【回路】 非接触伝送の思い出

SUICA／PASMOの払い戻しを体験したついでに、SUICAと原理は同じだが、もっと古くから在るとある非接触伝送の思い出を書きたくなりました．

↓SUICAに限らず、無電源非接触データ通信の回路はだいたいこんなもんです．１次２次共振回路で電力伝送とデータ伝送を兼ねるというのが基本．　（１次２次共振でテスラコイルを連想するオカルトチックな人はナイスですｗ）

↓カード側のLC共振回路＝タンク回路は、このようにプリントパターンでラーメンパターンを形成しそれをコイルと成します、同じくプリントパターンで対面電極を作りそれをコンデンサと成します．　（ICの図示は省略）　　共振周波数は１０～３０MHｚぐらいのどこかの周波数に、ピンポイントで電波法フリーな周波数があるんだが、詳細な周波数は失念しました．

電源伝送の理解は容易だと思います．カードについているダイオードとコンデンサで作ったVccが微弱ながら電源です．カードに載っているICはこの微弱なVccで蘇生したり失神したりを繰り返す過酷な運命なのです．

データ伝送は信号の強弱で変調します．信号のON/OFFではありません．ON/OFFだとカードのVccが低下するからです．（ON/OFFでやる方式も在るとは思う）

回路屋にとって興味深いのは、信号の強弱を変調する手段です．カードについているSWとコンデンサが変調回路です．タンク回路のCをSWで変更する回路になっています．つまり、タンク回路の共振周波数をスイッチングすることで、信号の強弱を変調するようになっています．

↓下図はタンク回路の共振強度です．伝送周波数はｆｏで常に決まっています．コンデンサとSWで信号の強弱を変調する原理はこうなっています．
　SW off　：　伝送周波数＝共振周波数で伝送効率が最強になる 　　　　＝大振幅
　SW on　：　カード側の共振周波数が低くなって、伝送効率が低下する　＝小振幅
アナログチックで賢いです～．　（実際はｆｏとはややズレに設定するんだけどさておく）

ところがこのタンク回路、コンデンサに製造バラツキを生じます．すなわち、タンク回路の共振周波数が固体ごとにチビチビとズレています．

そのせいで、とある非接触データ伝送回路で、通信できない品の大量発生に遭遇しました．

調べたらあらら～弱りました．タンク回路の共振周波数が少し上にズレてやんの．その結果、SW on/offと振幅変調の関係が逆転しちゃっていたのです．残念でございます～．

タンク回路の共振周波数が若干高くなった原因は、プリントパターンで形成したコンデンサの静電容量が数％小さくなっていたのでした．

すったもんだの末、フレキシブルプリント基板の基材であるアラミドフィルムは意外に吸湿性があって、湿度で誘電率が変化しちゃうんじゃないかな、というあたりで落ち着きました．

SUICAやPASMOがアラミドフィルムを使っているのかどうかは知りません．

共振周波数ずらしで変調する原理は単純だけど、単純ゆえにビミョーなバランスで成立している非接触カードなのでした．

エイメン


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