[go: up one dir, main page]

JP2014158195A - Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication - Google Patents

Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication Download PDF

Info

Publication number
JP2014158195A
JP2014158195A JP2013028607A JP2013028607A JP2014158195A JP 2014158195 A JP2014158195 A JP 2014158195A JP 2013028607 A JP2013028607 A JP 2013028607A JP 2013028607 A JP2013028607 A JP 2013028607A JP 2014158195 A JP2014158195 A JP 2014158195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
phase
wireless communication
sampling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013028607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Motozawa
篤史 元澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2013028607A priority Critical patent/JP2014158195A/en
Publication of JP2014158195A publication Critical patent/JP2014158195A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

【課題】無線通信システムおよび無線通信用半導体装置において、信頼性が高い復調動作を実現する。
【解決手段】例えば、特定周波数のキャリア信号に変調信号に基づく振幅変調が加わったRF信号RFi1を受信するアンテナANTと、I側およびQ側サンプリングミキサ回路MIXi,MIXqと、処理回路PBKを備える。MIXiは、RFi1を特定周波数およびX°の位相でサンプリングすることで検波し、MIXqは、RFi1を特定周波数およびY°の位相でサンプリングすることで検波する。X°およびY°は、キャリア信号のゼロクロス点を0°として、90°<X°<180°、かつ180°<Y°<270°、かつ(180°−X°)≒(Y°−180°)を満たし、PBKは、MIXi,MIXqからの検波信号IOUT,QOUTの差分値を演算する。
【選択図】図1
A highly reliable demodulation operation is realized in a wireless communication system and a wireless communication semiconductor device.
For example, an antenna ANT that receives an RF signal RFi1 in which amplitude modulation based on a modulation signal is added to a carrier signal of a specific frequency, I-side and Q-side sampling mixer circuits MIXi, MIXq, and a processing circuit PBK are provided. MIXi detects RFi1 by sampling at a specific frequency and a phase of X °, and MIXq detects by sampling RFi1 at a specific frequency and a phase of Y °. X ° and Y ° are 90 ° <X ° <180 ° and 180 ° <Y ° <270 ° and (180 ° −X °) ≈ (Y ° −180), where the zero cross point of the carrier signal is 0 °. The PBK calculates the difference value between the detection signals IOUT and QOUT from MIXi and MIXq.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、無線通信システムおよび無線通信用半導体装置に関し、例えば、NFC(Near Field Communication)機能を実現する無線通信用半導体装置、およびそれを備えた携帯電話システム等に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication semiconductor device, for example, a technology effective when applied to a wireless communication semiconductor device that realizes an NFC (Near Field Communication) function, a mobile phone system including the wireless communication semiconductor device, and the like. .

例えば、特許文献1には、キャリア信号の周波数がばらついた状態で、デューティ比が50%から変化した場合でも、確実なクロックの再生と正しいデータの再生を可能にする技術が示されている。具体的には、IアームおよびQアームと、検波信号を2値化した2値化信号とをそれぞれ位相比較し、その位相比較結果を適宜用いてIアームと2値化信号とを位相同期させる。特許文献2には、I側およびQ側のサンプリングミキサ回路と、当該サンプリングミキサ回路にローカル信号を供給する信号生成器とを備え、当該信号生成器にPLL回路を使用しない構成が示されている。また、非特許文献1には、コミュニケーションホールについて記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique that enables reliable clock reproduction and correct data reproduction even when the duty ratio changes from 50% with the carrier signal frequency varying. Specifically, the I arm and the Q arm are respectively compared in phase with the binarized signal obtained by binarizing the detection signal, and the I arm and the binarized signal are phase-synchronized using the phase comparison result as appropriate. . Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 shows a configuration that includes sampling mixer circuits on the I side and Q side and a signal generator that supplies a local signal to the sampling mixer circuit, and does not use a PLL circuit for the signal generator. . Non-Patent Document 1 describes a communication hall.

特開2007−6060号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-6060 特開2012−109647号公報JP 2012-109647 A

苅部浩著、“非接触ICカード設計入門”、日刊工業新聞社、2005年10月、p.46−50Hiroshi Isobe, “Introduction to non-contact IC card design”, Nikkan Kogyo Shimbun, October 2005, p. 46-50

近年、携帯電話システムやデジタルカメラ等のモバイル機器を代表に、NFC(Near Field Communication)機能の搭載が進んでいる。NFCとは、磁気的結合により磁界を介した非接触の近距離通信規格である。キャリア信号(搬送波)は13.56MHzであり、変調方式は基本的にはASK(Amplitude Shift Keying)であり、変調周波数は最大1MHz程度である。NFCでは、モバイル機器をICカードとして動作させるカードモードと、リーダライタ(RW)として動作されるリーダライタモード(以下、RWモード)が存在する。このカードモードならびにRWモードとしての無線通信動作は、モバイル機器内に搭載された無線通信用の半導体チップ(NFCチップと呼ぶ)を主として実現される。   In recent years, NFC (Near Field Communication) functions have been increasingly installed on behalf of mobile devices such as mobile phone systems and digital cameras. NFC is a non-contact short-range communication standard via a magnetic field by magnetic coupling. The carrier signal (carrier wave) is 13.56 MHz, the modulation method is basically ASK (Amplitude Shift Keying), and the modulation frequency is about 1 MHz at maximum. In NFC, there are a card mode in which a mobile device operates as an IC card and a reader / writer mode (hereinafter referred to as RW mode) in which the mobile device operates as a reader / writer (RW). The wireless communication operation in the card mode and the RW mode is realized mainly by a wireless communication semiconductor chip (referred to as an NFC chip) mounted in the mobile device.

ここで、カードモード時およびRWモード時の動作について図2(a)および図2(b)を用いて簡単に説明する。図2(a)に示すように、カードモードCDMDに設定されたNFCチップは、リーダライタRWからのASK変調(言い換えれば振幅変調)が加えられた高周波信号(以下、RF信号とも呼ぶ)RFi1を受け、当該変調信号を復調する。一方、図2(b)に示すように、RWモードRWMDに設定されたNFCチップは、まず、ICカードCDに向けてキャリア信号CR2を送信する。この際に、CDは、当該CR2に対して例えば負荷変調等と呼ばれる方式を用いてASK変調を加え、NFCチップは、当該変調信号を復調する。   Here, operations in the card mode and the RW mode will be briefly described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). As shown in FIG. 2A, the NFC chip set to the card mode CDMD receives a high-frequency signal (hereinafter also referred to as an RF signal) RFi1 to which ASK modulation (in other words, amplitude modulation) is applied from the reader / writer RW. Then, the modulated signal is demodulated. On the other hand, as shown in FIG. 2B, the NFC chip set in the RW mode RWMD first transmits the carrier signal CR2 toward the IC card CD. At this time, the CD applies ASK modulation to the CR 2 using a method called load modulation, for example, and the NFC chip demodulates the modulation signal.

このようなNFCチップにおける特性低下の要因の1つとして、受信系のノイズが挙げられる。当該ノイズは、主に、クロック信号やキャリア信号に乗った時間的なノイズ(いわゆるジッタ)が原因である。ジッタは、例えば、周辺のCPUやロジック起因のノイズ等によって生じると推測される。図17(a)および図17(b)は、本発明の前提として検討した無線通信システムにおいて、そのノイズに伴う問題点の一例を示す説明図である。   One of the causes of the characteristic deterioration in such an NFC chip is noise in the reception system. The noise is mainly caused by temporal noise (so-called jitter) riding on the clock signal or carrier signal. Jitter is presumed to be caused by, for example, peripheral CPUs or noise caused by logic. FIG. 17A and FIG. 17B are explanatory diagrams showing an example of problems associated with noise in the wireless communication system studied as a premise of the present invention.

図17(a)に示すように、アンテナで受信したRF信号RFiは、13.56MHzのキャリア信号に最大1MHz程度の変調信号(例えばASK変調信号)が重畳したものである。ここでは、例えば、サンプリングミキサ回路による検波方式を用いられ、当該サンプリングミキサ回路は、当該RFiを、13.56MHzのサンプリングクロック信号SCKに応じたサンプリングポイントSPでサンプリングする。SCKにジッタが無く(すなわち周期Tsが一定であり)、SPが安定している場合には、図17(a)に示すように、所望の検波信号OUTが得られ、その結果、変調信号を正しく復調できる。   As shown in FIG. 17A, the RF signal RFi received by the antenna is obtained by superimposing a modulation signal (for example, an ASK modulation signal) of about 1 MHz at the maximum on a 13.56 MHz carrier signal. Here, for example, a detection method using a sampling mixer circuit is used, and the sampling mixer circuit samples the RFi at a sampling point SP corresponding to the 13.56 MHz sampling clock signal SCK. When the SCK has no jitter (ie, the period Ts is constant) and the SP is stable, a desired detection signal OUT is obtained as shown in FIG. It can be demodulated correctly.

これに対して、図17(b)では、サンプリングクロック信号SCK’にジッタが有り(すなわち周期Tsが変動し)、これに伴い、サンプリングポイントSP’にバラツキが生じている。その結果、時間的なバラツキが検波信号OUT’における電圧方向のバラツキに変換され、変調信号を正しく復調することが困難となる。なお、このような問題は、カードモードでもRWモードでも生じ得るが、特にカードモードの際により深刻となる。例えば、RWモードでは、図2(b)から判るように、通常、キャリア信号とサンプリングクロック信号の両方が自身で生成されるため、その高精度化等によってこのような問題をある程度は抑制できる。一方、カードモードでは、図2(a)から判るように、サンプリングクロック信号は自身で生成され、キャリア信号は外部のリーダライタRWによって生成される。このため、キャリア信号とサンプリングクロック信号との位相関係を均一に保つことに対して限界が生じ得る。   On the other hand, in FIG. 17B, the sampling clock signal SCK ′ has jitter (that is, the cycle Ts fluctuates), and accordingly, the sampling point SP ′ varies. As a result, the temporal variation is converted into a variation in the voltage direction in the detection signal OUT ′, and it becomes difficult to correctly demodulate the modulation signal. Such a problem may occur in both the card mode and the RW mode, but becomes particularly serious in the card mode. For example, in the RW mode, as can be seen from FIG. 2B, normally, both the carrier signal and the sampling clock signal are generated by themselves, and therefore, such a problem can be suppressed to some extent by increasing the accuracy thereof. On the other hand, in the card mode, as can be seen from FIG. 2A, the sampling clock signal is generated by itself and the carrier signal is generated by the external reader / writer RW. For this reason, there may be a limit to keeping the phase relationship between the carrier signal and the sampling clock signal uniform.

さらに、別の問題として、RWモードでは、非特許文献1に示されるように、コミュニケーションホール(またはヌル)と呼ばれる問題がある。コミュニケーションホールとは、リーダライタ(RW)とICカードとの間の相対的な位置関係に応じて、図2(b)に示したように、ICカードがASK変調を加えたにも関わらず、当該変調成分が振幅方向ではなく位相方向に現れる現象である。この場合、リーダライタ(RW)は、実質的に、PSK(Phase Shift Keying)変調が加えられたRF信号を受信することになる。   Furthermore, as another problem, in the RW mode, as shown in Non-Patent Document 1, there is a problem called a communication hole (or null). As shown in FIG. 2 (b), the communication hole refers to the relative positional relationship between the reader / writer (RW) and the IC card, although the IC card has applied ASK modulation. This is a phenomenon in which the modulation component appears not in the amplitude direction but in the phase direction. In this case, the reader / writer (RW) substantially receives an RF signal to which PSK (Phase Shift Keying) modulation is applied.

このコミュニケーションホールの問題を解決するためには、例えば、非特許文献1又は特許文献2で示唆されているように、直交(IQ)復調方式を用いればよい。すなわち、I側クロックと、それよりも90°位相のずれたQ側クロックとを用いてそれぞれ検波を行う。I側とQ側の2系統のクロックを用いることで、I側およびQ側の一方が、ASK変調に対する検波感度が高くPSK変調に対する検波感度が低い状態では、I側およびQ側の他方は、ASK変調に対する検波感度は低くPSK変調に対する検波感度が高い状態となる。したがって、2系統の検波結果で互いに補い合うことで、コミュニケーションホールが有った場合でも、変調信号を正しく復調できる。   In order to solve this communication hole problem, for example, as suggested in Non-Patent Document 1 or Patent Document 2, an orthogonal (IQ) demodulation method may be used. That is, detection is performed using the I-side clock and the Q-side clock whose phase is shifted by 90 ° from the I-side clock. By using two clocks on the I side and the Q side, when one of the I side and the Q side has high detection sensitivity for ASK modulation and low detection sensitivity for PSK modulation, the other of the I side and Q side The detection sensitivity for ASK modulation is low, and the detection sensitivity for PSK modulation is high. Therefore, by complementing each other with the detection results of the two systems, the modulated signal can be correctly demodulated even when there is a communication hole.

ただし、本発明者等の検討によって、図17(a)および図17(b)で説明したようなサンプリングミキサ回路を用いる場合、より信頼性が高い(言い換えればエラー率が低い)検波ならびに復調を行うためには、I側クロックとQ側クロックによるサンプリングポイントの最適化が必要であることが見いだされた。   However, when the sampling mixer circuit as described with reference to FIGS. 17A and 17B is used, the detection and demodulation with higher reliability (in other words, lower error rate) are performed by the inventors. In order to do this, it has been found that the sampling point must be optimized with the I-side clock and the Q-side clock.

後述する実施の形態は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   Embodiments to be described later have been made in view of the above, and other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

一実施の形態による無線通信システムは、特定周波数のキャリア信号に変調信号に基づく振幅変調が加わったRF信号を受信するアンテナと、第1および第2サンプリングミキサ回路と、処理回路とを備える。第1サンプリングミキサ回路は、RF信号を特定周波数およびX°の位相でサンプリングすることで検波し、第2サンプリングミキサ回路は、RF信号を特定周波数およびY°の位相でサンプリングすることで検波する。処理回路は、第1および第2サンプリングミキサ回路からの第1および第2検波信号を受けて演算を行う。ここで、X°およびY°は、キャリア信号のゼロクロス点を0°として、90°<X°<180°、かつ180°<Y°<270°、かつ(180°−X°)≒(Y°−180°)を満たす値であり、処理回路は、第1検波信号のレベルと第2検波信号のレベルとの間の差分値を演算する。   A wireless communication system according to an embodiment includes an antenna that receives an RF signal in which amplitude modulation based on a modulation signal is added to a carrier signal of a specific frequency, first and second sampling mixer circuits, and a processing circuit. The first sampling mixer circuit detects the RF signal by sampling it at a specific frequency and a phase of X °, and the second sampling mixer circuit detects the RF signal by sampling it at a specific frequency and a phase of Y °. The processing circuit performs operations upon receiving the first and second detection signals from the first and second sampling mixer circuits. Here, X ° and Y ° are 90 ° <X ° <180 °, 180 ° <Y ° <270 °, and (180 ° −X °) ≈ (Y, where the zero cross point of the carrier signal is 0 °. The processing circuit calculates a difference value between the level of the first detection signal and the level of the second detection signal.

前記一実施の形態によれば、無線通信システムおよび無線通信用半導体装置において、信頼性が高い復調動作が実現可能になる。   According to the embodiment, a highly reliable demodulation operation can be realized in the wireless communication system and the wireless communication semiconductor device.

本発明の一実施の形態による無線通信システムにおいて、その主要部の概略構成例を示すブロック図である。In the radio | wireless communications system by one embodiment of this invention, it is a block diagram which shows the schematic structural example of the principal part. (a)は、図1の無線通信システムにおけるカードモード時の概略動作例を示す模式図であり、(b)は、図1の無線通信システムにおけるRWモード時の概略動作例を示す模式図である。(A) is a schematic diagram which shows the schematic operation example at the time of card mode in the radio | wireless communications system of FIG. 1, (b) is a schematic diagram which shows the schematic operation example at the time of RW mode in the radio | wireless communications system of FIG. is there. (a)および(b)は、図1のサンプリングミキサ回路におけるサンプリングポイントの一例を示す図であり、(a)はカードモード時を示す図であり、(b)はRWモード時を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows an example of the sampling point in the sampling mixer circuit of FIG. 1, (a) is a figure which shows at the time of card mode, (b) is a figure which shows at the time of RW mode. is there. (a)は、図3(a)を含めたサンプリングポイントの一例を示す図であり、(b)は、(a)の効果の一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the sampling point including Fig.3 (a), (b) is a figure which shows an example of the effect of (a). 図4(a)および図4(b)の補足図である。It is a supplementary figure of Drawing 4 (a) and Drawing 4 (b). 図1の無線通信システムにおいて、図3(a)のサンプリングポイントを用いた場合の動作例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an operation example when the sampling point of FIG. 3A is used in the wireless communication system of FIG. 1. (a)および(b)は、図1の無線通信システムにおいて、図3(b)のサンプリングポイントを用いた場合の動作例を示す概略図である。(A) And (b) is the schematic which shows the operation example at the time of using the sampling point of FIG.3 (b) in the radio | wireless communications system of FIG. 図1の無線通信システムにおいて、そのミキサ回路部のより詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a more detailed configuration example of the mixer circuit unit in the wireless communication system of FIG. 1. 図8のサンプリングミキサ回路の動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example of the sampling mixer circuit of FIG. 図1の無線通信システムにおいて、そのクロック生成回路のより詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a more detailed configuration example of the clock generation circuit in the wireless communication system of FIG. 1. 図10の動作例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the operation example of FIG. 図11とは異なるクロック生成回路の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a clock generation circuit different from FIG. 11. (a)、(b)および(c)は、図1の無線通信システムにおいて、その処理回路のそれぞれ異なる構成例を示す回路ブロック図である。(A), (b) and (c) are circuit block diagrams showing different configuration examples of the processing circuit in the wireless communication system of FIG. 図1の無線通信システムを備えた携帯電話システムの概略構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of schematic structure of the mobile telephone system provided with the radio | wireless communications system of FIG. 図14におけるNFCチップ(無線通信用半導体装置)周りのより詳細な構成例を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a more detailed configuration example around the NFC chip (wireless communication semiconductor device) in FIG. 14. 図15におけるNFCチップ(無線通信用半導体装置)のより詳細な構成例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a more detailed configuration example of the NFC chip (semiconductor device for wireless communication) in FIG. 15. (a)および(b)は、本発明の前提として検討した無線通信システムにおいて、そのノイズに伴う問題点の一例を示す説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing which shows an example of the problem accompanying the noise in the radio | wireless communications system examined as a premise of this invention.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態の各機能ブロックを構成する回路素子は、特に制限されないが、公知のCMOS(相補型MOSトランジスタ)等の集積回路技術によって、単結晶シリコンのような半導体基板上に形成される。   The circuit elements constituting each functional block of the embodiment are not particularly limited, but are formed on a semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known integrated circuit technology such as a CMOS (complementary MOS transistor). .

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

《無線通信システム(主要部)の概略構成》
図1は、本発明の一実施の形態による無線通信システムにおいて、その主要部の概略構成例を示すブロック図である。図1には、NFC(Near Field Communication)機能を実現する無線通信システムにおける受信系回路部周りの構成例が示されている。図1の無線通信システムは、アンテナANT、ミキサ回路部MIXBK、フィルタFLTi,FLTq、アンプ回路部AMPBK、アナログ・ディジタル変換回路部ADCBK、論理回路部LGBK、クロック抽出回路CKEXT、発振回路OSC、クロック生成回路CKGEN、およびモード設定部MDSETを備える。
<< Schematic configuration of wireless communication system (main part) >>
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration example of a main part of a radio communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a configuration example around a reception system circuit unit in a wireless communication system that realizes an NFC (Near Field Communication) function. 1 includes an antenna ANT, a mixer circuit unit MIXBK, filters FLTi and FLTq, an amplifier circuit unit AMPBK, an analog / digital conversion circuit unit ADCBK, a logic circuit unit LGBK, a clock extraction circuit CKEXT, an oscillation circuit OSC, and a clock generator. A circuit CKGEN and a mode setting unit MDSET are provided.

モード設定部MDSETは、前述したように、ICカードとして動作するカードモードかリーダライタ(RW)として動作するRWモードかを設定し、設定したモードをモード信号MDでクロック生成回路CKGENに通知する。アンテナANTは、特定周波数(例えば13.56MHz)のキャリア信号に変調信号(例えば最大1MHz程度のベースバンド信号)に基づくASK変調(振幅変調)が加わった高周波信号(RF信号)RFi1,RFi2を受信する。RFi1は、カードモードで動作している場合に受信したRF信号であり、RFi2は、RWモードで動作している場合に受信したRF信号である。   As described above, the mode setting unit MDSET sets a card mode that operates as an IC card or an RW mode that operates as a reader / writer (RW), and notifies the set mode to the clock generation circuit CKGEN using a mode signal MD. The antenna ANT receives high-frequency signals (RF signals) RFi1 and RFi2 obtained by adding ASK modulation (amplitude modulation) based on a modulation signal (for example, a baseband signal of about 1 MHz at the maximum) to a carrier signal of a specific frequency (for example, 13.56 MHz). To do. RFi1 is an RF signal received when operating in the card mode, and RFi2 is an RF signal received when operating in the RW mode.

ミキサ回路部MIXBKは、I側サンプリングミキサ回路(第1サンプリングミキサ回路)MIXiと、Q側サンプリングミキサ回路(第2サンプリングミキサ回路)MIXqとを備える。MIXiは、RF信号RFi1(又はRFi2)を特定周波数(例えば13.56MHz)およびX°の位相(詳細は後述)でサンプリングすることで検波する。言い換えれば、MIXiは、RFi1(又はRFi2)をダイレクトコンバージョンする。具体的には、MIXiは、I側ローカル信号LOiでオン・オフが制御されるI側サンプリングスイッチ(第1スイッチ)SWiと、SWiの出力端と接地電源電圧GNDの間に結合されるI側サンプリングキャパシタ(第1キャパシタ)Csiとを含み、LOiに基づいてサンプリングを行う。   The mixer circuit unit MIXBK includes an I-side sampling mixer circuit (first sampling mixer circuit) MIXi and a Q-side sampling mixer circuit (second sampling mixer circuit) MIXq. MIXi detects the RF signal RFi1 (or RFi2) by sampling it at a specific frequency (for example, 13.56 MHz) and a phase of X ° (details will be described later). In other words, MIXi directly converts RFi1 (or RFi2). Specifically, MIXi is an I-side sampling switch (first switch) SWi that is controlled to be turned on / off by an I-side local signal LOi, and an I-side coupled between the output terminal of SWi and the ground power supply voltage GND. A sampling capacitor (first capacitor) Csi, and performs sampling based on LOi.

また、ここでは、I側サンプリングミキサ回路MIXiは、更に、I側サンプリングスイッチSWiの出力端に入力端が結合された出力スイッチSWoiと、SWoiの出力端とGNDの間に結合された出力キャパシタCoiとを備える。SWoiは、I側ローカル信号LOiの反転信号(/LOi)でオン・オフが制御される。I側サンプリングキャパシタCsiに蓄えられた電荷は、反転信号(/LOi)に応じてCoiに分配され、MIXiは、Coiの一端(SWoiの出力端)でI側検波信号(第1検波信号)IOUTを出力する。   Further, here, the I-side sampling mixer circuit MIXi further includes an output switch SWoi having an input end coupled to the output end of the I-side sampling switch SWi, and an output capacitor Coi coupled between the output end of the SWoi and GND. With. SWoi is controlled to be turned on / off by an inverted signal (/ LOi) of the I-side local signal LOi. The electric charge stored in the I-side sampling capacitor Csi is distributed to Coi according to the inversion signal (/ LOi), and MIXi is an I-side detection signal (first detection signal) IOUT at one end of Coi (the output end of SWoi). Is output.

同様に、Q側サンプリングミキサ回路(第2サンプリングミキサ回路)MIXqは、RF信号RFi1(又はRFi2)を特定周波数(例えば13.56MHz)およびY°の位相(詳細は後述)でサンプリングすることで検波(言い換えればダイレクトコンバージョン)する。具体的には、MIXqは、Q側ローカル信号LOqでオン・オフが制御されるQ側サンプリングスイッチ(第2スイッチ)SWqと、SWqの出力端とGNDの間に結合されるQ側サンプリングキャパシタ(第2キャパシタ)Csqとを含み、LOqに基づいてサンプリングを行う。MIXqは、更に、SWqの出力端に入力端が結合された出力スイッチSWoqと、SWoqの出力端とGNDの間に結合された出力キャパシタCoqとを備える。SWoqは、LOqの反転信号(/LOq)でオン・オフが制御され、MIXqは、Coqの一端(SWoqの出力端)でQ側検波信号(第2検波信号)QOUTを出力する。   Similarly, the Q-side sampling mixer circuit (second sampling mixer circuit) MIXq detects the RF signal RFi1 (or RFi2) by sampling it at a specific frequency (for example, 13.56 MHz) and a phase of Y ° (details will be described later). (In other words, direct conversion). More specifically, MIXq includes a Q-side sampling switch (second switch) SWq that is controlled to be turned on / off by a Q-side local signal LOq, and a Q-side sampling capacitor coupled between the output terminal of SWq and GND ( A second capacitor) Csq, and performs sampling based on LOq. MIXq further includes an output switch SWoq having an input terminal coupled to the output terminal of SWq, and an output capacitor Coq coupled between the output terminal of SWoq and GND. SWoq is controlled to be turned on / off by an inverted signal (/ LOq) of LOq, and MIXq outputs a Q-side detection signal (second detection signal) QOUT at one end of Coq (the output end of SWoq).

なお、図1のサンプリングミキサ回路MIXi,MIXqは、サンプリングミキサ回路であることを概念的に示したものであり、実際の構成は図1に限定されるものではなく、例えば、後述する図8の構成例等を代表に様々な構成が適用可能である。ただし、一般的には、サンプリングミキサ回路は、サンプリングスイッチSWi,SWqとサンプリングキャパシタCsi,Csqとを備え、その後段に様々な回路構成を備える場合が多い。   Note that the sampling mixer circuits MIXi and MIXq in FIG. 1 conceptually indicate that they are sampling mixer circuits, and the actual configuration is not limited to FIG. 1. For example, FIG. Various configurations such as a configuration example can be applied as a representative. However, in general, the sampling mixer circuit includes sampling switches SWi and SWq and sampling capacitors Csi and Csq, and often has various circuit configurations at the subsequent stage.

フィルタFLTi,FLTqは、例えばバンドパスフィルタやロウパスフィルタであり、それぞれ、検波信号IOUT,QOUTに対して必要な信号帯域のみを通過させる。アンプ回路部AMPBKは、FLTi,FLTqの出力信号を所定のゲインで増幅し、アナログ・ディジタル変換回路部ADCBKは、AMPBKからの出力信号をディジタル信号に変換する。論理回路部LGBKは、ADCBKからのディジタル信号に基づいて‘H’レベルおよび‘L’レベルを判定し、RF信号RFi1,RFi2に含まれる変調信号を復調する。ここで、FLTi,FLTq,AMPBK,ADCBK,およびLGBKは、処理回路PBKとして機能し、当該PBKは、詳細は後述するが、主に、IOUTのレベルとQOUTのレベルとの間の差分値を演算することで変調信号を復調する。   The filters FLTi and FLTq are, for example, bandpass filters and lowpass filters, and pass only the necessary signal bands for the detection signals IOUT and QOUT, respectively. The amplifier circuit unit AMPBK amplifies the output signals of FLTi and FLTq with a predetermined gain, and the analog / digital conversion circuit unit ADCBK converts the output signal from the AMPBK into a digital signal. The logic circuit unit LGBK determines the “H” level and the “L” level based on the digital signal from the ADCBK, and demodulates the modulation signal included in the RF signals RFi1 and RFi2. Here, FLTi, FLTq, AMPBK, ADCBK, and LGBK function as a processing circuit PBK. The PBK mainly calculates a difference value between the level of IOUT and the level of QOUT, which will be described in detail later. By doing so, the modulated signal is demodulated.

クロック抽出回路CKEXTは、RF信号(例えばRFi1)を受け、その中に含まれるキャリア信号を抽出し、抽出クロック信号CKextを生成する。特に限定はされないが、CKEXTは、RF信号の中心レベルを検出し、当該中心レベルとRF信号とをコンパレータ回路で比較するような回路で構成される。発振回路OSCは、特に限定はされないが、水晶発振回路であり、特定周波数(例えば13.56MHz)の基準クロック信号CKoscを生成する。クロック生成回路CKGENは、モード設定部MDSETからのモード信号MDに基づいてCKextかCKoscかを選択し、当該選択したクロック信号を用いてI側ローカル信号LOiおよびQ側ローカル信号LOqを生成する。   The clock extraction circuit CKEXT receives an RF signal (for example, RFi1), extracts a carrier signal included therein, and generates an extracted clock signal CKext. Although not particularly limited, CKEXT is configured by a circuit that detects the center level of the RF signal and compares the center level with the RF signal by a comparator circuit. Although not particularly limited, the oscillation circuit OSC is a crystal oscillation circuit, and generates a reference clock signal CCosc having a specific frequency (for example, 13.56 MHz). The clock generation circuit CKGEN selects CKext or CKosc based on the mode signal MD from the mode setting unit MDSET, and generates the I-side local signal LOi and the Q-side local signal LOq using the selected clock signal.

図2(a)は、図1の無線通信システムにおけるカードモード時の概略動作例を示す模式図であり、図2(b)は、図1の無線通信システムにおけるRWモード時の概略動作例を示す模式図である。カードモードCDMDで動作している無線通信システムは、図2(a)に示すように、外部のリーダライタRWによって生成されたRF信号RFi1を受信する。当該RFi1は、特定周波数(例えば13.56MHz)の第1キャリア信号に第1変調信号(例えば最大1MHz程度)に基づくASK変調(振幅変調)が加わった信号となっている。   2A is a schematic diagram showing a schematic operation example in the card mode in the wireless communication system of FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic operation example in the RW mode in the wireless communication system of FIG. It is a schematic diagram shown. As shown in FIG. 2A, the wireless communication system operating in the card mode CDMD receives the RF signal RFi1 generated by the external reader / writer RW. The RFi1 is a signal obtained by adding ASK modulation (amplitude modulation) based on a first modulation signal (for example, about 1 MHz at the maximum) to a first carrier signal having a specific frequency (for example, 13.56 MHz).

当該無線通信システムは、当該RF信号RFi1を受け、まず、クロック抽出回路CKEXTを用いてRFi1から第1キャリア信号に相当する抽出クロック信号CKextを生成する。クロック生成回路CKGENは、当該CKext(言い換えれば第1キャリア信号)を用いてI側ローカル信号(第1ローカル信号)LOiおよびQ側ローカル信号LOq(第2ローカル信号)を生成する。そして、当該無線通信システムは、前述したミキサ回路部MIXBKおよびその後段の処理回路PBKにおける各種処理を経て、RFi1に含まれる第1変調信号を復調する。   The wireless communication system receives the RF signal RFi1, and first generates an extracted clock signal CKext corresponding to the first carrier signal from RFi1 using the clock extraction circuit CKEXT. The clock generation circuit CKGEN generates the I-side local signal (first local signal) LOi and the Q-side local signal LOq (second local signal) using the CKext (in other words, the first carrier signal). Then, the wireless communication system demodulates the first modulation signal included in RFi1 through various processes in the mixer circuit unit MIXBK and the subsequent processing circuit PBK.

RWモードRWMDで動作している無線通信システムは、図2(b)に示すように、まず、外部のICカードCDに向けて特定周波数(例えば13.56MHz)の第2キャリア信号CR2を送信する。CDは、当該CR2に対して第2変調信号による負荷変調を用いてASK変調を行う。当該無線通信システムは、当該CR2に第2変調信号(例えば最大1MHz程度)に基づくASK変調(振幅変調)が加わった信号となるRF信号RFi2を受信する。見方を変えれば、当該無線通信システムは、自身のアンテナANTの負荷と大きさが変動するCDのアンテナANTの負荷とをCR2で駆動し、その結果、CDのANTの負荷変動に応じたRFi2を受信する。   As shown in FIG. 2B, the wireless communication system operating in the RW mode RWMD first transmits a second carrier signal CR2 having a specific frequency (for example, 13.56 MHz) to the external IC card CD. . The CD performs ASK modulation on the CR2 using load modulation using the second modulation signal. The wireless communication system receives an RF signal RFi2 that is a signal obtained by adding ASK modulation (amplitude modulation) based on a second modulated signal (for example, about 1 MHz at the maximum) to the CR2. In other words, the radio communication system drives the load of the antenna ANT of the own antenna and the load of the antenna ANT of the CD whose size varies with CR2, and as a result, RFi2 corresponding to the load fluctuation of the CD ANT is obtained. Receive.

ここで、当該無線通信システムは、ICカードCDに向けて第2キャリア信号CR2を送信する際には、発振回路OSCで生成された基準クロック信号CKoscをもとに図示しないアンテナ駆動回路を介してアンテナANTを駆動する。また、クロック生成回路CKGENは、当該CKosc(言い換えれば第2キャリア信号)を用いてI側ローカル信号(第3ローカル信号)LOiおよびQ側ローカル信号(第4ローカル信号)LOqを生成する。そして、当該無線通信システムは、前述したミキサ回路部MIXBKおよびその後段の処理回路PBKにおける各種処理を経て、RFi2に含まれる第2変調信号を復調する。   Here, when transmitting the second carrier signal CR2 toward the IC card CD, the wireless communication system passes through an antenna drive circuit (not shown) based on the reference clock signal CCosc generated by the oscillation circuit OSC. The antenna ANT is driven. Further, the clock generation circuit CKGEN generates the I-side local signal (third local signal) LOi and the Q-side local signal (fourth local signal) LOq using the CCosc (in other words, the second carrier signal). Then, the radio communication system demodulates the second modulation signal included in RFi2 through various processes in the mixer circuit unit MIXBK and the subsequent processing circuit PBK.

《サンプリングミキサ回路のサンプリングポイント》
図3(a)および図3(b)は、図1のサンプリングミキサ回路におけるサンプリングポイントの一例を示す図であり、図3(a)はカードモード時を示す図であり、図3(b)はRWモード時を示す図である。図3(a)に示すように、カードモードの際には、RF信号RFi1のゼロクロス点を0°として、I側サンプリングミキサ回路MIXiでは、135°の位相にサンプリングポイントSPiが設定され、Q側サンプリングミキサ回路MIXqでは、225°の位相にサンプリングポイントSPqが設定される。すなわち、図1で述べたように、MIXiは、RFi1を特定周波数(例えば13.56MHz)およびX°=135°の位相でサンプリングし、MIXqは、RFi1を特定周波数およびY°=225°の位相でサンプリングする。
<Sampling points of sampling mixer circuit>
3A and 3B are diagrams showing an example of sampling points in the sampling mixer circuit of FIG. 1, FIG. 3A is a diagram showing the card mode, and FIG. These are figures which show the time of RW mode. As shown in FIG. 3A, in the card mode, the zero-cross point of the RF signal RFi1 is set to 0 °, and the sampling point SPi is set to a phase of 135 ° in the I-side sampling mixer circuit MIXi, and the Q-side In the sampling mixer circuit MIXq, the sampling point SPq is set at a phase of 225 °. That is, as described in FIG. 1, MIXi samples RFi1 at a specific frequency (for example, 13.56 MHz) and a phase of X ° = 135 °, and MIXq calculates RFi1 as a specific frequency and a phase of Y ° = 225 °. To sample.

ここで、RF信号RFi1のゼロクロス点は、図3(a)から判るように、RFi1の立ち上がりに対応する箇所(図3(a)に示す0°の箇所)と、立ち下りに対応する箇所(図3(a)に示す180°の箇所)が存在する。本実施の形態では、このいずれの箇所を0°としてもよい。例えば、立ち下りに対応する箇所を0°とした場合、135°のサンプリングポイントSPiは、図3(a)に当て嵌めると315°の箇所に該当し、225°のサンプリングポイントSPqは、図3(a)に当て嵌めると405°の箇所に該当する。   Here, as can be seen from FIG. 3A, the zero-cross point of the RF signal RFi1 corresponds to the position corresponding to the rising edge of RFi1 (the position of 0 ° shown in FIG. 3A) and the position corresponding to the falling edge ( There is a 180 ° portion shown in FIG. In this embodiment, any one of these locations may be set to 0 °. For example, when the position corresponding to the falling is set to 0 °, the sampling point SPi of 135 ° corresponds to the position of 315 ° when fitted to FIG. 3A, and the sampling point SPq of 225 ° is equal to FIG. When applied to (a), it corresponds to a position of 405 °.

一方、図3(b)に示すように、RWモードの際には、RF信号RFi2のゼロクロス点を0°として、I側サンプリングミキサ回路MIXiでは、90°の位相にサンプリングポイントSPiが設定され、Q側サンプリングミキサ回路MIXqでは、180°の位相にサンプリングポイントSPqが設定される。すなわち、図1で述べたように、MIXiは、RFi2を特定周波数(例えば13.56MHz)およびX°=90°の位相でサンプリングし、MIXqは、RFi2を特定周波数およびY°=180°の位相でサンプリングする。ゼロクロス点は、図3(a)の場合と同様に、立ち上がり・立ち下りのいずれの箇所であってもよく、立ち下りに対応する箇所を0°とした場合、90°のSPiは、図3(b)に当て嵌めると270°の箇所に該当し、180°のSPqは、図3(b)に当て嵌めると360°の箇所に該当する。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the RW mode, the zero cross point of the RF signal RFi2 is set to 0 °, and the sampling point SPi is set to a phase of 90 ° in the I-side sampling mixer circuit MIXi. In the Q side sampling mixer circuit MIXq, the sampling point SPq is set to a phase of 180 °. That is, as described in FIG. 1, MIXi samples RFi2 at a specific frequency (for example, 13.56 MHz) and a phase of X ° = 90 °, and MIXq calculates RFi2 at a specific frequency and a phase of Y ° = 180 °. To sample. Similarly to the case of FIG. 3A, the zero-crossing point may be any of the rising and falling positions. When the position corresponding to the falling is set to 0 °, the SPi of 90 ° is as shown in FIG. When applied to (b), it corresponds to a 270 ° position, and 180 ° SPq corresponds to a 360 ° position when applied to FIG. 3 (b).

《カードモード時のサンプリングポイントの詳細》
図4(a)は、図3(a)を含めたサンプリングポイントの一例を示す図であり、図4(b)は、図4(a)の効果の一例を示す図である。図5は、図4(a)および図4(b)の補足図である。図3(a)では、カードモードCDMD時のサンプリングポイントSPiとしてX°=135°、サンプリングポイントSPqとしてY°=225°を設定したが、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、図4(a)に示すように、RF信号RFi1のゼロクロス点を0°として、SPiは90°<X°<180°の範囲で設定すればよく、SPqは180°<Y°<270°の範囲で設定すればよい。ただし、この場合、ΔPi(=180°−X°)≒ΔPq(=Y°−180°)を満たすことが望ましい。なお、図3(a)の場合と同様に、ゼロクロス点は、RFi1の立ち上がりの箇所に限らず、立ち下がりの箇所であってもよい。
<Details of sampling points in card mode>
FIG. 4A is a diagram showing an example of sampling points including FIG. 3A, and FIG. 4B is a diagram showing an example of the effect of FIG. 4A. FIG. 5 is a supplementary diagram of FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b). In FIG. 3A, X ° = 135 ° is set as the sampling point SPi and Y ° = 225 ° is set as the sampling point SPq in the card mode CDMD, but this is not necessarily limited thereto. That is, as shown in FIG. 4A, the zero cross point of the RF signal RFi1 is set to 0 °, SPi may be set in the range of 90 ° <X ° <180 °, and SPq is set to 180 ° <Y ° <270. Set in the range of °. In this case, however, it is desirable to satisfy ΔPi (= 180 ° −X °) ≈ΔPq (= Y ° −180 °). As in the case of FIG. 3A, the zero cross point is not limited to the rising position of RFi1, and may be a falling position.

図4(b)には、RF信号RFi1と、RFi1にジッタ等が生じた場合のRF信号RFi1’とが示される。さらに、サンプリングポイントSPi,SPqでRFi1をそれぞれ検波した場合の検波信号IOUT,QOUTと、当該SPi,SPqでRFi1’をそれぞれ検波した場合の検波信号IOUT’,QOUT’とが示される。図4(a)に示すような範囲にSPi,SPqを設定することで、図4(b)から判るように、RFi1にジッタ等が生じた場合でも、I側検波信号とQ側検波信号との間の差分値を演算することで、ジッタ等の影響が低減でき、信頼性が高い復調動作が実現できる。   FIG. 4B shows an RF signal RFi1 and an RF signal RFi1 'when jitter or the like occurs in RFi1. Further, detection signals IOUT and QOUT when RFi1 is detected at the sampling points SPi and SPq, and detection signals IOUT 'and QOUT' when RFi1 'is detected at the SPi and SPq, respectively, are shown. By setting SPi and SPq within the range shown in FIG. 4A, as can be seen from FIG. 4B, even when jitter occurs in RFi1, the I-side detection signal and the Q-side detection signal By calculating the difference value between them, the influence of jitter or the like can be reduced, and a highly reliable demodulation operation can be realized.

すなわち、I側検波信号およびQ側検波信号では、RF信号のジッタ等に伴う電圧方向のズレが同相に生じる可能性が高いため、その差分値を演算することで、ΔIQ(=IOUT−QOUT)≒ΔIQ’(=IOUT’−QOUT’)を実現し易くなる。ただし、図5に示すように、RF信号RFi1では、ある所定の時間変動Δtに対する電圧変動がゼロクロス点付近(ΔV2)では大きく、頂点付近(ΔV1)では小さくなる。したがって、RF信号のジッタ等に伴う電圧方向のズレ量をI側検波信号およびQ側検波信号で同程度にするために、図4(a)に示したように、ΔPi(=180°−X°)≒ΔPq(=Y°−180°)を満たすことが望ましい。   That is, in the I-side detection signal and the Q-side detection signal, there is a high possibility that a deviation in the voltage direction due to the jitter of the RF signal or the like will occur in the same phase. Therefore, by calculating the difference value, ΔIQ (= IOUT−QOUT) ≈ΔIQ ′ (= IOUT′−QOUT ′) can be easily realized. However, as shown in FIG. 5, in the RF signal RFi1, the voltage fluctuation with respect to a predetermined time fluctuation Δt is large near the zero cross point (ΔV2) and small near the apex (ΔV1). Therefore, in order to make the amount of deviation in the voltage direction accompanying the jitter of the RF signal the same between the I-side detection signal and the Q-side detection signal, as shown in FIG. 4A, ΔPi (= 180 ° −X °) ≈ΔPq (= Y ° −180 °).

さらに、その中でも特に、図3(a)に示したように、X°=135°およびY°=225°であることが望ましい。その理由の一つとして、X°とY°がそれぞれ頂点付近(図3(a)では90°と270°)に近づくほど、ジッタ等に伴う電圧方向のズレが逆相に生じる事態を招き易くなり、逆に、X°とY°がそれぞれゼロクロス点(図3(a)では180°)に近づくほど、I側検波信号とQ側検波信号との間の差分値が小さくなることが挙げられる。また、理由の他の一つとして、図3(b)に示したように、RWモードでは、位相が90°異なるサンプリングポイントSPi,SPqが用いられるため、カードモードでも位相が90°異なるSPi,SPqを用いることで当該SPi,SPqを生成するための回路(図1のクロック生成回路CKGEN)を簡略化できることが挙げられる。   Further, among them, as shown in FIG. 3A, it is desirable that X ° = 135 ° and Y ° = 225 °. One reason for this is that the closer the X ° and Y ° are to the vicinity of the apexes (90 ° and 270 ° in FIG. 3A), the more likely that the deviation in the voltage direction due to jitter or the like will occur in reverse phase. Conversely, the difference value between the I-side detection signal and the Q-side detection signal becomes smaller as X ° and Y ° approach the zero cross point (180 ° in FIG. 3A). . Further, as another reason, as shown in FIG. 3B, in the RW mode, sampling points SPi and SPq whose phases are different by 90 ° are used. Therefore, SPi and SPi whose phases are different by 90 ° are also used in the card mode. The use of SPq can simplify the circuit for generating SPi and SPq (clock generation circuit CKGEN in FIG. 1).

図6は、図1の無線通信システムにおいて、図3(a)のサンプリングポイントを用いた場合の動作例を示す概略図である。図6に示すように、RF信号にジッタが無い場合(破線のRFi1の場合)、I側検波信号IOUTおよびQ側検波信号QOUTのそれぞれで所望の信号レベルが得られ、その差分値(IOUT−QOUT)を演算することで、当該信号レベルを更に拡大することが可能になる。一方、RF信号にジッタが有る場合(実線のRFi1’の場合)、I側検波信号IOUT’およびQ側検波信号QOUT’のそれぞれのみでは正しい復調が困難な信号レベルになり得るが、その差分値(IOUT’−QOUT’)を演算することで、ジッタが無い場合(IOUT−QOUT)と同等の信号レベルを確保できる。なお、ここでは、RF信号にジッタが生じた場合を例としたが、ジッタによってサンプリングポイントがズレた場合も同じである。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an operation example when the sampling point of FIG. 3A is used in the wireless communication system of FIG. As shown in FIG. 6, when there is no jitter in the RF signal (in the case of the broken line RFi1), a desired signal level is obtained for each of the I-side detection signal IOUT and the Q-side detection signal QOUT, and the difference value (IOUT− By calculating (QOUT), it becomes possible to further expand the signal level. On the other hand, when there is jitter in the RF signal (in the case of solid line RFi1 ′), it is possible to obtain a signal level that is difficult to perform correct demodulation with only the I-side detection signal IOUT ′ and the Q-side detection signal QOUT ′. By calculating (IOUT′−QOUT ′), a signal level equivalent to that when there is no jitter (IOUT−QOUT) can be secured. Here, the case where jitter occurs in the RF signal is taken as an example, but the same applies when the sampling point is shifted due to the jitter.

《RWモード時のサンプリングポイントの詳細》
図7(a)および図7(b)は、図1の無線通信システムにおいて、図3(b)のサンプリングポイントを用いた場合の動作例を示す概略図である。図7(a)には、RWモードRWMDの際のRF信号RFi2として、ASK変調が加わっているRFi2を受信した場合の動作例が示されている。この場合、RFi2の頂点で最大の検波感度が得られ、RFi2のゼロクロス点で最小の検波感度となる。そこで、図3(b)で述べたように、サンプリングポイントSPiを頂点となるX°=90°に設定し、サンプリングポイントSPqをゼロクロス点となるY°=180°に設定する。これにより、SPiによる検波信号IOUTはASKの変調信号を反映した所望の信号レベルとなり、SPqによる検波信号QOUTは理想的にはゼロの信号レベルとなる。
<< Details of sampling points in RW mode >>
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams illustrating an operation example when the sampling point of FIG. 3B is used in the wireless communication system of FIG. FIG. 7A shows an operation example when RFi2 to which ASK modulation is applied is received as the RF signal RFi2 in the RW mode RWMD. In this case, the maximum detection sensitivity is obtained at the apex of RFi2, and the minimum detection sensitivity is obtained at the zero cross point of RFi2. Therefore, as described in FIG. 3B, the sampling point SPi is set to X ° = 90 ° as a vertex, and the sampling point SPq is set to Y ° = 180 ° as a zero cross point. As a result, the detection signal IOUT based on SPi has a desired signal level reflecting the ASK modulation signal, and the detection signal QOUT based on SPq ideally has a signal level of zero.

一方、図7(b)には、RWモードRWMDの際のRF信号RFi2として、PSK変調が加わっているRFi2を受信した場合の動作例が示されている。図7(b)は、前述したコミュニケーションホールの場合の動作例である。すなわち、図7(b)の期間Tpにおいて、図2(b)のICカードCDがASK変調を加えているにも関わらず、それが位相方向に作用し、RWMDで動作している無線通信システムのアンテナANTはPSK変調が加わったRFi2を受信する。   On the other hand, FIG. 7B shows an operation example when RFi2 to which PSK modulation is applied is received as the RF signal RFi2 in the RW mode RWMD. FIG. 7B shows an operation example in the case of the communication hole described above. That is, in the period Tp in FIG. 7B, the wireless communication system in which the IC card CD in FIG. 2B is applied with ASK modulation and is operating in the phase direction and operating in RWMD. The antenna ANT receives RFi2 to which PSK modulation is added.

この場合、RF信号RFi2の頂点で最小の検波感度となり、RFi2のゼロクロス点で最大の検波感度が得られる。そこで、図3(b)で述べたように、サンプリングポイントSPiを頂点となるX°=90°に設定し、サンプリングポイントSPqをゼロクロス点となるY°=180°に設定する。これにより、SPiによる検波信号IOUTは理想的にはゼロの信号レベルとなり、SPqによる検波信号QOUTはPSKの変調信号を反映した所望の信号レベルとなる。   In this case, the minimum detection sensitivity is obtained at the apex of the RF signal RFi2, and the maximum detection sensitivity is obtained at the zero cross point of RFi2. Therefore, as described in FIG. 3B, the sampling point SPi is set to X ° = 90 ° as a vertex, and the sampling point SPq is set to Y ° = 180 ° as a zero cross point. As a result, the detection signal IOUT based on SPi ideally has a zero signal level, and the detection signal QOUT based on SPq has a desired signal level reflecting the PSK modulation signal.

したがって、コミュニケーションホールの有無に関わらず、I側検波信号IOUTとQ側検波信号QOUTとの間の差分値を演算することで、ASK変調に対する検波感度とPSK変調に対する検波感度とが補完され、信頼性が高い復調動作が実現可能になる。なお、図7(a)および図7(b)で仮に(IOUT−QOUT)の演算を行う場合、図7(a)では信号レベルが小→大→小となり、図7(b)では信号レベルが大→小→大となる。この信号レベルの大小と論理の‘H’レベルおよび‘L’レベルとの対応関係は、通信の開始段階で行われるプリアンブルで適宜定められるため、図7(a)と図7(b)における対応関係の逆転は特に問題とならない。例えば、プリアンブルの中で予め定まっている‘H’レベルの期間が図7(b)の期間Tpであった場合には、信号レベルの小を‘H’レベルに対応付ければよい。   Therefore, by calculating the difference value between the I-side detection signal IOUT and the Q-side detection signal QOUT regardless of the presence or absence of a communication hole, the detection sensitivity for ASK modulation and the detection sensitivity for PSK modulation are complemented, and Demodulation operation with high performance can be realized. 7 (a) and 7 (b), if (IOUT−QOUT) is calculated, the signal level in FIG. 7 (a) becomes small → large → small, and the signal level in FIG. 7 (b). Becomes large → small → large. Since the correspondence between the level of the signal level and the logic 'H' level and 'L' level is appropriately determined by the preamble performed at the start of communication, the correspondence in FIGS. 7 (a) and 7 (b). Relationship reversal is not a problem. For example, in the case where the predetermined period of “H” level in the preamble is the period Tp of FIG. 7B, the small signal level may be associated with the “H” level.

以上のように、本実施の形態の無線通信システムは、カードモードとRWモードでそれぞれ異なるサンプリングポイントを設定し、カードモードとRWモードで共通にI側検波信号IOUTとQ側検波信号QOUTとの間の差分値を演算する方式を用いている。これによって、ジッタの有無ならびにコミュニケーションホールの有無に関わらず、信頼性が高い(言い換えればエラー率が低く、正確な)復調動作が実現可能になる。これに加えて更に、処理回路PBKの回路規模の削減や処理内容の簡素化等が実現可能になる。   As described above, in the wireless communication system of the present embodiment, different sampling points are set in the card mode and the RW mode, and the I-side detection signal IOUT and the Q-side detection signal QOUT are commonly used in the card mode and the RW mode. The method of calculating the difference value between them is used. This makes it possible to realize a demodulation operation with high reliability (in other words, an error rate is low and accurate) regardless of the presence or absence of jitter and the presence or absence of communication holes. In addition to this, it is possible to reduce the circuit scale of the processing circuit PBK and simplify the processing contents.

例えば、比較例として、位相が90°異なるI側およびQ側のサンプリングポイントをそれぞれ適当に定め、I側検波信号IOUTおよびQ側検波信号QOUTとで、「IOUT+QOUT」、「IOUT−QOUT」、「−IOUT+QOUT」、「−IOUT−QOUT」を演算し、最も信号レベルが大きいものを選択するような方式が考えられる。この場合、処理回路PBKの回路規模の増大や処理内容の複雑化等を招くと共に、必ずしも十分な信号レベルが得られない場合も有り得る。本実施の形態の方式は、このような比較例と比べた場合でも、有益な効果が得られる。なお、図3(a)および図3(b)に示したサンプリングポイントSPi,SPqは、必ずしも厳密に図3(a)および図3(b)の値である必要はなく、その近辺の例えば±10°程度の範囲であってもほぼ同様の効果が得られる。   For example, as a comparative example, I-side and Q-side sampling points whose phases are different by 90 ° are appropriately determined, and the I-side detection signal IOUT and the Q-side detection signal QOUT are used as “IOUT + QOUT”, “IOUT−QOUT”, “ A method is conceivable in which “−IOUT + QOUT” and “−IOUT−QOUT” are calculated and the one having the highest signal level is selected. In this case, the circuit scale of the processing circuit PBK is increased, the processing content is complicated, and a sufficient signal level may not always be obtained. The method of the present embodiment can provide a beneficial effect even when compared with such a comparative example. The sampling points SPi and SPq shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) are not necessarily strictly the values shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Even in the range of about 10 °, substantially the same effect can be obtained.

《サンプリングミキサ回路の詳細》
図8は、図1の無線通信システムにおいて、そのミキサ回路部のより詳細な構成例を示す回路図である。図9は、図8のサンプリングミキサ回路の動作例を示す波形図である。図8のミキサ回路部MIXBK1は、I側サンプリングミキサ回路MIXiおよびQ側サンプリングミキサ回路MIXqと、アンテナで受信したRF信号RFiを電流信号に変換するトランスコンダクタンスアンプTAとを備える。MIXi,MIXqのそれぞれは、MTDSM(Multi Tap Direct Sampling Mixer)等と呼ばれる回路構成を備える。
<< Details of sampling mixer circuit >>
FIG. 8 is a circuit diagram showing a more detailed configuration example of the mixer circuit unit in the wireless communication system of FIG. FIG. 9 is a waveform diagram showing an operation example of the sampling mixer circuit of FIG. The mixer circuit unit MIXBK1 in FIG. 8 includes an I-side sampling mixer circuit MIXi and a Q-side sampling mixer circuit MIXq, and a transconductance amplifier TA that converts the RF signal RFi received by the antenna into a current signal. Each of MIXi and MIXq has a circuit configuration called an MTDSM (Multi Tap Direct Sampling Mixer) or the like.

I側サンプリングミキサ回路MIXiは、I側サンプリングスイッチSWiおよびI側サンプリングキャパシタCsiに加えて、2個のバンクSAZBK,SBZBKと、出力部OTBKを備える。SAZBK,SBZBKのそれぞれは、複数(ここでは8個)のスイッチSW1〜SW8および複数(ここでは4個)のキャパシタCrを備え、OTBKは、複数のスイッチSWr,SWdとキャパシタCbを備える。   The I-side sampling mixer circuit MIXi includes two banks SAZBK and SBZBK and an output unit OTBK in addition to the I-side sampling switch SWi and the I-side sampling capacitor Csi. Each of SAZBK and SBZBK includes a plurality (eight in this case) of switches SW1 to SW8 and a plurality of (here, four) capacitors Cr, and OTBK includes a plurality of switches SWr and SWd and a capacitor Cb.

ここで、図9に示すように、まず、バンクSAZBKにおいて、スイッチSW5〜SW8がオフの状態で、SW1〜SW4の中からSW1のみがオンに制御され、この状態でI側サンプリングスイッチSWiがI側ローカル信号LOiによって複数回オンに制御される。その結果、トランスコンダクタンスアンプTAからの電流に伴う電荷がサンプリングキャパシタCsiとSW1に対応するキャパシタCrに順次蓄えられる。この動作により、移動平均フィルタの特性が得られる。次いで、SW1の代わりにSW2をオンに制御し、この状態で、SWiがLOiによって複数回オンに制御される。その結果、TAからの電流に伴う電荷がCsiとSW2に対応するキャパシタCrに順次蓄えられる。このCsiの電荷を保ったままCrを切り替える動作によりIIR(Infinite Impulse Response)フィルタの特性が得られる。   Here, as shown in FIG. 9, first, in the bank SAZBK, the switches SW5 to SW8 are turned off and only SW1 is controlled to be turned on from SW1 to SW4. In this state, the I-side sampling switch SWi is turned on. Is turned on a plurality of times by the local signal LOi. As a result, electric charges accompanying the current from the transconductance amplifier TA are sequentially stored in the capacitors Cr corresponding to the sampling capacitors Csi and SW1. By this operation, the characteristics of the moving average filter can be obtained. Next, SW2 is controlled to be turned on instead of SW1, and in this state, SWi is controlled to be turned on a plurality of times by LOi. As a result, the electric charge accompanying the current from TA is sequentially stored in the capacitor Cr corresponding to Csi and SW2. The characteristics of an IIR (Infinite Impulse Response) filter can be obtained by switching Cr while maintaining the charge of Csi.

以降、同様にして、SW2からSW3への切り替えと、SW3からSW4への切り替えが順に行われる。その後、SW5〜SW8をオンに制御することで、SW1〜SW4にそれぞれ対応するキャパシタCrに蓄えられた電荷がスイッチSWdを介してキャパシタCbに分配される。このCbによってI側検波信号IOUTが得られる。その後は、スイッチSWrがオンに制御され、各Crの電荷が放電される。また、SW5〜SW8をオンに制御している間は、前述したバンクSAZBKの場合と同様にしてバンクSBZBKの動作が行われる。   Thereafter, similarly, switching from SW2 to SW3 and switching from SW3 to SW4 are sequentially performed. Thereafter, by turning on SW5 to SW8, the electric charge stored in the capacitors Cr corresponding to SW1 to SW4 is distributed to the capacitor Cb via the switch SWd. An I-side detection signal IOUT is obtained by this Cb. Thereafter, the switch SWr is controlled to be on, and the charge of each Cr is discharged. Further, while the switches SW5 to SW8 are turned on, the operation of the bank SBZBK is performed in the same manner as in the case of the bank SAZBK described above.

Q側サンプリングミキサ回路MIXqの構成および動作に関しても、Q側ローカル信号LOqが用いられることを除いてI側サンプリングミキサ回路MIXiの場合と同様である。なお、実際には、各バンクSAZBK,SBZBKにおけるスイッチおよびキャパシタCrの数は、キャリア信号の周波数と変調信号の周波数に応じて適宜設定される。また、サンプリングミキサ回路は、その他にも様々な構成が知られており、前述した本実施の形態のサンプリングポイントに基づいてローカル信号LOi,LOqの位相を調整すれば、そのいずれの構成を適用してもよい。   The configuration and operation of the Q side sampling mixer circuit MIXq are the same as those of the I side sampling mixer circuit MIXi except that the Q side local signal LOq is used. In practice, the number of switches and capacitors Cr in each of the banks SAZBK and SBZBK is appropriately set according to the frequency of the carrier signal and the frequency of the modulation signal. Various other configurations of the sampling mixer circuit are known. If the phase of the local signals LOi and LOq is adjusted based on the sampling points of the present embodiment described above, any configuration is applied. May be.

《クロック生成回路の詳細》
図10は、図1の無線通信システムにおいて、そのクロック生成回路のより詳細な構成例を示す回路図である。図11は、図10の動作例を示す波形図である。図10に示すクロック生成回路CKGEN1は、DLL(Delay Locked Loop)回路等と呼ばれ、位相比較回路PDと、チャージポンプ回路CPと、ループフィルタLFと、ドライバ回路DVと、複数(ここでは8個)の遅延素子DLY1〜DLY8を備える。また、ここでは、CKGEN1は、更に、モード信号MDに応じてクロック信号(入力クロック信号)CLK0を選択する選択回路SELを備える。SELは、MDがカードモードを示す場合にはCLK0として図1の抽出クロック信号CKextを選択し、MDがRWモードを示す場合にはCLK0として図1の基準クロック信号CKoscを選択する。
<Details of clock generation circuit>
FIG. 10 is a circuit diagram showing a more detailed configuration example of the clock generation circuit in the wireless communication system of FIG. FIG. 11 is a waveform diagram showing an operation example of FIG. The clock generation circuit CKGEN1 shown in FIG. 10 is called a DLL (Delay Locked Loop) circuit or the like, and includes a phase comparison circuit PD, a charge pump circuit CP, a loop filter LF, a driver circuit DV, and a plurality (eight in this case). ) Delay elements DLY1 to DLY8. Here, CKGEN1 further includes a selection circuit SEL that selects a clock signal (input clock signal) CLK0 in accordance with the mode signal MD. The SEL selects the extracted clock signal CKext of FIG. 1 as CLK0 when the MD indicates the card mode, and selects the reference clock signal CCosc of FIG. 1 as CLK0 when the MD indicates the RW mode.

クロック信号(入力クロック信号)CLK0は、遅延素子DLY1〜DLY8を介して順次遅延され、DLY8よりクロック信号(出力クロック信号)CLK8として出力される。遅延素子DLY1〜DLY8は、それぞれ同一の回路で構成され、同じ遅延時間を持つ。位相比較回路PDは、CLK0とCLK8の位相を比較し、その位相比較結果をチャージポンプ回路CPに出力する。CPは、PDの位相比較結果(例えばCLK0を基準にCLK8の位相がどの程度進んでいるか、あるいはどの程度遅れているか)に応じてループフィルタLFの充電または放電を行う。ドライバ回路DVはLFの出力レベルに応じて制御電圧Vcntを生成し、DLY1〜DLY8は、このVcntに応じて遅延時間が制御される。これにより、入力クロック信号と出力クロック信号の位相が一致するように、DLY1〜DLY8の遅延時間が制御される。   The clock signal (input clock signal) CLK0 is sequentially delayed through the delay elements DLY1 to DLY8, and is output from the DLY8 as a clock signal (output clock signal) CLK8. The delay elements DLY1 to DLY8 are each configured by the same circuit and have the same delay time. The phase comparison circuit PD compares the phases of CLK0 and CLK8 and outputs the phase comparison result to the charge pump circuit CP. The CP charges or discharges the loop filter LF according to the PD phase comparison result (for example, how much the phase of CLK8 is advanced or how much is delayed with respect to CLK0). The driver circuit DV generates a control voltage Vcnt according to the output level of LF, and the delay times of DLY1 to DLY8 are controlled according to this Vcnt. Thereby, the delay times of DLY1 to DLY8 are controlled so that the phases of the input clock signal and the output clock signal match.

図10のDLL回路がロックした状態では、図11に示すように、遅延素子DLY1〜DLY8は、抽出クロック信号CKextまたは基準クロック信号CKoscと同じ特定周波数(例えば13.56MHz)を持ち、順に位相が45°ずつシフトしたクロック信号CLK1〜CLK8を生成する。したがって、カードモードCDMD時のI側およびQ側ローカル信号(第1および第2ローカル信号)LOi,LOqとして例えばCLK3,CLK5を用いることで、図3(a)に示した135°および225°のサンプリングポイントSPi,SPqを実現できる。この場合、CLK3,CLK5の立ち上がりエッジをSPi,SPqとすることも、立ち下がりエッジをSPi,SPqとすることも可能である。そのため、CLK3,CLK5の代わりにCLK7,CLK1を用いてもよい。   In the state in which the DLL circuit of FIG. 10 is locked, as shown in FIG. 11, the delay elements DLY1 to DLY8 have the same specific frequency (for example, 13.56 MHz) as the extracted clock signal CKext or the reference clock signal CCosc, and the phases are in order. Clock signals CLK1 to CLK8 shifted by 45 ° are generated. Therefore, by using, for example, CLK3 and CLK5 as the I-side and Q-side local signals (first and second local signals) LOi and LOq in the card mode CDMD, the 135 ° and 225 ° shown in FIG. Sampling points SPi and SPq can be realized. In this case, the rising edges of CLK3 and CLK5 can be SPi and SPq, and the falling edges can be SPi and SPq. Therefore, CLK7 and CLK1 may be used instead of CLK3 and CLK5.

また、RWモードRWMD時のI側およびQ側ローカル信号(第3および第4ローカル信号)LOi,LOqとして例えばCLK2,CLK4を用いることで、図3(b)に示した90°および180°のサンプリングポイントSPi,SPqを実現できる。この場合、CLK2,CLK4の立ち上がりエッジをSPi,SPqとすることも、立ち下がりエッジをSPi,SPqとすることも可能である。そのため、CLK2,CLK4の代わりにCLK6,CLK8を用いてもよい。なお、SPi,SPqは、通常、図1のサンプリングスイッチSWi,SWqがオンからオフに遷移するタイミングで定められる。   Further, by using, for example, CLK2 and CLK4 as the I-side and Q-side local signals (third and fourth local signals) LOi and LOq in the RW mode RWMD, the 90 ° and 180 ° shown in FIG. Sampling points SPi and SPq can be realized. In this case, the rising edges of CLK2 and CLK4 can be SPi and SPq, and the falling edges can be SPi and SPq. Therefore, CLK6 and CLK8 may be used instead of CLK2 and CLK4. Note that SPi and SPq are usually determined at the timing when the sampling switches SWi and SWq in FIG. 1 transition from on to off.

図12は、図11とは異なるクロック生成回路の詳細な構成例を示す回路図である。図12に示すクロック生成回路CKGEN2は、PLL(Phase Locked Loop)回路等と呼ばれ、位相比較回路PDと、チャージポンプ回路CPと、ループフィルタLFと、電圧制御発振回路VCOと、分周回路NDIVを備える。また、ここでは、CKGEN2は、更に、モード信号MDに応じてクロック信号CLK0を選択する選択回路SELと、NDIVからの信号を用いてI側およびQ側ローカル信号LOi,LOqを生成する比較回路CMPとを備える。SELは、図11の場合と同様である。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a clock generation circuit different from FIG. The clock generation circuit CKGEN2 shown in FIG. 12 is called a PLL (Phase Locked Loop) circuit or the like, and includes a phase comparison circuit PD, a charge pump circuit CP, a loop filter LF, a voltage controlled oscillation circuit VCO, and a frequency dividing circuit NDIV. Is provided. Here, CKGEN2 further includes a selection circuit SEL that selects the clock signal CLK0 according to the mode signal MD, and a comparison circuit CMP that generates the I-side and Q-side local signals LOi and LOq using the signal from NDIV. With. SEL is the same as in FIG.

位相比較回路PDは、クロック信号CLK0の位相と、分周回路NDIVから出力されたクロック信号CLK0x1の位相とを比較し、その位相比較結果をチャージポンプ回路CPに出力する。CPは、PDの位相比較結果(例えばCLK0を基準にCLK0x1の位相がどの程度進んでいるか、あるいはどの程度遅れているか)に応じてループフィルタLFの充電または放電を行う。電圧制御発振回路VCOは、LFによって生成される制御電圧Vcntに応じた発振周波数を持つクロック信号CLKx4を生成する。NDIVは、VCOからのCLKx4を4分周してCLK0x1を出力する。   The phase comparison circuit PD compares the phase of the clock signal CLK0 with the phase of the clock signal CLK0x1 output from the frequency dividing circuit NDIV, and outputs the phase comparison result to the charge pump circuit CP. The CP charges or discharges the loop filter LF according to the PD phase comparison result (for example, how much the phase of CLK0x1 is advanced or how much is delayed with respect to CLK0). The voltage controlled oscillation circuit VCO generates a clock signal CLKx4 having an oscillation frequency corresponding to the control voltage Vcnt generated by LF. NDIV divides CLKx4 from the VCO by 4 and outputs CLK0x1.

図12のPLL回路がロックした状態では、電圧制御発振回路VCOは、クロック信号CLK0の4倍の発振周波数を持つクロック信号CLKx4を生成し、分周回路NDIVは、CLK0の1倍の発振周波数を持つクロック信号CLKx1を生成する。NDIVは、この分周動作の過程で、CLK0の2倍の発振周波数を持つクロック信号CLKx2を生成する。この際に、NDIVは、CLKx4,CLKx2,CLKx1をそれぞれ1ビットとして、CLK0の1周期で一巡する3ビットのカウンタとみなせる。この場合、1ビットのカウントが45°の位相に対応する。   In a state where the PLL circuit of FIG. 12 is locked, the voltage controlled oscillation circuit VCO generates a clock signal CLKx4 having an oscillation frequency four times that of the clock signal CLK0, and the frequency dividing circuit NDIV has an oscillation frequency that is one time that of CLK0. A clock signal CLKx1 is generated. The NDIV generates a clock signal CLKx2 having an oscillation frequency twice that of CLK0 in the course of this frequency division operation. At this time, NDIV can be regarded as a 3-bit counter that makes one cycle of CLK0, with CLKx4, CLKx2, and CLKx1 as 1 bit. In this case, a 1-bit count corresponds to a phase of 45 °.

したがって、例えば、カードモードの場合には、比較回路CMPを用いて、135°の位相を表すカウンタ設定値ISETと225°の位相を表すカウンタ設定値QSETとでそれぞれトリガをかけることで、ローカル信号LOi,LOqが生成される。同様に、RWモードの場合には、CMPを用いて、90°の位相を表すISETと180°の位相を表すQSETとでそれぞれトリガをかけることで、LOi,LOqが生成される。   Therefore, for example, in the card mode, the local signal is generated by triggering the counter setting value ISET representing the phase of 135 ° and the counter setting value QSET representing the phase of 225 ° using the comparison circuit CMP. LOi and LOq are generated. Similarly, in the case of the RW mode, LOi and LOq are generated by triggering with ISET representing a 90 ° phase and QSET representing a 180 ° phase using CMP.

このように、図1のクロック生成回路CKGENは、DLL回路やPLL回路によって構成される。また、図示は省略するが、このような位相同期方式ではなく、場合によっては位相補間方式を用いた構成でも実現可能である。ただし、例えば図11と図12の比較から判るように、DLL回路を用いることで、回路構成をより簡素化でき、また、4逓倍クロック等を生成する必要がないため消費電力の低減が図れ、更に、位相調整の高精度化も図り易い。したがって、このような観点から、CKGENは、DLL回路で構成することがより望ましい。   As described above, the clock generation circuit CKGEN in FIG. 1 includes a DLL circuit and a PLL circuit. Although not shown in the drawings, the present invention can be realized by a configuration using a phase interpolation method instead of such a phase synchronization method. However, as can be seen from the comparison between FIG. 11 and FIG. 12, for example, by using a DLL circuit, the circuit configuration can be further simplified, and since it is not necessary to generate a quadruple clock or the like, power consumption can be reduced. Furthermore, it is easy to improve the accuracy of phase adjustment. Therefore, from this point of view, it is more preferable that CKGEN is configured with a DLL circuit.

なお、比較例として、仮にPLL回路やDLL回路のような負帰還構成の制御ループを用いない場合には、PVT(プロセス・電圧・温度)の条件によって、十分な精度を持つ位相調整が行えない場合がある。特に、図7(b)に示したRWモードにおけるコミュニケーションホールの場合には、例えば、カードモード時の図3(a)のような箇所にサンプリングポイントSPi,SPqがズレると、I側検波信号IOUTとQ側検波信号QOUTとの間の差分値を用いても、正しい復調動作が困難となる場合がある。そこで、位相調整を高精度に行うためには、PLL回路やDLL回路(特にDLL回路)を用いることが望ましい。また、ローカル信号LOi,LOqは、必ずしも図11のような50%のデューティを持つ信号である必要はなく、場合によってはサンプリングスイッチをオンに制御するオンデューティを適宜調整することも可能である。   As a comparative example, if a negative feedback control loop such as a PLL circuit or a DLL circuit is not used, phase adjustment with sufficient accuracy cannot be performed depending on the conditions of PVT (process / voltage / temperature). There is a case. In particular, in the case of the communication hole in the RW mode shown in FIG. 7B, for example, if the sampling points SPi and SPq are shifted to the location shown in FIG. 3A in the card mode, the I-side detection signal IOUT Even if the difference value between the signal and the Q-side detection signal QOUT is used, correct demodulation operation may be difficult. Therefore, in order to perform phase adjustment with high accuracy, it is desirable to use a PLL circuit or a DLL circuit (particularly a DLL circuit). Further, the local signals LOi and LOq are not necessarily signals having a duty of 50% as shown in FIG. 11, and it is possible to appropriately adjust the on-duty for controlling the sampling switch to turn on in some cases.

《処理回路の詳細》
図13(a)、図13(b)および図13(c)は、図1の無線通信システムにおいて、その処理回路のそれぞれ異なる構成例を示す回路ブロック図である。図13(a)に示す処理回路PBK1では、アンプ回路部AMPBKはI側およびQ側にそれぞれ対応する2個のアンプ回路AMPi,AMPqで構成され、アナログ・ディジタル変換回路部ADCBKもI側およびQ側にそれぞれ対応する2個のアナログ・ディジタル変換回路ADCi,ADCqで構成される。この場合、論理回路部LGBKは、ADCi,ADCqからのディジタル信号を受け、その差分値をディジタル演算することで‘H’レベル又は‘L’レベルの復調を行う。
<Details of processing circuit>
FIGS. 13A, 13B, and 13C are circuit block diagrams showing different configuration examples of the processing circuit in the wireless communication system of FIG. In the processing circuit PBK1 shown in FIG. 13A, the amplifier circuit unit AMPBK is composed of two amplifier circuits AMPi and AMPq respectively corresponding to the I side and the Q side, and the analog / digital conversion circuit unit ADCBK is also connected to the I side and the Q side. It is composed of two analog / digital conversion circuits ADCi and ADCq corresponding to the respective sides. In this case, the logic circuit unit LGBK receives the digital signals from the ADCi and ADCq, and performs a digital operation on the difference value to perform demodulation of the “H” level or the “L” level.

図13(b)に示す処理回路PBK2では、アンプ回路部AMPBKはI側検波信号IOUTとQ側検波信号QOUTを差動入力として所定のゲインで増幅する差動アンプ回路AMPDで構成され、アナログ・ディジタル変換回路部ADCBKも差動型のアナログ・ディジタル変換回路ADCDで構成される。この場合、ADCDからのディジタル信号は、IOUTとQOUTとの間の差分値を表すため、論理回路部LGBKは、そのディジタル信号の大きさに応じて‘H’レベル又は‘L’レベルの復調を行えばよい。   In the processing circuit PBK2 shown in FIG. 13B, the amplifier circuit unit AMPBK is composed of a differential amplifier circuit AMPD that amplifies the I-side detection signal IOUT and the Q-side detection signal QOUT with a predetermined gain as differential inputs. The digital conversion circuit unit ADCBK is also composed of a differential analog / digital conversion circuit ADCD. In this case, since the digital signal from ADCD represents the difference value between IOUT and QOUT, the logic circuit unit LGBK demodulates the 'H' level or 'L' level depending on the magnitude of the digital signal. Just do it.

図13(c)に示す処理回路PBK3では、アンプ回路部AMPBKはI側およびQ側で共通に用いる1個のアンプ回路AMPiqで構成され、アナログ・ディジタル変換回路部ADCBKもI側およびQ側で共通に用いる1個のアナログ・ディジタル変換回路ADCiqで構成される。このようにAMPiqおよびADCiqを共通で用いるため、ここでは、AMPBKの入力側に選択スイッチTSW1が設けられ、ADCBKの出力側に選択スイッチTSW2が設けられる。この場合、TSW1,TSW2は、共にI側とQ側を時分割で交互に選択し、これに応じて、論理回路部LGBKは、I側に対応するディジタル信号とQ側に対応するディジタル信号を時分割で交互に受ける。LGBKは、この交互に受けたディジタル信号の差分値をディジタル演算することで、‘H’レベル又は‘L’レベルの復調を行う。   In the processing circuit PBK3 shown in FIG. 13 (c), the amplifier circuit unit AMPBK is composed of one amplifier circuit AMPiq commonly used on the I side and the Q side, and the analog / digital conversion circuit unit ADCBK is also on the I side and the Q side. It is composed of one analog / digital conversion circuit ADCiq used in common. Since AMPiq and ADCiq are used in common in this way, here, a selection switch TSW1 is provided on the input side of AMPBK, and a selection switch TSW2 is provided on the output side of ADCBK. In this case, both TSW1 and TSW2 alternately select the I side and the Q side in a time division manner, and accordingly, the logic circuit unit LGBK receives the digital signal corresponding to the I side and the digital signal corresponding to the Q side. Receive alternately in time division. The LGBK performs demodulation of the “H” level or the “L” level by digitally calculating a difference value between the alternately received digital signals.

アンプ回路やアナログ・ディジタル変換回路は、通常、固有のオフセット電圧等を持ち、例えばI側とQ側でオフセット電圧等が異なると、復調の際の精度が低下する恐れがある。したがって、この観点から、図13(a)よりも図13(b)または図13(c)の構成例を用いる方が望ましい。さらに、図13(b)と図13(c)を比較すると、選択スイッチTSW1,TSW2の切り替えや、論理回路部LGBKの処理に伴う処理の容易性の観点からは、図13(c)よりも図13(b)の構成例の方が望ましい。このように、本実施の形態の方式を用いれば、I側とQ側の差分値のみを演算すればよいため、図13(b)の構成例を代表に、処理回路PBKの回路構成や処理内容を簡素化することが可能になる。   The amplifier circuit and the analog / digital conversion circuit usually have a unique offset voltage, and if the offset voltage is different between the I side and the Q side, for example, the accuracy in demodulation may be lowered. Therefore, from this point of view, it is preferable to use the configuration example of FIG. 13B or FIG. 13C rather than FIG. Further, when comparing FIG. 13B and FIG. 13C, from the viewpoint of the switching of the selection switches TSW1 and TSW2 and the ease of processing accompanying the processing of the logic circuit unit LGBK, it is more than that of FIG. The configuration example of FIG. 13B is more desirable. As described above, since only the difference value between the I side and the Q side needs to be calculated by using the method of the present embodiment, the circuit configuration and processing of the processing circuit PBK are represented by the configuration example of FIG. The content can be simplified.

《携帯電話システムへの適用例》
図14は、図1の無線通信システムを備えた携帯電話システムの概略構成例を示すブロック図である。図14に示す携帯電話システムは、携帯電話装置MDEVと、それに接続された携帯用アンテナANTFおよびNFC用アンテナANTNを備える。MDEVは、NFCチップ(無線通信用半導体装置)NFCCP、携帯用高周波信号処理ユニットRFFU、ベースバンドプロセッサユニットBBU、アプリケーションプロセッサユニットAPPU、および各種周辺ユニットPERIUなどを含み、これらは一つの筐体内に搭載されている。
《Example of application to mobile phone system》
FIG. 14 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a mobile phone system including the wireless communication system of FIG. The mobile phone system shown in FIG. 14 includes a mobile phone device MDEV, and a portable antenna ANTF and an NFC antenna ANTN connected thereto. The MDEV includes an NFC chip (semiconductor device for wireless communication) NFCCP, a portable high-frequency signal processing unit RFFU, a baseband processor unit BBU, an application processor unit APPU, and various peripheral units PERU. These are mounted in one casing. Has been.

各種周辺ユニットPERIUは、携帯電話システムが備える各種機能を実現するためのハードウェアであり、特に限定はされないが、ディスプレイ、マイク、スピーカ等の各種駆動回路や、カメラ等のセンサ回路などを代表に様々なものが挙げられる。アプリケーションプロセッサユニットAPPUは、携帯電話システム内に格納された各種アプリケーションプログラムを実行する。ベースバンドプロセッサユニットBBUは、例えば、アプリケーションプロセッサユニットAPPUが外部通信を行う際に、当該外部通信で必要とされるベースバンドでの各種処理を行う。携帯用高周波信号処理ユニットRFFUは、携帯用アンテナANTFとBBUとの間で、主に、ベースバンド信号の高周波信号(例えば2GHz帯等)へのアップコンバートや、高周波信号のベースベンド信号へのダウンコンバート等を行う。   The various peripheral units PERUU are hardware for realizing various functions provided in the mobile phone system, and are not particularly limited, but are representative of various drive circuits such as a display, a microphone, and a speaker, and a sensor circuit such as a camera. There are various things. The application processor unit APPU executes various application programs stored in the mobile phone system. For example, when the application processor unit APPU performs external communication, the baseband processor unit BBU performs various processes in the baseband required for the external communication. The portable high-frequency signal processing unit RFFU mainly performs up-conversion of baseband signals to high-frequency signals (for example, 2 GHz band, etc.) and down-converts high-frequency signals to base bend signals between the portable antennas ANTF and BBU. Convert and so on.

NFCチップ(無線通信用半導体装置)NFCCPは、NFC用高周波信号処理ユニットRFNUおよびセキュリティユニットSECUなどを備える。当該NFCCPおよびNFC用アンテナANTNは、NFCユニットNFCUを構成する。図1に示したアンテナANTは、図14のANTNに対応し、図1に示したANT以外の部分は、図14のRFNU内に含まれる。ANTNは、例えばコイルで構成され、電磁誘導方式を用いて無線通信を行う。RFNUは、ベースバンド信号(例えば最大1MHz程度)の高周波信号(例えば13.56MHz)へのアップコンバートや、図1等で述べた方式に基づいて高周波信号のベースベンド信号へのダウンコンバート等を行う。SECUは、この通信処理の過程で認証等の処理を行うことで個人情報等を保護する。   The NFC chip (semiconductor device for wireless communication) NFCCP includes an NFC high-frequency signal processing unit RFNU, a security unit SECU, and the like. The NFCCP and the NFC antenna ANTN constitute an NFC unit NFCU. The antenna ANT shown in FIG. 1 corresponds to the ANTN shown in FIG. 14, and portions other than the ANT shown in FIG. 1 are included in the RFNU shown in FIG. The ANTN is composed of, for example, a coil and performs wireless communication using an electromagnetic induction method. RFNU performs up-conversion of a baseband signal (for example, about 1 MHz at the maximum) to a high-frequency signal (for example, 13.56 MHz), down-conversion of a high-frequency signal to a base bend signal based on the method described in FIG. . The SECU protects personal information and the like by performing processing such as authentication in the course of this communication processing.

近年、このようなモバイル機器では、小型化、高機能化、高速化等により、様々な機能が小さいエリアに凝縮され、ノイズの問題がより顕著になってきている。また、モバイル機器は、様々な環境で使用されるため温度等の変動が生じ易い。そこで、図10等に示したようなクロック生成回路を用いて位相を高精度に制御し、図3等に示したようなサンプリングポイントに設定することで、このようなモバイル機器においても信頼性が高い復調動作が実現可能になる。   In recent years, in such mobile devices, various functions are condensed in a small area due to downsizing, high functionality, high speed, etc., and the problem of noise has become more prominent. Further, since mobile devices are used in various environments, fluctuations in temperature and the like are likely to occur. Therefore, by controlling the phase with high precision using a clock generation circuit as shown in FIG. 10 and setting the sampling point as shown in FIG. High demodulation operation can be realized.

図15は、図14におけるNFCチップ(無線通信用半導体装置)周りのより詳細な構成例を示すブロック図である。図15では、NFCチップ(無線通信用半導体装置)NFCCPに加えて、NFCCPとNFC用アンテナANTNとの間に設けられた整流装置RECTと、NFCCPと図14のベースバンドプロセッサユニットBBUとの間に設けられたホストインタフェース装置HSTIFとが示されている。RECTは、ANTNで受信した高周波信号をダイオードブリッジ回路等を用いて整流し、電源電圧を生成する。当該電源電圧は、例えばカードモードの際に使用される。   FIG. 15 is a block diagram showing a more detailed configuration example around the NFC chip (wireless communication semiconductor device) in FIG. 15, in addition to the NFC chip (wireless communication semiconductor device) NFCCP, the rectifier RECT provided between the NFCCP and the NFC antenna ANTN, and the NFCCP and the baseband processor unit BBU in FIG. The provided host interface device HSTIF is shown. RECT rectifies a high-frequency signal received by ANTN using a diode bridge circuit or the like to generate a power supply voltage. The power supply voltage is used, for example, in the card mode.

ホストインタフェース装置HSTIFは、NFCチップNFCCPとベースバンドプロセッサユニットBBUとの間の通信を適宜制御する。NFCCPには、外付け部品として図1の発振回路(ここでは水晶発振回路)OSCで使用する水晶振動子XTAL等が接続されている。整流装置RECT、NFCCP、およびHSTIFは、特に限定はされないが、1個の配線基板上にモジュールとして実装される。なお、RECTやHSTIFは、場合によってはNFCCP内で形成することも可能である。   The host interface device HSTIF appropriately controls communication between the NFC chip NFCCP and the baseband processor unit BBU. A crystal resonator XTAL used in the oscillation circuit (here, crystal oscillation circuit) OSC in FIG. 1 is connected to the NFCCP as an external component. The rectifiers RECT, NFCCP, and HSTIF are not particularly limited, but are mounted as a module on one wiring board. Note that RECT and HSTIF may be formed in NFCCP depending on circumstances.

図16は、図15におけるNFCチップ(無線通信用半導体装置)のより詳細な構成例を示すブロック図である。図16に示すNFCチップ(無線通信用半導体装置)NFCCPは、高周波信号処理用のアナログ回路部RFABKおよびディジタル回路部RFLBK、セキュリティ回路部SECBK、プロセッサ回路CPU、不揮発性メモリ(ROM,EEPROM)、および揮発性メモリRAM等を備える。RFABKには、送信系回路部TXBKおよび受信系回路部RXBKが含まれる。   FIG. 16 is a block diagram illustrating a more detailed configuration example of the NFC chip (semiconductor device for wireless communication) in FIG. The NFC chip (semiconductor device for wireless communication) NFCCP shown in FIG. 16 includes an analog circuit unit RFABK and a digital circuit unit RFLBK for high frequency signal processing, a security circuit unit SECBK, a processor circuit CPU, a nonvolatile memory (ROM, EEPROM), and A volatile memory RAM or the like is provided. The RFABK includes a transmission system circuit unit TXBK and a reception system circuit unit RXBK.

例えば、図1に示した各種アナログ回路(MIXBK,FLTi,FLTq,AMPBK,ADCBK,CKEXT,OSC,CKGEN)は、RFABK内に含まれ、その大部分はRXBK内に含まれる。また、例えば、図1に示した各種ディジタル回路(MDSET,LGBK)は、RFLBK内に含まれる。プロセッサ回路CPUは、例えば、揮発性メモリRAMをワーク用として用いながら、不揮発性メモリ(ROM,EEPROM)に格納された所定のプログラム(RWモード用制御プログラムやカードモード用制御プログラム等)を実行する。このプログラムの実行過程で、高周波ディジタル回路部RFLBKは、変調・復調および符号化等に伴うディジタル信号の処理や、高周波アナログ回路部RFABKのシーケンス制御等を行い、セキュリティ回路部SECBKは認証動作等を行う。   For example, the various analog circuits (MIXBK, FLTi, FLTq, AMPBK, ADCBK, CKEXT, OSC, CKGEN) shown in FIG. 1 are included in RFABK, and most of them are included in RXBK. Further, for example, various digital circuits (MDSET, LGBK) shown in FIG. 1 are included in the RFLBK. The processor circuit CPU executes, for example, a predetermined program (RW mode control program, card mode control program, etc.) stored in a nonvolatile memory (ROM, EEPROM) while using the volatile memory RAM for work. . In the process of executing this program, the high-frequency digital circuit section RFLBK performs digital signal processing accompanying modulation / demodulation and encoding, sequence control of the high-frequency analog circuit section RFABK, and the security circuit section SECBK performs authentication operations and the like. Do.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、ここでは、13.56MHzの電磁波信号を用いた無線通信システムを例に説明を行ったが、これに限定されるものではなく、ASK変調を用いる無線通信システムであれば、同様に適用して同様の効果が得られる。   For example, here, a wireless communication system using a 13.56 MHz electromagnetic wave signal has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and any wireless communication system using ASK modulation may be applied similarly. The same effect can be obtained.

ADC アナログ・ディジタル変換回路
ADCBK アナログ・ディジタル変換回路部
ADCD 差動型のアナログ・ディジタル変換回路
AMP アンプ回路
AMPBK アンプ回路部
AMPD 差動アンプ回路
ANT アンテナ
ANTF 携帯用アンテナ
ANTN NFC用アンテナ
APPU アプリケーションプロセッサユニット
BBU ベースバンドプロセッサユニット
C キャパシタ
CD ICカード
CDMD カードモード
CK,CLK クロック信号
CKEXT クロック抽出回路
CKGEN クロック生成回路
CMP 比較回路
CP チャージポンプ回路
CPU プロセッサ回路
CR キャリア信号
DLY 遅延素子
DV ドライバ回路
FLT フィルタ
GND 接地電源電圧
HSTIF ホストインタフェース装置
ISET,QSET カウンタ設定値
LF ループフィルタ
LGBK 論理回路部
LO ローカル信号
MD モード信号
MDEV 携帯電話装置
MDSET モード設定部
MIX サンプリングミキサ回路
MIXBK ミキサ回路部
NDIV 分周回路
NFCCP NFCチップ(無線通信用半導体装置)
NFCU NFCユニット
OSC 発振回路
OTBK 出力部
OUT,OUT’,IOUT,QOUT,IOUT’,QOUT’ 検波信号
PBK 処理回路
PD 位相比較回路
PERIU 各種周辺ユニット
RAM 揮発性メモリ
RECT 整流装置
RF,RF’ 高周波信号(RF信号)
RFABK アナログ回路部
RFFU 携帯用高周波信号処理ユニット
ADC Analog / Digital Converter Circuit ADCBK Analog / Digital Converter Circuit ADCD Differential Type Analog / Digital Converter Circuit AMP Amplifier Circuit AMPBK Amplifier Circuit Unit AMPD Differential Amplifier Circuit ANT Antenna ANTF Portable Antenna ANTN NFC Antenna APPU Application Processor Unit BBU Baseband processor unit C capacitor CD IC card CDMD card mode CK, CLK clock signal CKEXT clock extraction circuit CKGEN clock generation circuit CMP comparison circuit CP charge pump circuit CPU processor circuit CR carrier signal DLY delay element DV driver circuit FLT filter GND Ground power supply voltage HSTIF Host Interface Device ISET, QSET Count Setpoint LF loop filter LGBK logic circuit LO local signal MD mode signal MDEV mobile telephone apparatus MDSET mode setting unit MIX sampling mixer circuit MIXBK mixer circuit section NDIV divider NFCCP NFC chip (wireless communication semiconductor device)
NFCU NFC unit OSC oscillation circuit OTBK output unit OUT, OUT ', IOUT, QOUT, IOUT', QOUT 'detection signal PBK processing circuit PD phase comparison circuit PERUU various peripheral units RAM volatile memory RECT rectifier RF, RF' high frequency signal ( RF signal)
RFABK Analog circuit part RFFU Portable high frequency signal processing unit

Claims (16)

特定周波数のキャリア信号に変調信号に基づく振幅変調が加わったRF信号を受信するアンテナと、
前記RF信号を前記特定周波数およびX°の位相でサンプリングすることで検波する第1サンプリングミキサ回路と、
前記RF信号を前記特定周波数およびY°の位相でサンプリングすることで検波する第2サンプリングミキサ回路と、
前記第1サンプリングミキサ回路からの第1検波信号と、前記第2サンプリングミキサ回路からの第2検波信号とを受けて演算を行う処理回路と、を備え、
前記X°および前記Y°は、前記キャリア信号のゼロクロス点を0°として、90°<X°<180°、かつ180°<Y°<270°、かつ(180°−X°)≒(Y°−180°)を満たす値であり、
前記処理回路は、前記第1検波信号のレベルと前記第2検波信号のレベルとの間の差分値を演算することで前記変調信号を復調する、無線通信システム。
An antenna for receiving an RF signal in which amplitude modulation based on a modulation signal is added to a carrier signal of a specific frequency;
A first sampling mixer circuit that detects the RF signal by sampling at the specific frequency and a phase of X °;
A second sampling mixer circuit that detects the RF signal by sampling at the specific frequency and a phase of Y °;
A processing circuit that performs an operation in response to the first detection signal from the first sampling mixer circuit and the second detection signal from the second sampling mixer circuit;
The X ° and the Y ° are 90 ° <X ° <180 °, 180 ° <Y ° <270 °, and (180 ° −X °) ≈ (Y, where the zero cross point of the carrier signal is 0 °. (° -180 °),
The wireless communication system, wherein the processing circuit demodulates the modulation signal by calculating a difference value between a level of the first detection signal and a level of the second detection signal.
請求項1記載の無線通信システムにおいて、
さらに、前記RF信号に含まれる前記キャリア信号を用いて前記特定周波数および前記X°の位相を持つ第1ローカル信号と前記特定周波数および前記Y°の位相を持つ第2ローカル信号とを生成するクロック生成回路を有し、
前記第1サンプリングミキサ回路は、
前記第1ローカル信号でオン・オフが制御される第1スイッチと、
前記第1スイッチに結合される第1キャパシタと、を含み、
前記第2サンプリングミキサ回路は、
前記第2ローカル信号でオン・オフが制御される第2スイッチと、
前記第2スイッチに結合される第2キャパシタと、を含む、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
Further, a clock for generating a first local signal having the specific frequency and the phase of X ° and a second local signal having the phase of the specific frequency and the phase of Y ° using the carrier signal included in the RF signal. A generator circuit;
The first sampling mixer circuit includes:
A first switch controlled to be turned on and off by the first local signal;
A first capacitor coupled to the first switch;
The second sampling mixer circuit includes:
A second switch controlled to be turned on / off by the second local signal;
And a second capacitor coupled to the second switch.
請求項2記載の無線通信システムにおいて、
前記X°は、135°近辺であり、
前記Y°は、225°近辺である、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 2, wherein
The X ° is around 135 °,
The wireless communication system, wherein Y ° is around 225 °.
請求項3記載の無線通信システムにおいて、
前記クロック生成回路は、出力クロック信号の位相が前記RF信号に含まれる前記キャリア信号の位相と一致するように複数の遅延素子の遅延時間を制御するDLL回路を備え、
前記第1および第2ローカル信号は、前記複数の遅延素子の中のそれぞれ異なる遅延素子の出力ノードで生成される、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 3,
The clock generation circuit includes a DLL circuit that controls delay times of a plurality of delay elements so that a phase of an output clock signal matches a phase of the carrier signal included in the RF signal,
The wireless communication system, wherein the first and second local signals are generated at output nodes of different delay elements among the plurality of delay elements.
請求項4記載の無線通信システムにおいて、
前記特定周波数は、13.56MHzである、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 4, wherein
The wireless communication system, wherein the specific frequency is 13.56 MHz.
ICカードとして動作するカードモードかリーダライタとして動作するリーダライタモードかを設定する設定部と、
前記カードモードの際には、特定周波数の第1キャリア信号に第1変調信号に基づく振幅変調が加わった第1RF信号を受信し、前記リーダライタモードの際には、外部のICカードに向けて前記特定周波数の第2キャリア信号を送信すると共に、前記外部のICカードによって第2変調信号に基づく負荷変調が行われた第2RF信号を受信するアンテナと、
前記カードモードの際には、前記第1RF信号を前記特定周波数およびX1°の位相でサンプリングすることで検波し、前記リーダライタモードの際には、前記第2RF信号を前記特定周波数およびX2°の位相でサンプリングすることで検波する第1サンプリングミキサ回路と、
前記カードモードの際には、前記第1RF信号を前記特定周波数およびY1°の位相でサンプリングすることで検波し、前記リーダライタモードの際には、前記第2RF信号を前記特定周波数およびY2°の位相でサンプリングすることで検波する第2サンプリングミキサ回路と、
前記第1サンプリングミキサ回路からの第1検波信号と、前記第2サンプリングミキサ回路からの第2検波信号とを受けて演算を行う処理回路と、を備え、
前記X1°および前記Y1°は、前記第1キャリア信号のゼロクロス点を0°として、90°<X1°<180°、かつ180°<Y1°<270°、かつ(180°−X1°)≒(Y1°−180°)を満たす値であり、
前記X2°および前記Y2°は、前記第2キャリア信号のゼロクロス点を0°として、X2°≒90°、かつY2°≒180°であり、
前記処理回路は、前記カードモードおよびリーダライタモードの際に、共に、前記第1検波信号のレベルと前記第2検波信号のレベルとの間の差分値を演算することで前記第1および第2変調信号を復調する、無線通信システム。
A setting unit for setting whether the card mode that operates as an IC card or the reader / writer mode that operates as a reader / writer;
In the card mode, a first RF signal in which amplitude modulation based on the first modulation signal is added to the first carrier signal having a specific frequency is received. In the reader / writer mode, the first RF signal is directed to an external IC card. An antenna for transmitting a second carrier signal of the specific frequency and receiving a second RF signal subjected to load modulation based on a second modulation signal by the external IC card;
In the card mode, the first RF signal is detected by sampling at the specific frequency and the phase of X1 °, and in the reader / writer mode, the second RF signal is detected at the specific frequency and X2 °. A first sampling mixer circuit that detects by sampling in phase;
In the card mode, the first RF signal is detected by sampling at the specific frequency and the phase of Y1 °, and in the reader / writer mode, the second RF signal is detected by the specific frequency and Y2 °. A second sampling mixer circuit that detects by sampling in phase;
A processing circuit that performs an operation in response to the first detection signal from the first sampling mixer circuit and the second detection signal from the second sampling mixer circuit;
The X1 ° and the Y1 ° are 90 ° <X1 ° <180 °, 180 ° <Y1 ° <270 °, and (180 ° −X1 °) ≈ where the zero cross point of the first carrier signal is 0 °. It is a value satisfying (Y1 ° -180 °),
The X2 ° and the Y2 ° are X2 ° ≈90 ° and Y2 ° ≈180 °, where the zero cross point of the second carrier signal is 0 °,
In the card mode and the reader / writer mode, the processing circuit calculates the difference value between the level of the first detection signal and the level of the second detection signal in both the card mode and the reader / writer mode. A wireless communication system that demodulates a modulated signal.
請求項6記載の無線通信システムにおいて、
さらに、前記カードモードの際には、前記第1キャリア信号を用いて前記特定周波数および前記X1°の位相を持つ第1ローカル信号と前記特定周波数および前記Y1°の位相を持つ第2ローカル信号とを生成し、前記リーダライタモードの際には、前記第2キャリア信号を用いて前記特定周波数および前記X2°の位相を持つ第3ローカル信号と前記特定周波数および前記Y2°の位相を持つ第4ローカル信号とを生成するクロック生成回路を有し、
前記第1サンプリングミキサ回路は、
前記カードモードの際には前記第1ローカル信号でオン・オフが制御され、前記リーダライタモードの際には前記第3ローカル信号でオン・オフが制御される第1スイッチと、
前記第1スイッチに結合される第1キャパシタと、を含み、
前記第2サンプリングミキサ回路は、
前記カードモードの際には前記第2ローカル信号でオン・オフが制御され、前記リーダライタモードの際には前記第4ローカル信号でオン・オフが制御される第2スイッチと、
前記第2スイッチに結合される第2キャパシタと、を含む、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 6, wherein
Further, in the card mode, a first local signal having the specific frequency and the phase of X1 ° and a second local signal having the specific frequency and the phase of Y1 ° using the first carrier signal; In the reader / writer mode, a third local signal having the specific frequency and the phase of X2 ° and a fourth frequency having the specific frequency and the phase of Y2 ° are used by using the second carrier signal. A clock generation circuit for generating a local signal;
The first sampling mixer circuit includes:
A first switch that is controlled to be turned on / off by the first local signal in the card mode, and that is turned on / off by the third local signal in the reader / writer mode;
A first capacitor coupled to the first switch;
The second sampling mixer circuit includes:
A second switch that is controlled to be turned on / off by the second local signal in the card mode, and that is turned on / off by the fourth local signal in the reader / writer mode;
And a second capacitor coupled to the second switch.
請求項7記載の無線通信システムにおいて、
前記X1°は、135°近辺であり、
前記Y1°は、225°近辺である、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 7, wherein
X1 ° is around 135 °,
The wireless communication system, wherein Y1 ° is around 225 °.
請求項8記載の無線通信システムにおいて、
さらに、前記第2キャリア信号を生成する発振回路を備え、
前記クロック生成回路は、
前記第1および第2キャリア信号のいずれかを入力クロック信号として選択する選択回路と、
出力クロック信号の位相が前記入力クロック信号の位相と一致するように複数の遅延素子の遅延時間を制御するDLL回路と、を備え、
前記第1〜第4ローカル信号は、前記複数の遅延素子の中のそれぞれ異なる遅延素子の出力ノードで生成される、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 8, wherein
And an oscillation circuit for generating the second carrier signal,
The clock generation circuit includes:
A selection circuit that selects one of the first and second carrier signals as an input clock signal;
A DLL circuit that controls delay times of a plurality of delay elements such that the phase of the output clock signal matches the phase of the input clock signal,
The wireless communication system, wherein the first to fourth local signals are generated at output nodes of different delay elements among the plurality of delay elements.
請求項9記載の無線通信システムにおいて、
前記処理回路は、
前記第1検波信号と前記第2検波信号を差動入力として増幅する差動アンプ回路と、
前記差動アンプ回路の出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換回路と、を有する、無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 9, wherein
The processing circuit is
A differential amplifier circuit that amplifies the first detection signal and the second detection signal as a differential input;
An analog-digital conversion circuit that converts an output signal of the differential amplifier circuit into a digital signal.
ICカードとして動作するカードモードかリーダライタとして動作するリーダライタモードかを設定する設定部と、
前記カードモードの際に、アンテナで受信した第1RF信号を特定周波数およびX1°の位相でサンプリングすることで検波する第1サンプリングミキサ回路と、
前記カードモードの際に、前記第1RF信号を前記特定周波数およびY1°の位相でサンプリングすることで検波する第2サンプリングミキサ回路と、
前記第1サンプリングミキサ回路からの第1検波信号と、前記第2サンプリングミキサ回路からの第2検波信号とを受けて演算を行う処理回路と、を備え、
前記第1RF信号は、前記特定周波数の第1キャリア信号に第1変調信号に基づく振幅変調が加わった信号であり、
前記X1°および前記Y1°は、前記第1キャリア信号のゼロクロス点を0°として、90°<X1°<180°、かつ180°<Y1°<270°、かつ(180°−X1°)≒(Y1°−180°)を満たす値であり、
前記処理回路は、前記カードモードの際に、前記第1検波信号のレベルと前記第2検波信号のレベルとの間の差分値を演算することで前記第1変調信号を復調する、無線通信用半導体装置。
A setting unit for setting whether the card mode that operates as an IC card or the reader / writer mode that operates as a reader / writer;
A first sampling mixer circuit that detects the first RF signal received by the antenna by sampling at a specific frequency and a phase of X1 ° during the card mode;
A second sampling mixer circuit for detecting by sampling the first RF signal at the specific frequency and a phase of Y1 ° during the card mode;
A processing circuit that performs an operation in response to the first detection signal from the first sampling mixer circuit and the second detection signal from the second sampling mixer circuit;
The first RF signal is a signal obtained by adding amplitude modulation based on a first modulation signal to the first carrier signal of the specific frequency,
The X1 ° and the Y1 ° are 90 ° <X1 ° <180 °, 180 ° <Y1 ° <270 °, and (180 ° −X1 °) ≈ where the zero cross point of the first carrier signal is 0 °. It is a value satisfying (Y1 ° -180 °),
The processing circuit demodulates the first modulation signal by calculating a difference value between the level of the first detection signal and the level of the second detection signal in the card mode. Semiconductor device.
請求項11記載の無線通信用半導体装置において、
前記X1°は、135°近辺であり、
前記Y1°は、225°近辺である、無線通信用半導体装置。
The semiconductor device for wireless communication according to claim 11,
X1 ° is around 135 °,
The Y1 ° is a semiconductor device for wireless communication that is around 225 °.
請求項12記載の無線通信用半導体装置において、
さらに、前記リーダライタモードの際に、外部のICカードに向けて送信するための前記特定周波数の第2キャリア信号を生成する発振回路を備え、
前記第1サンプリングミキサ回路は、さらに、前記リーダライタモードの際に、前記アンテナで受信した第2RF信号を前記特定周波数およびX2°の位相でサンプリングすることで検波し、
前記第2サンプリングミキサ回路は、さらに、前記リーダライタモードの際に、前記第2RF信号を前記特定周波数およびY2°の位相でサンプリングすることで検波し、
前記第2RF信号は、前記外部のICカードが前記第2キャリア信号に対して第2変調信号に基づく負荷変調を行った信号であり、
前記X2°および前記Y2°は、前記第2キャリア信号のゼロクロス点を0°として、X2°≒90°、かつY2°≒180°であり、
前記処理回路は、前記カードモードに加えて前記リーダライタモードの際にも、前記第1検波信号のレベルと前記第2検波信号のレベルとの間の差分値を演算することで前記第2変調信号を復調する、無線通信用半導体装置。
The semiconductor device for wireless communication according to claim 12,
In addition, an oscillation circuit that generates a second carrier signal of the specific frequency for transmission to an external IC card in the reader / writer mode,
The first sampling mixer circuit further detects the second RF signal received by the antenna by sampling at the specific frequency and a phase of X2 ° in the reader / writer mode,
In the reader / writer mode, the second sampling mixer circuit further detects the second RF signal by sampling the second RF signal at the specific frequency and a phase of Y2 °,
The second RF signal is a signal obtained by performing load modulation on the second carrier signal based on the second modulation signal by the external IC card,
The X2 ° and the Y2 ° are X2 ° ≈90 ° and Y2 ° ≈180 °, where the zero cross point of the second carrier signal is 0 °,
The processing circuit calculates the difference value between the level of the first detection signal and the level of the second detection signal in the reader / writer mode in addition to the card mode, thereby calculating the second modulation. A semiconductor device for wireless communication that demodulates a signal.
請求項13記載の無線通信用半導体装置において、
さらに、前記カードモードの際には、前記第1キャリア信号を用いて前記特定周波数および前記X1°の位相を持つ第1ローカル信号と前記特定周波数および前記Y1°の位相を持つ第2ローカル信号とを生成し、前記リーダライタモードの際には、前記第2キャリア信号を用いて前記特定周波数および前記X2°の位相を持つ第3ローカル信号と前記特定周波数および前記Y2°の位相を持つ第4ローカル信号とを生成するクロック生成回路を有し、
前記第1サンプリングミキサ回路は、
前記カードモードの際には前記第1ローカル信号でオン・オフが制御され、前記リーダライタモードの際には前記第3ローカル信号でオン・オフが制御される第1スイッチと、
前記第1スイッチに結合される第1キャパシタと、を含み、
前記第2サンプリングミキサ回路は、
前記カードモードの際には前記第2ローカル信号でオン・オフが制御され、前記リーダライタモードの際には前記第4ローカル信号でオン・オフが制御される第2スイッチと、
前記第2スイッチに結合される第2キャパシタと、を含む、無線通信用半導体装置。
The semiconductor device for wireless communication according to claim 13,
Further, in the card mode, a first local signal having the specific frequency and the phase of X1 ° and a second local signal having the specific frequency and the phase of Y1 ° using the first carrier signal; In the reader / writer mode, a third local signal having the specific frequency and the phase of X2 ° and a fourth frequency having the specific frequency and the phase of Y2 ° are used by using the second carrier signal. A clock generation circuit for generating a local signal;
The first sampling mixer circuit includes:
A first switch that is controlled to be turned on / off by the first local signal in the card mode, and that is turned on / off by the third local signal in the reader / writer mode;
A first capacitor coupled to the first switch;
The second sampling mixer circuit includes:
A second switch that is controlled to be turned on / off by the second local signal in the card mode, and that is turned on / off by the fourth local signal in the reader / writer mode;
A semiconductor device for wireless communication, comprising: a second capacitor coupled to the second switch.
請求項14記載の無線通信用半導体装置において、
前記クロック生成回路は、
前記第1および第2キャリア信号のいずれかを入力クロック信号として選択する選択回路と、
出力クロック信号の位相が前記入力クロック信号の位相と一致するように複数の遅延素子の遅延時間を制御するDLL回路と、を備え、
前記第1〜第4ローカル信号は、前記複数の遅延素子の中のそれぞれ異なる遅延素子の出力ノードで生成される、無線通信用半導体装置。
The semiconductor device for wireless communication according to claim 14,
The clock generation circuit includes:
A selection circuit that selects one of the first and second carrier signals as an input clock signal;
A DLL circuit that controls delay times of a plurality of delay elements such that the phase of the output clock signal matches the phase of the input clock signal,
The semiconductor device for wireless communication, wherein the first to fourth local signals are generated at output nodes of different delay elements among the plurality of delay elements.
請求項15記載の無線通信用半導体装置において、
前記処理回路は、
前記第1検波信号と前記第2検波信号を差動入力として増幅する差動アンプ回路と、
前記差動アンプ回路の出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換回路と、を有する、無線通信用半導体装置。
The semiconductor device for wireless communication according to claim 15,
The processing circuit is
A differential amplifier circuit that amplifies the first detection signal and the second detection signal as a differential input;
An analog-digital conversion circuit that converts an output signal of the differential amplifier circuit into a digital signal.
JP2013028607A 2013-02-18 2013-02-18 Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication Pending JP2014158195A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013028607A JP2014158195A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013028607A JP2014158195A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014158195A true JP2014158195A (en) 2014-08-28

Family

ID=51578817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013028607A Pending JP2014158195A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014158195A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240187006A1 (en) * 2021-08-25 2024-06-06 Nuvoton Technology Corporation Japan Pll circuit and transmission system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240187006A1 (en) * 2021-08-25 2024-06-06 Nuvoton Technology Corporation Japan Pll circuit and transmission system
US12401367B2 (en) * 2021-08-25 2025-08-26 Nuvoton Technology Corporation Japan PLL circuit and transmission system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8374571B2 (en) Semiconductor integrated circuit and operating method thereof
US7826865B2 (en) RFIC with cellular and RFID functionality
US8760209B2 (en) Apparatus and methods for quadrature clock signal generation
JP5323517B2 (en) Semiconductor device, portable communication terminal and microcomputer
EP2752792B1 (en) Receiver and method for near field communication
KR102483874B1 (en) Clock generation architecture using self-correcting poly-phase filters
US10129059B2 (en) Low latency multi-amplitude modulation receiver
EP3293666B1 (en) Near field communication device
US20170373726A1 (en) Receiver and communication system
JP2009130389A (en) Communication apparatus, tuning frequency adjustment method and program
US8008979B2 (en) Frequency synthesizer and radio transmitting apparatus
US6990143B2 (en) 50% duty-cycle clock generator
US9148184B2 (en) Power detection circuit and power detection method
US8625727B2 (en) Demodulator and method for demodulating a carrier signal
JP2006319393A (en) Semiconductor integrated circuit for communication, and wireless communication apparatus
US20120166859A1 (en) Method and apparatus for generating a system clock signal
US8923383B2 (en) Transmitter and transmitting method using delay locked loop
JP2014158195A (en) Wireless communication system and semiconductor device for wireless communication
WO2017010227A1 (en) Communication device, communication method, and communication system
JP2017038157A (en) Semiconductor device and control method of PLL circuit
US12417365B2 (en) Radio device with DC/DC converter and phase calibration
CN114614800B (en) Method and apparatus for measuring slew rate in a current-integrating phase interpolator with programmable bias current.
US20250226831A1 (en) Device for recovering digital clock data
WO2010039764A1 (en) Access code detection and dc offset-interference correction
JP2010109699A (en) Communication apparatus and semiconductor device