Система для обмена данными путем бесконтактной связи между терминалом и дистанционно запитываемыми портативными объектами.

1 Изобретение относится к устройству бесконтактной связи между портативным объектом и терминалом. Бесконтактный обмен данными хорошо известен. Использование этого способа включает управляемый доступ, электронную оплату(типа электронного кошелька) и дистанционную оплату, например, в общественном транспорте. В последнем случае каждый пользователь снабжен портативным объектом типа бесконтактной карточки или бесконтактного личного жетона, способного обмениваться информацией с неподвижным (или, возможно, подвижным) терминалом путем поднесения личного жетона близко к терминалу с тем, чтобы обеспечить взаимодействие без использования металлического соединения между ними. Точнее, взаимодействие достигается путем изменения магнитного поля, создаваемого индукционной катушкой (известен как индукционный способ). Для этого терминал включает индуктивную схему, возбуждаемую переменным сигналом, который создает переменное магнитное поле в окружающем пространстве. Находясь в этом пространстве, портативный объект обнаруживает поле и реагирует посредством модуляции нагрузки, составляемой портативным объектом, взаимодействующим с терминалом. Это изменение обнаруживается терминалом, устанавливающим таким образом искомую двухстороннюю связь. Изобретение относится к портативному объекту, который является дистанционно запитываемым портативным объектом, т.е. получает свое питание от магнитной энергии, излучаемой терминалом, точнее, изобретение относится к случаю, когда удаленная энергия поглощается портативным объектом с помощью той же катушки, которая используется для выполнения функции связи. Изобретение также рассматривает вариант,когда информация передается от терминала к портативному объекту посредством амплитудной модуляции. В этом случае портативный объект включает в себя средство для демодуляции амплитуды сигнала, считанного катушкой. В патенте US-A-4650981 описана система бесконтактной связи, при которой портативный объект размещен в воздушном зазоре магнитной цепи терминала, при этом взаимодействие достигается, когда пользователь вставляет портативный объект в предназначенную для считывания прорезь терминала. Таким образом, катушка портативного объекта помещается в магнитную цепь терминала, обеспечивая тем самым искомое взаимодействие, при этом информация передается в обоих направлениях между терминалом и портативным объектом, а портативный объект дистанционно запитывается от магнитной энергии, вырабатываемой терминалом. Для этого портативный объект включает единствен 001127 2 ную катушку, которая считывает магнитное поле из терминала и которая связана со средством преобразования (для выпрямления и фильтрации), чтобы обеспечить получение напряжения питания постоянного тока, а также со средством амплитудной демодуляции, работающим ниже по цепи от средства преобразования, чтобы выделить информационную составляющую из сигнала, излучаемого терминалом. В основу настоящего изобретения поставлена задача разработки устройства для бесконтактного обмена данными вышеупомянутого типа, которое взаимодействует с магнитным полем, излучаемым в свободное пространство,т.е. когда портативный объект просто присутствует в заданном месте вокруг катушки терминала, ориентирован произвольным образом и находится на некотором расстоянии от катушки,которое может изменяться: цель - обеспечить установление бесконтактной связи с терминалами "неручного" типа (т.е. при пропускании через контролирующий логический элемент) или с терминалами, при наличии которых пользователя просят просто вставить личный жетон в предназначенную для считывания зону малого размера или поместить личный жетон напротив такой зоны, но при любой ориентации и с определенной величиной геометрического зазора между терминалом и портативным объектом. При этом дистанционное запитывание обуславливает недостаток, заключающийся в наличии зависимости от величины окружающего магнитного поля, которая может изменяться весьма значительно из-за большей или меньшей близости портативного объекта к терминалу. Такие очень большие изменения величины магнитного поля сразу после выпрямления и фильтрации вызывают очень большие изменения в напряжении питания для портативного объекта, которые следует исключить посредством соответствующего каскада стабилизации. Другой недостаток дистанционного запитывания заключается в возможном наличии помех между изменениями напряжения питания(из-за изменений среднего уровня магнитного поля в зависимости от расстояния между объектом и терминалом или из-за неустойчивых изменений величины потребляемого тока) и в модуляции магнитного поля, когда модуляция является амплитудной модуляцией. Таким образом, помехи или незначительные изменения могут быть неверно интерпретированы как модуляция сигнала с последующим внесением погрешностей при передаче. В отличие от этого, когда объект передает сигналы в терминал, модуляция путем изменения нагрузки настроенного контура вносит принудительное изменение в величину тока, потребляемого портативным объектом, и это отражается на общей подаче питания к схемам объекта и сопряжено с опасностью недостаточ 3 ного запитывания объекта на некоторых стадиях модуляции. Как указано выше, дистанционное запитывание портативного объекта с помощью магнитного поля не свободно от недостатков (эти аспекты поясняются в подробном описании), и к настоящему времени это ограничило использование этого устройства, несмотря на его достоинства, или свело его к очень специфичным приложениям, например, когда расстояние между терминалом и объектом мало и постоянно,как в случае, рассмотренном в вышеупомянутом патенте US-A-4650981. Задача изобретения заключается в том,чтобы свести к минимуму различные недостатки в системе бесконтактной связи между терминалом и дистанционно запитываемым объектом,позволяющей совершенно безопасно запитывать электронные схемы объекта без какого-либо риска появления помех и с минимальным управлением энергией, получаемой от терминала и поглощаемой портативным объектом. Другая задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить возможность связи синхронного типа, т.е. связи, при которой работа карточки синхронизируется с помощью синхросигнала, определяемого терминалом. Это широко применяется с карточками, которые имеют контакты (стандарт ИСО 7816-3 специально оговаривает ряд контактов для передачи синхросигнала в случае синхронной связи), однако,несмотря на его очевидные преимущества, мало применяется в бесконтактных системах из-за трудностей, сопутствующих передаче информации синхросигнала от терминала к портативному объекту. Система, соответствующая изобретению,является системой типа, раскрытого в патентеUS-A-4650981, т.е. она является системой, в которой терминал содержит катушку, пригодную для излучения магнитного поля, средство для передачи данных, взаимодействующее с катушкой и содержащее средство формирования переменного сигнала и средство амплитудной модуляции, и средство для приема данных,взаимодействующее с катушкой. Портативный объект включает электрическую схему, которая дистанционно запитывается терминалом, и содержит катушку для считывания модулированного магнитного поля, исходящего от терминала, или для выработки отклика с помощью модулированного возмущения магнитного поля,средство преобразования, взаимодействующее с катушкой портативного объекта, для преобразования считанного таким образом магнитного поля в напряжение постоянного тока для запитывания схемы объекта, причем указанные средства содержат каскад выпрямления и каскад фильтрации, и средство для передачи данных и средство для приема данных, также взаимодействующее с катушкой портативного объекта,причем средство для приема данных включает 4 средство для демодуляции амплитуды сигнала,считанного катушкой, при этом средство амплитудной демодуляции срабатывает по сигналу, выдаваемому на выходе из каскадов выпрямления и фильтрации. Система отличается тем, что каждая из указанных катушек образует часть настроенного резонансного контура, излучающего поле в пустое пространство, а амплитудная модуляция магнитного поля, излученного терминалом, является модуляцией малой глубины с коэффициентом модуляции, который, как правило, меньше или равен 50%. Изобретение также относится к портативному объекту и к терминалу вышеуказанной системы, рассматриваемым как объекты с независимыми характеристиками. В соответствии с различными предпочтительными второстепенными характеристиками изобретения- коэффициент модуляции меньше 20%,- средство амплитудной модуляции является средством с изменяемым порогом, сравнивающим мгновенное значение сигнала, поданного на их вход, со средним значением того же сигнала,- средство амплитудной демодуляции является средством, чувствительным к скорости, с которой увеличивается мгновенное значение приложенного сигнала,- средство преобразования дополнительно содержит ниже по цепи от каскадов выпрямления и фильтрации каскад стабилизации, включающий шунтовой стабилизирующий элемент,установленный параллельно с запитываемой схемой между ее выводами питания и связанный с резистивным компонентом, подсоединенным последовательно в шине питания схемы,причем шунтовой стабилизирующий элемент отводит изменяющуюся часть тока питания для схемы так, что резистивный элемент и шунтовой стабилизирующий элемент рассеивают любую избыточную энергию, которая не требуется для работы схемы, и стабилизируют напряжение питания на выводах схемы, ограничивая размах напряжения на выводах настроенного элемента,расположенного выше по цепи, и предотвращая влияние изменений потребления тока выше по цепи на амплитуду демодулируемого сигнала,- портативный объект содержит средство для избирательного и временного запрета работы шунтового стабилизатора, и в этом случае предпочтительно предусмотрено средство для обнаружения типа связи - бесконтактной или через контакты, при этом избирательный и временный запрет работы шунтового стабилизатора осуществляется в ответ на обнаружение связи того типа, которая проходит через контакты,- вся электронная схема, за исключением катушки настроенного элемента, выполнена по технологии монолитных интегральных схем, и- средство для передачи данных является средством, которое работает путем модуляции потребления тока ниже по цепи от настроенного контура, а схема способна работать в двух режимах энергопотребления - с номинальным энергопотреблением и с низким энергопотреблением, причем предусмотрено средство для перевода схемы в режим низкого энергопотребления до того, как средство для передачи данных начинает осуществлять указанную модуляцию. Далее следует подробное описание конкретного варианта осуществления изобретения,приведенное со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые позиции обозначают идентичные или функционально аналогичные элементы. Фиг. 1 изображает блок-схему системы,соответствующей изобретению в его наиболее общем виде, содержащей терминал и портативный объект в поле терминала; фиг. 2 изображает конкретный вариант осуществления портативного объекта, показанного на фиг. 1; фиг. 3 более подробно изображает схему стабилизации, показанную на фиг. 2; фиг. 4 и 5 более подробно изображают два возможных варианта схемы демодуляции, показанной на фиг. 2; фиг. 6 изображает подробный чертеж схемы демодуляции, показанной на фиг. 5; фиг. 7 более подробно изображает схему выделения синхросигнала, показанную на фиг. 2; фиг. 8 изображает группу графиков сигналов, показывающих, как дистанционно запитывается портативный объект и как выделяется синхросигнал; фиг. 9 изображает группу графиков сигналов, поясняющих как информация передается от терминала к объекту; фиг. 10 изображает группу графиков сигналов, поясняющих как информация передается от объекта к терминалу; фиг. 11 изображает, как в двухрежимной карточке осуществляются различные операции переключения между ее двумя режимами работы: через контакты и бесконтактным. Конкретный вариант осуществления системы, соответствующей изобретению, описывается со ссылками на чертеж, показанный на фиг. 1. На этом чертеже позиция 100 обозначает терминал, который может быть связан с портативным объектом 200, находящимся в непосредственной близости от него. Терминал включает в себя передающую катушку 102, которая, будучи связанной с таким конденсатором, как 104, образует настроенный контур 106, предназначенный для формирования модулированного поля магнитной индукции. Частота, на которую настроен контур 106,может составлять, например, 13,56 МГц, но это 6 значение, естественно, не является ограничительным, на этом конкретном выборе останавливаются просто исходя из того факта, что он соответствует значению, предписанному европейскими стандартами функций связи и функций дистанционного запитывания. Кроме того,это относительно высокое значение дает возможность конструировать схемы, имеющие катушки, которые имеют мало витков и которые,следовательно, просты и дешевы в изготовлении. Настроенный контур 106 запитывается высокочастотным генератором 108 незатухающих волн и модулируется каскадом 110 смешения,возбуждаемым передаваемыми сигналами TXD,поступающими из цифровой схемы 112. Работа схемы 112 и, в частности, задание последовательности сигналов TXD синхронизируется схемой 114, выдающей синхросигнал CLK. Каскады приема, которые выделяют принятые данные RXD из сигнала, считанного между выводами катушки 102, содержат схему 116 высокочастотной демодуляции наряду со схемой 118 демодуляции поднесущей, когда описываемым ниже способом вынесено решение использовать модуляцию поднесущей в направлении портативный объекттерминал (этот способ, естественно, ни в коем случае не является ограничительным, модуляцию с тем же успехом можно осуществлять и в базовой полосе (групповая модуляция. Портативный объект 200 включает в себя катушку 202, взаимодействующую с электронной схемой 204, которая преимущественно реализована полностью по технологии изготовления монолитных интегральных схем, чтобы обеспечить объект малых размеров, обычно имеющий формат "кредитной карточки". Например, катушка 202 является печатной катушкой, а группа схем 204 выполнена в виде прикладной специальной печатной схемы (ПСПС). Катушка 202 взаимодействует с конденсатором 206 с образованием резонансного контура 208, настроенного на заданную частоту (например, 13,56 МГц), создавая возможность обмена данными в обоих направлениях так называемым"индукционным" способом, а также создавая возможность дистанционного запитывания объекта магнитным полем, считанным катушкой 202, т.е. той же катушкой, которая используется для обмена информацией. Переменное напряжение "а", считанное между выводами настроенного контура 208,прикладывается к каскаду 210 однополупериодного или двухполупериодного выпрямления, за которым следует каскад 212 фильтрации для подачи отфильтрованного выпрямленного напряжения b. Портативный объект также включает в себя каскад 214 цифровой обработки, как правило,выполненный на основе микропроцессора, опе 7 ративного запоминающего устройства (ОЗУ),постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и стираемого программируемого ПЗУ (СППЗУ),а также схем сопряжения. Ниже по цепи от каскадов 210 и 212 выпрямления и фильтрации параллельно подсоединены различные специальные каскады, содержащие:- Стабилизирующий напряжение каскад 216 стабилизации, выдающий на своем выходе напряжение "d" постоянного тока, которое выпрямляется, фильтруется и стабилизируется и которое подается, в частности, на положительный вывод VCC питания цифровой схемы 214,другим выводом питания которой является"земля" GND. Этот каскад 216 стабилизации может быть стабилизатором напряжения обычного типа или,в неограничительном варианте, специальной схемой, описываемой ниже со ссылками на фиг. 2 и 3.- Каскад 218 демодуляции, принимающий сигнал "b" в качестве своего входного сигнала и выдающий на своем выходе демодулированный сигнал "e", который подается на информационный вход RXD цифровой схемы 214. Этот демодулятор может, в частности,быть демодулятором, который обнаруживает изменения амплитуды, и/или иметь изменяемый порог, как более подробно поясняется ниже со ссылками на фиг. 4, 5 и 6.- Каскад 220 выделения синхросигнала,вход которого принимает сигнал "а", считанный с выводов настроенного контура 208, и выход которого выдает сигнал "с", подаваемый на синхровход CLK цифровой схемы 214. Каскад 220 выделения синхросигнала может быть расположен либо выше по цепи от каскадов 210 и 212 выпрямления и фильтрации,как показано, либо, в противном случае, ниже по цепи от указанных каскадов, т.е. он может срабатывать по сигналу "b" вместо сигнала "а"; все же, использовать сигнал "b" менее выгодно,поскольку тогда выделитель синхросигнала должен иметь более высокую чувствительность,чтобы компенсировать сглаживание сигнала,осуществленное каскадом фильтрации.- Каскад 222 модуляции, который работает обычным образом за счет "модуляции нагрузки"- технологического приема, заключающегося в том, что вызывают управляемое изменение тока,потребляемого настроенным контуром 208, который находится в окружающем магнитном поле, сформированном терминалом. Схема 222 модуляции содержит резистивный элемент 224 (отдельный резисторный компонент или в технологии монолитных схем компонент МОП-типа, не имеющий сетки и действующий как сопротивление), соединенный последовательно с переключающим элементом 226 (МОП-транзистор), управляемым сигналомf модуляции, присутствующем на выходе TXD 8 цифровой схемы 214. В одном варианте вместо размещения ниже по цепи от схем 210 и 212 выпрямления и фильтрации каскад 222 модуляции может быть с тем же успехом размещен выше по цепи от указанных схем, как показано позицией 222' на фиг. 1, т.е. он может быть подсоединен непосредственно к выводам резонансного контура 208. Таким образом, общая предложенная структура, в которой каскад 218 демодуляции расположен ниже по цепи от каскадов 210 и 212 выпрямления и фильтрации, обладает преимуществом пониженной чувствительности к мгновенным изменениям в сигнале. При наличии дистанционно запитываемого портативного объекта осуществление демодуляции по сигналу, который выпрямлен и отфильтрован, дает возможность уменьшить влияние мгновенных изменений в питании в течение периода колебаний. Эта особенность станет понятнее из приводимого ниже со ссылками на графики сигналов, показанных на фиг. 8, подробного описания работы демодулятора. Ниже со ссылками на фиг. 2 описан конкретный вариант осуществления структуры,показанной на фиг. 1, отличающийся тем, что включает в себя конкретную структуру, приданную каскаду 216 стабилизации, который, как более подробно поясняется ниже, является каскадом типа "шунтового стабилизатора", имеющим шунтовой компонент 228, предназначенный для управляемого отвода тока питания от цифровой схемы 214 и таким образом подсоединенный параллельно с ней между ее выводами VCC и GND питания и заземления, причем шунтовой компонент связан с последовательным резистивным элементом 230, находящимся в шине питания VCC выше по цепи от стабилизирующего компонента 228. Шунт 228 может быть преимущественно стабилитроном или, предпочтительно, отдельным или встроенным компонентом, который функционально эквивалентен стабилитрону,например компонентом из семействаLM185/LM285/LM385, поставляемого "Нейшэнл Семикондакторс Корпорейшн", который формирует опорное напряжение (напряжение,которое фиксируется или регулируется в зависимости от компонента), потребляя ток смещения всего 20 мкА и имея очень низкое динамическое полное сопротивление и рабочий диапазон тока от 20 мкА до 20 мА. Компонент 228 может также быть встроен в ПСПС в качестве монолитного эквивалента такого компонента,формирующего опорный сигнал напряжения. На фиг. 3 показан конкретный вариант осуществления этой схемы 216 с использованием компонента вышеописанного типа, опорный входной сигнал напряжения 234 которого смещен на предварительно определенную величину 9 делительным мостом 236, 238, подсоединенным между VCC и "землей". Резистивный элемент 230 может быть отдельным резистором или, преимущественно,встроенным монолитным компонентом, например МОП-элементом, действующим как сопротивление аналогично компоненту 224. Преимущественно предусмотрен также переключающий компонент типа МОПтранзистора 240, который поддерживается в проводящем состоянии при нормальной работе сигналом INH, подаваемым на его сетку. Этот транзистор можно переключать в его непроводящее состояние путем подачи простого управляющего сигнала INH (обязательно под управлением программного обеспечения из вычислительной схемы 214), обладающей эффектом операции запрета работы шунтового стабилизатора, причем схема после этого ведет себя так,будто стабилизатор из нее исключен. Эту способность запрещать работу шунтового стабилизатора можно использовать, в частности, когда желательно запитывать микропроцессор высоким напряжением, избегая при этом риска разрушения каскада стабилизации. Эту ситуацию создают, в частности, в целях испытаний или когда портативный объект является двухрежимным объектом, который можно по выбору использовать в "бесконтактном" режиме (с работающим стабилизатором) или в "контактном" режиме (когда работа стабилизатора запрещена), и тогда стабилизированное напряжение питания подается непосредственно на один из контактов портативного объекта без какой бы то ни было потребности в осуществлении специальной стабилизации, которая имеет место при дистанционном запитывании. Ниже со ссылками на фиг. 4-6 более подробно описан каскад 218 амплитудной демодуляции. Амплитудный демодулятор - это схема,пригодная для обработки модулированных сигналов, у которых глубина модуляции мала. Термины "малая глубина модуляции" или "модуляция малой глубины" употребляются для обозначения модуляции с коэффициентом, который обычно меньше или равен 50%, а предпочтительно - меньше 20%, причем "коэффициент" определяется как отношение (Амакс-Амин)/(Амакс+Амин) максимальной и минимальной амплитуд Амакс и Амин рассматриваемого сигнала. В конкретном контексте дистанционно запитываемого портативного объекта преимущественно существуют заданные ограничения питания, чтобы использовать коэффициент модуляции малой глубины для гарантии того, что имеется достаточная энергия на протяжении периодов, когда модуляция находится в состоянии малой глубины, поскольку амплитудная модуляция обладает эффектом формирования непосредственных изменений мгновенной энер 001127 10 гии, которая подается на портативный объект, с изменением уровня модуляции. Фиг. 4 изображает первый возможный вариант, в котором демодулятор является адаптивным демодулятором, имеющим изменяемый порог. После необязательного каскада 242 фильтра нижних частот схема содержит компаратор 244, предпочтительно обладающий гистерезисом, причем его положительный вход принимает демодулируемый сигнал "b" (при необходимости, отфильтрованный каскадом 242), а его отрицательный вход принимает тот же сигнал"b", но после того, как он прошел через резистивно-емкостную цепь 246, 248, действующую как интегратор. Таким образом, осуществляется сравнение между мгновенным значением сигнала и усредненным значением сигнала, которое представляет собой изменяемый порог сравнения. Фиг. 5 изображает второй возможный вариант демодулятора 218, который в этом случае является демодулятором, чувствительным к изменениям амплитуды. После необязательного каскада 242 фильтра нижних частот сигнал "b" подается в резистивно-емкостную цепь 250, 252, действующую как дифференциатор. Выдаваемый таким образом сигнал подается на положительный вывод компаратора 244 (в этом случае тоже предпочтительно обладающего гистерезисом), отрицательный вход которого подключен к фиксированному потенциалу, например к нулевому("земля"). В этом случае демодулятор реагирует на изменения в амплитуде (из-за наличия каскада дифференциатора), независимо от среднего значения сигнала; компаратор только обнаруживает изменения в среднем значении. Фиг. 6 изображает более подробный конкретный вариант осуществления такой схемы демодуляции для обнаружения изменений в амплитуде. Кроме фильтра 242 нижних частот,состоящего из резистора 252 и конденсатора 254, имеется последовательный конденсатор 250, действующий как дифференциатор в сочетании с резисторами 256-264. Дифференцированный таким образом сигнал подается на два симметричных компаратора 244 и 266, выходные сигналы которых воздействуют на два перекрестно связанных триггера 268 и 270, предназначенных для выработки двух симметрич ных сигналов RXD и RXD подходящей формы. Фиг. 7 изображает схему 220 обнаружения выделения синхросигнала. На своем входе это схема принимает сигнал, снятый с выводов резонансного контура 208, и он подается на дифференциальные входы компаратора 272, обладающего гистерезисом,выдающего синхросигнал CLK. Этот синхросигнал также подается на оба входа логического элемента 274 "исключающее ИЛИ", на один из 11 входов непосредственно, а на другой - через резистивно-емкостную цепь 276, 278. Эта резистивно-емкостная цепь накладывает на считанный сигнал задержку, которая имеет постоянную времени порядка 1/fCLK (где fCLK - частота синхросигнала, сформированного схемой 114 терминала 100). Выходной сигнал с логического элемента 274 затем усредняется резистивноемкостной цепью 280, 282, имеющей постоянную времени, которая значительно больше, чем 1/2fCLK (предпочтительно около 1/fCLK), а потом подается на один из входов компаратора 284 для сравнения с фиксированным порогом S. Синхросигнал CLK служит для применения соответствующей синхронизации к схеме 214 цифрового процессора, тогда как выход из компаратора 280 выдает сигнал PRSCLK, указывающий, присутствует ли синхросигнал. Для двухрежимной карточки, одинаково пригодной для работы как в "бесконтактном" режиме, так и в "контактном" режиме, сигналPRSCLK, указывающий, присутствует или отсутствует синхросигнал, преимущественно используется для информирования цифровой схемы о том, что портативный объект находится в среде "бесконтактного" типа, и для принятия решения о соответствующих действиях, таких как выбор подходящего протокола связи и включение шунтового стабилизатора, причем сигнал PRSCLK используется для формирова ния сигнала INH (см. приведнное выше описание со ссылками на фиг. 3), и т.д. Фиг. 11 подробно изображает различные переключатели, которые в этом случае автоматически осуществляют переключение между"бесконтактным" режимом и "контактным" режимом. Имеются следующие контакты 286: ные), VCC (питание), RST (сброс в нуль), соответствующие стандарту ИСО 7816-3, на который можно сослаться при необходимости получения более подробной информации. Различные переключатели 288-296 все показаны в "контактном" положении (указанном позицией "0"),которое является положением по умолчанию, и они переводятся в "бесконтактное" положение(обозначенное позицией "1") под управлением сигнала PRSCLK, подаваемого схемой 220 и указывающего, что присутствует синхросигнал,поступающий со средств выпрямления и фильтрации. Выделение синхросигнала также, в частности, предпочтительно, когда желательно осуществить модуляцию, которая проводится не в базовой полосе (групповая модуляция), а является модуляцией поднесущей, поскольку поднесущую легко сформировать путем деления частоты синхросигнала. После этого цифровая схема 214 добавляет сформированную таким образом поднесущую к данным для передачи, чтобы 12 получить сигнал TXD, который подается на схему 222 модуляции нагрузки. Работа портативного устройства описана ниже со ссылкой на графики сигналов, показанные на фиг. 8-10. Описание начинается со ссылки на графики, показанные на фиг. 8, путем пояснения того,как объект запитывается и как он восстанавливает синхросигнал. Настроенный контур 208 поглощает часть магнитной энергии, вырабатываемой терминалом. Соответствующий переменный сигнал "а",показанный на фиг. 8, выпрямляется блоком 210 и фильтруется конденсатором 212 для выдачи выпрямленного и отфильтрованного напряжения "b", как показано на фиг. 8. Для переменного сигнала "а", имеющего пиковое напряжение 10 В, получается выпрямленное и отфильтрованное напряжение "b", которое имеет пиковое напряжение около 8,5 В. Естественно, амплитуда напряжения "а", а значит и напряжения "b",зависит главным образом от расстояния между объектом и терминалом, причем амплитуда возрастает по мере приближения объекта к терминалу. Каскад 216 стабилизации предназначен для компенсации таких изменений путем подачи стабильного напряжения на цифровую схему 214, как правило, порядка 3 В (сигнал "d" на фиг. 8). Таким образом, когда объект находится довольно далеко от терминала, практически на краю своего диапазона, напряжение "b" будет довольно близким к требуемому значению 3 В,и перепад напряжения между "b" и "d" будет малым, причем ток, протекающий по шунту 228, также очень мал, и по существу весь ток,продаваемый схемой питания, будет использоваться для запитывания цифровой схемы 214. Следует заметить, что при таких обстоятельствах ток, протекающий по шунту 228, может составлять всего несколько микроампер (минимальный ток смещения). В отличие от этого, когда объект находится очень близко к терминалу, напряжение "b" будет большим и разность потенциалов между"b" и "d" также будет большой (несколько вольт), так что ток, протекающий через шунт 228, будет большим, вследствие чего резистивный элемент 230 и шунт 228 рассеивают избыточную энергию. Помимо своей чисто электрической функции стабилизации питания, подаваемого на цифровую схему 214, каскад шунтовой стабилизации обеспечивает несколько преимуществ применительно к вышеописанной схеме. Во-первых, он дает возможность ограничить размах напряжения в "b", а значит и в "а",когда объект находится близко к терминалу,ввиду наличия малой нагрузки, которая представлена ниже по цепи от настроенного контура 208: из-за большого тока, протекающего через шунт 228, энергия, которая потребляется и ко 13 торая не требуется для запитывания цифровой схемы 214, полностью рассеивается в виде тепла. Это выгодно, в частности, когда конденсатор 206 настроенного контура 208, является элементом, выполненным по технологии изготовления монолитных интегральных схем, поскольку это предотвращает любой риск пробоя конденсатора из-за избыточного напряжения. При наличии геометрических ограничений, накладываемых на интегральную схему, невозможно изготовить конденсаторы, имеющие высокие напряжения пробоя. К сожалению, цифровая схема 214, которая строится вокруг микропроцессора, требует относительно большого подвода энергии, а значит довольно высокого уровня магнитного поля, которое, в свою очередь, способно также формировать избыточные напряжения в настроенном контуре, если не приняты вышеупомянутые меры предосторожности. Во-вторых, как пояснялось подробнее,шунтовой стабилизатор обладает эффектом сглаживания мгновенных изменений тока питания, подаваемого на цифровую схему (энергопотребление такой схемы не является постоянным), и предотвращения оказания ими влияния на работу других элементов схемы при осуществлении связи либо от объекта к терминалу,либо от терминала к объекту. Нежелательные изменения тока или напряжения могут вызвать погрешности при модуляции или демодуляции. И, наконец, когда объект находится на предельном расстоянии от терминала и таким образом принимает из терминала сигнал, как раз достаточный для запитывания цифровой схемы,конструкция схемы служит для предотвращения потерь какой-либо энергии, поскольку ток, протекающий через шунт 220, практически равен нулю. Таким образом, вся энергия, потребляемая настроенным контуром, доступна для использования при запитывании цифровой схемы. Схема 220 выделения синхросигнала служит для преобразования сигнала "а" переменной схемы, считанного между выводами настроенного контура 208, в последовательность синхроимпульсов "с" надлежащей формы. Ниже, со ссылками на графики сигналов,показанных на фиг. 9, приводится описание способа передачи информации от терминала к объекту. Чтобы передать информацию объекту,терминал модулирует амплитуду магнитного поля, которое он создает. Поскольку информация передается в двоичной форме, эта модуляция приводит к уменьшению амплитуды сигнала на предварительно определенную величину,например 10%. Такое уменьшение соответствует, например, посылке логического "0", причем амплитуда остается на своем максимальном уровне для логической "1": это можно увидеть 14 на фиг. 9 для графика "а" сигнала, считанного настроенным контуром 208. После выпрямления и фильтрации это приводит в "b" к уменьшению амплитуды выпрямленного и отфильтрованного сигнала. Это уменьшение амплитуды обнаруживается амплитудным демодулятором 218, который выдает логический сигнал "е", подаваемый на цифровую схему. Следует заметить, что уменьшение амплитуды, которое вызвано модуляцией сигнала,переданного терминалом, не оказывает влияние на выделитель синхросигнала (сигнал "с") или на напряжение питания, поданное на цифровую схему (сигнал "d"). Если в направлении терминалобъект используются иные способы, чем амплитудная модуляция, например фазовая модуляция, как указано в многочисленных известных документах, то тип модуляции не должен оказывать непосредственное влияние на работу схемы стабилизации, соответствующей изобретению; все же, эта схема предпочтительна, в частности,когда используется амплитудная модуляция,поскольку, как пояснялось, в ней можно полностью учесть различные недостатки, связанные с выбором метода амплитудной модуляции. Ниже со ссылками на графики сигналов,показанные на фиг. 10, приводится описание способа передачи информации обратно от объекта к терминалу. Как упоминалось выше, в показанном конкретном варианте передача осуществляется путем изменения нагрузки, например путем управляемого изменения тока, потребляемого настроенным контуром 208. С этой целью резистивный элемент 224 избирательно включается в схему компонентом 226, будучи включенным в схему, например, когда нужно послать логический "0", и будучи исключенным из схемы, когда нужно послать логическую "1". Когда резистор включен в схему, т.е. в случае логического "0", напряжение "а" падает из-за дополнительной нагрузки. Сопротивление этого резистора, естественно, выбрано так, что это падение напряжения все же обеспечивает надлежащую подачу питания на защищаемую цифровую схему. Тем не менее, может возникнуть затруднение, когда объект находится на предельном расстоянии от терминала. При таких обстоятельствах ток, который нужно отвести через резистивный элемент 224 для создания модуляции, может быть слишком большим для того, чтобы позволить цифровой схеме продолжать работать надлежащим образом. При таких обстоятельствах предпочтительно обеспечить до того, как объект начинает посылать информацию в терминал, перевод цифровой схемы в режим "низкого потребления", чтобы обеспечить возможность потребления большего тока в резистивном элементе 224, 15 не ставя под угрозу подачу питания на цифровую схему. Этого можно достичь, например, с помощью программы микропроцессора в цифровой схеме, которая до начала посылки данных на терминал помещает подпрограмму передачи в ОЗУ (потребляющее небольшую энергию после доступа в него) и отключает СППЗУ (потребляющее значительно большую энергию после доступа в него). Иными словами, цифровая схема переводится в режим "низкого потребления",чтобы сделать доступной большую величину тока, который затем потребляется в модулирующем резисторе для посылки сообщений в терминал. Помимо этого, если через резистивный элемент 224 можно пропускать больший ток модуляции (путем задания меньшего сопротивления), то модуляция будет лучше восприниматься терминалом, что создает возможность работать с менее сложными средствами обнаружения в терминале и/или обеспечивать лучшее отношение сигнал/шум. В том же направлении объекттерминал можно использовать другие типы модуляции или варианты, например, как упоминалось выше, модуляцию поднесущей, которая управляет изменением нагрузки, вместо непосредственной модуляции нагрузки с помощью передаваемого сигнала. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для обмена данных, содержащая, по меньшей мере, один терминал и множество портативных объектов для взаимодействия с терминалом путем бесконтактной связи, содержащая терминал (100), содержащий катушку (102) для излучения магнитного поля,средство для передачи данных, взаимодействующее с катушкой и содержащее средство(108) формирования переменного сигнала и средство (110) амплитудной модуляции, и средство (118, 116) для приема данных,взаимодействующее с катушкой,портативный объект (200), имеющий электрическую схему, которая дистанционно запитывается терминалом, и содержащий катушку (202) для считывания модулированного магнитного поля от терминала или для выработки отклика с помощью модулированного возмущения магнитного поля,средство преобразования, взаимодействующее с катушкой портативного объекта, для преобразования считанного магнитного поля в напряжение d постоянного тока для запитывания схемы объекта, причем указанное средство содержит каскад (210) выпрямления и каскад 16 средство для передачи данных и средство для приема данных, также взаимодействующее с катушкой портативного объекта, причем средство для приема данных включает средство(218) для демодуляции амплитуды сигнала, считанного катушкой, при этом средство (218) амплитудной демодуляции срабатывает по сигналуb, выдаваемому на выходе из каскадов (210) и(212) выпрямления и фильтрации, отличающаяся тем, что каждая из катушек (102, 202) является частью настроенного резонансного контура (106,208), излучающего поле в пустое пространство,при этом амплитудная модуляция магнитного поля, излученного терминалом, является модуляцией малой глубины с коэффициентом модуляции, который меньше или равен 50%. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что коэффициент модуляции меньше 20%. 3. Портативный объект (200) для бесконтактной связи с терминалом, содержащий электронную схему, дистанционно запитываемую терминалом, которая содержит катушку (202) для считывания модулированного магнитного поля от терминала или для выработки отклика с помощью модулированного магнитного поля,средство преобразования, предназначенное для взаимодействия с катушкой портативного объекта, для преобразования считанного магнитного поля в напряжение d постоянного тока для запитывания схемы объекта и содержащее каскад (210) выпрямления и каскад (212) фильтрации, и средство для передачи данных и средство для приема данных, предназначенное для взаимодействия с катушкой портативного объекта,причем средство для приема данных включает средство (218) для демодуляции амплитуды сигнала, считанного катушкой, которое срабатывает по сигналу b, выдаваемому на выходе из каскадов (210) и (212) выпрямления и фильтрации,отличающийся тем, что катушка (202) является частью настроенного резонансного контура (208), излучающего поле в пустое пространство. 4. Портативный объект по п.3, отличающийся тем, что средство амплитудной модуляции является средствами (244, 246, 248) с изменяемым порогом, сравнивающими мгновенное значение сигнала, поданного на их вход, со средним значением того же сигнала. 5. Портативный объект по п.3 или 4, отличающийся тем, что средство амплитудной демодуляции является средствами (244, 250, 252; 260-268), чувствительными к скорости, с которой увеличивается мгновенное значение приложенного сигнала. 6. Портативный объект по пп.3, 4 или 5,отличающийся тем, что средство преобразова 17 18 строенного элемента, выполнена по технологии монолитных интегральных схем. 10. Портативный объект по любому из пп.3-9, отличающийся тем, что средство для передачи данных является средством (222), которое работает путем модуляции потребления тока ниже по цепи от настроенного контура,причем схема предназначена для работы в двух режимах энергопотребления - с номинальным энергопотреблением и с низким энергопотреблением, и содержит средство для перевода схемы в режим низкого потребления до того, как средство для передачи данных начинает осуществлять модуляцию. 11. Терминал (100) для бесконтактной связи с портативным объектом, дистанционно запитываемым терминалом, содержащий катушку (102) для излучения магнитного поля,средство для передачи данных, взаимодействующее с катушкой и содержащее средство(108) формирования переменного сигнала и средство (110) амплитудной модуляции, и средство для приема данных, взаимодействующее с катушкой,отличающийся тем, что катушка является частью настроенного резонансного контура (106),излучающего поле в свободное пространство, а амплитудная модуляция является модуляцией малой глубины с коэффициентом модуляции,который, как правило, меньше или равен 50%. 12. Терминал по п.11, отличающийся тем,что коэффициент модуляции меньше 20%. ния дополнительно содержит ниже по цепи от каскадов (210, 212) выпрямления и фильтрации каскад (216) стабилизации, включающий шунтовой стабилизирующий элемент (228), установленный параллельно с запитываемой схемой между ее выводами питания и связанный с резистивным компонентом (230), подсоединенным последовательно в шине питания схемы,причем шунтовой стабилизирующий элемент предназначен для отвода изменяющейся части тока питания для схемы так, что резистивный элемент и шунтовой стабилизирующий элемент рассеивают любую избыточную энергию, которая не требуется для работы схемы,при этом стабилизируется напряжение d питания на выводах схемы, ограничивается размах а напряжения на выводах настроенного элемента, расположенного выше по цепи, и предотвращается влияние изменений потребления тока выше по цепи на амплитуду демодулируемого сигнала. 7. Портативный объект по любому из пп.36, отличающийся тем, что содержит средство(240) для избирательного и временного запрета работы шунтового стабилизатора. 8. Портативный объект по п.7, отличающийся тем, что содержит средство для обнаружения типа связи - бесконтактной или через контакты, при этом избирательный и временный запрет работы шунтового стабилизатора осуществляется в ответ на обнаружение типа связи через контакты. 9. Портативный объект по любому из пп.36, отличающийся тем, что электронная схема(202, 204), за исключением катушки (202) на Фиг. 1