本通信方法的一个重要特性在于设备利用外部设备特别是利用便携
信息设备交换数据。最广泛的使用方法是使用缆比如RS 232C缆等来连
接。近来，广泛使用的非连接方法是(包括IRDA)使用发出光二极管
(LED)的方法。在另一种方法中，电磁感应通信是利用线圈来实现
的。本发明对于此电磁感应通信提供详细的描述。
在这种电磁感应通信中，存在异步通信(开始停止同步)和同步通
信，在日本专利待审公开号59-205659至205661中给出异步方法的详细描
述。实用新型待审公开号63-30038中，描述了利用异步通信的强抗噪音
方法。在这些方法中，一种传输线圈被强迫在载波频率构成的频率脉冲
串中间歇地开和关使得在接收线圈上与载波频率同步地产生一个波形。
此波形然后再变形和解调以获得NRZ信号。
利用在日本待审公开号Hie4-220040中的通信理论和主要在日本待审
公开号Hie3-190435中的解调理论来描述同步通信方法。
现在给出信号传送和接收的一种简单描述。考虑在图5示出的情
况，其中两个便携信息设备具有彼此相对的相同线圈。线圈L1s与电容
器并联连接使得形成相同频率上调协的同步电路，发送线圈由特定波形
和响应发送波形时出现在接收线圈上的接收波形驱动。
这在以下详细描述。图6表示一种串行通信电路，其中发送数据
TXD、发送时钟TXC和同步时钟CLK输入给调制器1。调制器1本
身由图7表示。对构成常规NRZ数据的发送数据TXD在EXOR门8处
和发送时钟TXC一起进行异或运算以获得曼彻斯特格式信号。该曼彻
斯特格式信号然后输给DF/F9以便通过利用同步时钟CLK锁存来进行
平滑。该发送线圈再利用线圈驱动波形TXP(和线圈驱动波形TXP的
倒置波形TXN )来驱动。
信号接收侧的线圈具有串联连接的电容器并以通信速率的两倍(即
与同步时钟CLK相同的频率)谐振。例如，在1Mbps通信速度的同步通
信的情况下，调谐频率是2Mhz。每个信号分量显示在图8上。当收
到TXP驱动的发送线圈信号时，QX表示的波形(信号)出现在接收线
圈上。当TXP较长(发送时钟TXC的一个周期部分)时，由于接收线圈
调谐在两倍的发送频率上，则连续波峰出现在接收波形QX的一侧，利
用图6的收发信机得到两个信号RXP和RXN。.通过增加RXP和RXN然后
得到具有与该同步时钟CLK相同频率的接收时钟RCLK。串联通信电路7
内收发信机4的具体内容在图9做了描述。在该接收侧有两个比较器14
和15，通过分开图8的接收波形Q X获得两个信号RXP和RXN。图10
表示在图6示出的解调器2的一个实施例。图11显示在解调时的每个
信号。利用图11的每一信号描述图10的方法。一个或门23对RXP
和RXN相加，以产生接收时钟RCLK.同时，RXP和RXN输入给RSF/F
(RS触发器)，以便给出RDATA.另一方面，接收时钟RCLK的频率由T/FF
22分半，以便给出时钟RCK。然后利用DF/F 21在RCK的上升沿锁存
RDATA来获得原始信号BRXD。该信号BRXD然后被看作是NEGA信
号或其反转信号。这是因为有信号被线圈方向反转的情况。无论图6的
标志检查电路3是否确定了信号已经被线圈方向进行反转，也能得到正
确的信号。
发送线圈由双相信号(又被称为曼彻斯特格式)驱动，信号由并行
谐振(调谐)电路接收，该并行调谐电路包含调谐到数据发送速率二倍
频的线圈和电容器。此波形数据然后以波形数据正侧和负侧的门限值被
重新整形，并转换为两套接收数据。在此方法中，能容易地获得同步时
钟(具有与同步时钟CLK相同频率的时钟)，并且即使当接收信号侧的
最快时钟为传送速率的两倍也能够收到信号。这就使该方法特别适合于
需要低能量消耗的场合。
然而，此解调方法极大地影响了发送线圈和接收线圈的电磁耦合特
性以及接收电路的频率特性。正如在日本专利待审公开号Hei4-220040中
描述的那样，必须把线圈的调谐频率保持在两倍于发送速率的+30到-
10％范围内。在这种情况下，由于发送速率增加，感应线圈和调谐电容
值变得更小。这使得此方法更容易受到容量浮动和元素变化的影响，这
意味者有必要微调电路常数。日本专利待审公开号Hei4-220040的图12中
示出一种通信线圈，该线圈采用了高速传输的罐型铁芯。然而这非常贵
并使得波形变小，放置时在准确度上受到限制，由此必须使线圈彼此对
置。
而且有必要保证在线圈附近不安排金属部分从而对磁场没有多大影
响。但是，在此情况下还有必要考虑基底。在一特定实施例中，如日本
实用新型待审公开号3-005655所示的，在所用的基底中，为了改善线圈
的电磁耦合特性，在基底上制作了一个切口，以便挖出基底的固体内层
部分(电源层、接地层等)。对于接收电路的波形重整电路其频率特性
受到极大影响。图12表示异常时的波形。图12与日本专利待审公开号
Hei4-220040中的图9相同。图12(a)示出接收电路的调谐频率高或接收
电路响应过多的情况，其中接收时钟RCLK过多。相反，图12(c)表示
电磁被阻塞的情况，其中相同方向上的两个连续波形连接起来使得接收
时钟RCLK变为一个脉冲短接。与图12(b)的正确情况相比，图12(a)
和图12(c)的接收时钟是有差错的，在相关方法中两个都不能被正确
地接收到。
下面结合本发明实施例的同步通信方法的接收电路和解调方法的图1
和图2来描述。图1是采用本发明的同步通信方法收发信机的一个实施
例。图2是表示分别在发送侧和接收侧的每个部分的信号波形图。具体
是，发送侧和接收侧的设备是分离的，但为说明起见，把他们看作一体。
这里，发送机部分和线圈接收的信号部分与图10的日本专利公开号Hei4-
220040基本相同，但信号接收部分不同之处在于线圈接收的波形在比较
器20处直接进行波形变换，使得得到具有与发送侧电路的信号TXP或
TXN相同波形的RXA信号。假设出现在比较器30上。由于通过平滑电路
的结果，相关的发送数据信号TXD和TXP随着时间偏移，但这里给出相
同的定时以便于简化说明。
下一步，给出实际解调方法的描述。发送方同步时钟CLK两倍于发
送速率，正如相关现有技术中描述的，所以例如当发送速率是1Mbps时，
同步时钟CLK是2MHz。另一方面，在接收侧进行数据解调时需要快速
解调时钟RXCLK。出于说明目的，采取发送速率的8倍例如当发送速率
为1Mbps时，则解调时钟RXCLK是8MHz。当然，解调时钟RXCLK能够
比这更快，但是，如果解调时钟RXCLK不至少是发送速率的4倍时，当
在发送侧同步时钟CLK和解调时钟RXCLK之间出现相移时将不能进行
正确的解调。
利用以下程序执行实际的解调。
步骤1：从RXA信号的上升沿或下降沿记数的解调时钟RXCLK的第
四到第十三沿中测量RXA信号的电平。
步骤2：对于RXA信号的上升沿来说解调时钟RXCLK的第四沿的RXA
信号电平是“L”时，数据被看作无效，并忽略RXA信号的上升沿。
步骤3：对于RXA信号的下降沿来说解调时钟RXCLK的第四沿的RXA
信号电平是“H”时，数据被看作无效，并忽略RXA信号的下降沿。
步骤4：对于RXA信号的上升沿来说解调时钟RXCLK的第四沿和第
十三沿的RXA信号电平是“H”时，数据被看作无效，并识别为“H”
“H”。然后从RXA信号的上升沿直至解调时钟RXCLK的第十三沿中忽
略RXA信号的下降沿和上升沿。
步骤5：对于RXA信号的下降沿来说解调时钟RXCLK的第四沿和第
十三沿的RXA信号电平是“L”时，数据被看作无效，并识别为“L”“L”。
然后从RXA信号的下降沿直至解调时钟RXCLK的第十三沿中忽略RXA
信号的上升沿和下降沿。
步骤6：对于RXA信号的上升沿来说当解调时钟RXCLK的第四沿和
第十三沿的RXA信号电平是“H”和“L”时，只有“H”的起始值被看
作有效。然后从RXA信号的上升沿直至解调时钟RXCLK的第十四沿中
忽略RXA信号的下降沿和上升沿。
步骤7：对于RXA信号的下降沿来说当解调时钟RXCLK的第四沿和
第十三沿的RXA信号电平是“L”和“H”时，只有“L”的起始值被看
作有效。然后从RXA信号的下降沿直至解调时钟RXCLK的第十四沿中
忽略RXA信号的上升沿和下降沿。
步骤8：RXA信号的有效数据组合为两组以给出有效数据的组合。以
总是“L”“H”或“H”“L”次序的方式组合RXA信号的有效数据。
当有“H”“H”或“L”“L”组合时，则通过对组合中心进行标记，
这种组合能自动地成为以“L”“H”或“H”“L”次序。
步骤9：然后由标志检测电路确定线圈方位。结果，再决定只使用有
效数据的两项组合的第一或以下项(使用第一项的反向)，此数据然后
变为接收数据(NRZ数据等效于发送数据TXD)。
下面利用图3描述指定的确定次序。图3(A)表示发送数据TXD
(NRZ)，具有数据101 10…，图3(B)表示调制到曼彻斯特格式信号
即线圈的驱动信号TXP(TXN的反向)的发送数据TXD(A)。根据调
制模式，上升沿可以取作“1”，但在这种情况下下降沿被看作“1”。
为简化描述，忽略了平滑电路定时延时。下一步，给出一组接收信号的
描述。图3(C)到图3(H)的波形作为例子1给出。图3(C)表示在线
圈处接收的接收波形QX，此波形具有对波形中心上和下的理想分布特
性的形状。在图1的比较器进行波形整形后，图3(C)中接收的波形则
变为图3(D)的RXA信号。图3(E)表示解调时钟RXCLK，对于图3(A)
的发送信号的发送数据TXD的一个比特来说，它包括8个时钟(＝16个
沿)。
根据步骤1，从第一RXA信号(D)的上升沿到解调时钟RXCLK的第
四和第十三沿进行记数并且锁定RXA信号(D)的相应值。RXA信号(D)
值在第四沿处为“H”。此值在步骤2有效。RXA信号(D)值在第十三
沿处为“L”。然后，根据步骤6，只有第四沿的数据有效并且忽略第十
三沿的值。下一步，给出有关RXA信号D下降沿的描述。这里，在解调
时钟RXCLK(E)的第四和第十三沿处从下降沿开始RXA信号(D)的值
都为“L”。在步骤5，第二个“L”数据有效。此后重复此过程并获得
锁定数据(F)。此锁定数据(F)是按“HLLHHLHL”的次序。然而，
在步骤8禁止“HH”和“LL”的组合，因此“HH”之间被打断以致于
构成两项数据组的组合，这些组合显示在图3(G)。然后执行标志确定，
以便利用现有技术中的线圈方位获得接收数据(H)。这里，暂定的组合
的第一电平取为有效。接收的数据(H)因此变为“HLHH..”(1011..)
并可获得与发送数据TXD(A)相同的NRZ数据。
下一步，给出例子2的描述。
线圈收到的波形QX(I)基本均匀地被干扰，当与线圈接收的波形
(QX)相比多个峰值改变时，中间附近处的波形也被干扰。在此状态
下，在相关解调方法中在RXP和RXN处有时脉冲余量不能进行准确的判
定，但在本发明中，这种情况下也能进行准确的判定。从第一RXA信号
(J)的上升沿到解调时钟RXCLK的第四和第十三沿进行记数并锁定
RXA信号(D)的相应值。结果分别为“H”和“L”，在步骤6只有第
四沿的“H”值有效。因此在步骤6中忽略RXA信号(J)上升沿之后的
连续下降沿和再直接上升沿的情况。
从第一RXA信号(J)的上升沿到解调时钟RXCLK的第四和第十三
沿进行记数并锁定RXA信号(D)的相应值。结果是“L”“L”两项数
据在步骤5都有效。涉及RXA信号(J)，该RXA信号在解调时钟RXCLK
(K)的第一和第二沿以及第七到第九沿附近的两个位置暂时为“H”，
但由于步骤5的结果，忽略这两个位置的上升沿和下降沿，并且不利用
此周期解调时钟RXCLK进行确定。下一步，利用解调时钟RXCLK的第
四和第十三沿对RXA信号(J)的上升沿测量RXA信号(J)。其结果为
“H”“H”，二者在步骤4都有效。此时对于RXA信号(J)来说，RXA
信号在解调时钟RXCLK(K)的第一和第八到第十二沿附近的两个位置
暂时为“L”，但由于步骤4的结果，忽略这两个位置的上升沿和下降沿，
并且不利用此周期解调时钟RXCLK进行确定。此后利用相同的程序进
行数据确定。因此可以忽略由于接收波形(D的干扰造成的RXA信号(J)
的差错部分。在例子2中也能获得例子1的相同锁定数据(L)。此后以
例子1的相同方式得到接收数据。
虽然至此尚未包括在说明书中，但在相关方法中，当由于线圈接收
的波形QX(C或I)中有干扰，故存在两个连续峰值时不能准确解调至
少RXP或RXN，但在本发明方法中，即使峰值不连接也能直接对RXA信
号解码。
以下是对于RXA信号的上升沿和下降沿来说采用解调时钟RXCLK的
第四和第十三沿的原因。如果原始RXA信号与线圈驱动信号TXP(B)
完全相同，则最好在解调时钟RXCLK的第四和第十二沿锁定(测量)RXA
信号。但是，当在线圈接收的波形中有两个连续峰值(C或I)时，第
二峰值变小，并且如果在两个峰值之间有反向极性时，则两个峰值之间
的定时有延时，因此选择第十三沿而不是第十二沿。
下面给出测量解调时钟RXCLK的第四和第十三沿的定时的详细描
述。具体地，发送速率采用1Mbps，解调时钟RXCLK为8Mbps。此时，
1比特数据宽度为1μs，对应于RXA信号的长脉冲宽度，因此RXA信号
的短脉冲宽度为500μs。在RXA信号的短脉冲宽度之间输入接收波形QX
的一个峰值。解调时钟RXCLK的一个周期为125nS，沿之间的间隔因此
是解调时钟周期之半的62.5nS。
对于RXA信号的上升沿或下降沿来说，解调时钟RXCLK的第四和第
十三沿的定时分别是187.5到250nS和750到812.5nS。这是RXA信号的长
脉冲宽度的18.75％到25％和75％到81.25％。这近似于一个脉冲的1/4和
3/4，但第十三沿稍微有些延迟。确定RXA信号定时的实际范围因此是15
到35％，和65到90％。
图4表示对于RXA信号的上升沿或下降沿来说，用于在解调时钟
RXCLK的第四和第十三沿捕获RXA信号的电路。解调时钟RXCLK输入
给异或电路EXOR的一端。RXCLK也被积分并输入到异或电路EXOR的
另一端，然后捕获对应于解调时钟RXCLK的上升沿和下降沿的脉冲。
RXA信号输入给在上升沿上输出“H”的触发器FF11和在下降沿上输出
“H”的触发器FF21。计数器1和2都记数解调时钟RXCLK的沿，使得从
RXA信号的上升沿或下降沿中，在解调时钟RXCLK的第四和第十三沿，
输出Q4和Q13都变为“H”。当所接的计数器1和2的输出变为高时，触
发器FF12到FF23瞬间锁定RXA信号的电平。触发器FF12到FF23经输入/
输出电路I/O连接到CPU，在I/O中确定输出电平的有效性。
在此过程中采用了CPU，也可以采用逻辑电路等。
当在以上描述的情况中实施时，本发明带来以下效果。
即使在影响发送线圈和接收线圈的电磁耦合特性的接收波形中出现
干扰也能进行解调。例如，即使当金属处于安装表面附近，线圈的电磁
耦合特性也很好，并因此不需要在基底内拉出电源层和接地层或在基底
处切口，以致于可以增加包装密度并增强电源。另外，由于利用有关基
底周边的图型而不采用特定的罐型铁芯的线圈，能容易地形成线圈，因
而能降低成本，相对价格更紧缩，由于很难对接收电路的频率特性有额
外影响，因此接收电路的设计变的更容易，设计时的好处是明显的。特
别是，当调试接收电路和解调电路等时，相关现有技术的信号要利用线
圈接收的波形来产生，但在本发明中，可以接发送侧线圈驱动信号以及
接收侧信号，因此结果更加直接。
至今一个缺陷是要求高解调时钟因此电流变得较大，但随着当前电
池的开发这是个很小的问题。