0". La première entrée de la porte logique ET 53 passe donc à "1". Le condensateur C3 étant déchargé, le signal de sortie de l'inverseur INV3 (et donc la deuxième entrée de la porte logique ET 53) reste à "1". Le signal load_ctrl passe donc "1". Le condensateur C3 se charge de sorte que la tension à ses bornes augmente. Lorsque la tension aux bornes du condensateur C3 est suffisamment élevée après la durée ΔT1, la sortie de l'inverseur INV 3 (et donc la deuxième entrée de la porte logique ET 53) passe à "0". Le signal load_ctrl passe donc "0" à l'achèvement de la durée ΔT1. Lorsque le signal RX repasse à "1", le condensateur C3 est déchargé.
Des deuxièmes simulations ont été réalisées. Pour les deuxièmes simulations, le circuit 50 a la structure représentée en .
La représente, du haut vers le bas, en fonction du temps au cours d'une pause :
- une courbe d'évolution du signal RX ;
- une courbe d'évolution de la tension aux bornes du condensateur C3 ;
- une courbe d'évolution de la tension VISIN3 ; et
- une courbe d'évolution du signal load_ctrl.
Comme cela apparaît sur la , la durée ΔT1 à l'état "1" du signal load_ctrl dépend notamment de la durée de charge du condensateur C3 et peut donc être prédéterminée.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L’homme de l’art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à l’homme de l’art.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l’homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims (11)

  1. Dispositif électronique destiné à être connecté à une antenne (9) fournissant un premier signal analogique (B’) de capture d'un champ électromagnétique modulé en amplitude et présentant des pauses à un niveau minimum, comprenant un premier circuit (13) de fourniture d'un deuxième signal analogique (RXA) par redressement et filtrage du premier signal analogique, un deuxième circuit (11) de fourniture d'un premier signal binaire (RX) à partir de la démodulation du deuxième signal analogique, et un troisième circuit (30) de couplage de l'antenne à une résistance pendant chaque pause, la valeur de résistance de ladite résistance dépendant de l'amplitude maximale du champ électromagnétique précédant la pause.
  2. Dispositif électronique selon la revendication 1, dans lequel le troisième circuit (30) est configuré pour coupler l'antenne (9) à ladite résistance à ladite valeur de résistance lorsque le premier signal binaire (RX) passe d'un premier état à un deuxième état.
  3. Dispositif électronique selon la revendication 2, dans lequel le troisième circuit (30) est configuré pour interrompre le couplage de l'antenne (9) à ladite résistance à ladite valeur de résistance lorsque le premier signal binaire (RX) passe du deuxième état au premier état.
  4. Dispositif électronique selon la revendication 2, dans lequel le troisième circuit (30) est configuré pour interrompre le couplage de l'antenne (9) à ladite résistance à ladite valeur de résistance à l'achèvement d'une durée constante (ΔT1).
  5. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le troisième circuit (30) comprend :
    - un convertisseur analogique/numérique (35) configuré pour convertir un troisième signal analogique (I_sense), représentatif du deuxième signal analogique (RXA), en un premier signal numérique (S1) ;
    - un quatrième circuit (36, 37) de fourniture d'un deuxième signal numérique (S4) égal au premier signal numérique avec un retard ;
    - un cinquième circuit (38, 39) de fourniture d'un troisième signal numérique (S5) configuré pour fournir le troisième signal numérique à une valeur numérique constante lorsque le premier signal binaire (RX) est à un premier état et configuré pour fournir le troisième signal numérique égal au deuxième signal lorsque le premier signal binaire passe du premier état à un deuxième état ; et
    - un convertisseur numérique/analogique (40) à réseau de résistances configuré pour convertir le troisième signal numérique en ladite valeur de résistance.
  6. Dispositif électronique selon la revendication 5, dans lequel le convertisseur analogique/numérique (35) est cadencé par un premier signal d'horloge (RF_CLOCK) et dans lequel le quatrième circuit (36, 37) comprend des premières bascules cadencées par un deuxième signal d'horloge (RF_CLOCK/8) dont la fréquence est un sous-multiple de la fréquence du premier signal d'horloge.
  7. Dispositif électronique selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le cinquième circuit (38, 39) comprend des deuxièmes bascules (38) cadencées par l'inverse d'un deuxième signal binaire (RXb ; load_ctrl) et recevant le deuxième signal numérique (S3) et des portes logiques de type ET (39) fournissant chacune l'un des bits du troisième signal numérique (S5) et recevant chacune le deuxième signal binaire à une première entrée et la sortie de l'une des deuxièmes bascules à une deuxième entrée.
  8. Dispositif électronique selon la revendication 7, dans lequel le deuxième signal binaire est égal au premier signal binaire (RX).
  9. Dispositif électronique selon la revendication 7, dans lequel chaque front montant du deuxième signal binaire (load_ctrl) est simultané avec le front descendant du premier signal binaire (RX) et chaque front descendant du deuxième signal binaire (load_ctrl) suit le front montant du deuxième signal binaire (load_ctrl) qui le précède d'une durée constante (ΔT1).
  10. Carte à lecture sans contact comprenant une antenne (9) et un dispositif électronique selon l'une quelconque des revendication 1 à 6.
  11. Procédé de traitement d'un premier signal analogique (B’) de capture d'un champ électromagnétique modulé en amplitude et présentant des pauses à un niveau minimum fourni par une antenne (9), comprenant la fourniture, par un premier circuit (13), d'un deuxième signal analogique (RXA) par redressement et filtrage du premier signal analogique, la fourniture, par un deuxième circuit (11), d'un premier signal binaire (RX) à partir de la démodulation du deuxième signal analogique, et le couplage, par un troisième circuit (30), de l'antenne à une résistance pendant chaque pause, la valeur de résistance de ladite résistance dépendant de l'amplitude maximale du champ électromagnétique précédant la pause.
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