非接觸ic卡的解調(diào)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非接觸IC卡的解調(diào)電路，包括：比較器、偏置電路和二選一開關(guān)電路，二選一開關(guān)電路為偏置電路提供兩種大小不同參考信號，偏置電路的驅(qū)動控制端連接比較器輸出端，采用解調(diào)電路輸出解調(diào)信號來對偏置電路輸入的參考電壓以及驅(qū)動能力進行自動選擇，能夠在凹槽信號到來時使比較器的輸入端的直流偏置電壓降低、驅(qū)動能力增加，從而能在凹槽信號結(jié)束時使比較器的輸入端的電壓較快恢復(fù)，達到FDT的要求。
【專利說明】非接觸IC卡的解調(diào)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別涉及一種非接觸IC卡的解調(diào)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]非接觸IC卡和讀卡器之間通過射頻信號做載波來傳送信息。非接觸IC卡本身沒有電源，其工作時的電能通過讀卡器的射頻信號來提供，其中讀卡器的射頻信號為13.56MHz。在讀卡器和非接觸IC卡互傳數(shù)據(jù)時，載波為13.56MHz的射頻載波，信號傳輸速率分別有 106kbits/s, 212kbits/s, 424kbits/s, 848k bits/s 四種。
[0003]其中，從讀卡器向非接觸IC卡傳送數(shù)據(jù)時，是采用振幅鍵控(ASK)方法對信號進行調(diào)制，編碼方式為同步、改進的米勒(miller)編碼。讀卡器和非接觸IC卡需要進行數(shù)字通信即0，I的通信時，讀卡器的數(shù)字信號調(diào)制到所述射頻載波信號上后會形成包含有凹槽(pause)信號的調(diào)制信號，凹槽(pause)信號的振幅要小于射頻載波的振幅。根據(jù)pause信號在調(diào)制信號的時序中的位置不同來表示數(shù)字信號O或者1，所以凹槽信號是數(shù)據(jù)的表達方式。調(diào)制信號通過無線傳輸輸入到非接觸IC卡中，非接觸IC卡通過天線接收該調(diào)制信號后通過解調(diào)電路來對該調(diào)制信號進行解調(diào)，解調(diào)過程分為模擬解調(diào)和數(shù)字解調(diào)兩步，通過解調(diào)電路的模擬解調(diào)將調(diào)制信號中的pause信號解調(diào)為數(shù)字信號O或者I，將解調(diào)后的數(shù)字信號進行數(shù)字解碼，數(shù)字解碼根據(jù)輸入的數(shù)字信號中的O的位置不同確認讀卡器中傳輸過來的是數(shù)據(jù)O或者I。
[0004]如圖1所示，是現(xiàn)有非接觸IC卡的解調(diào)電路的示意圖；從讀卡器到非接觸IC卡的傳輸數(shù)據(jù)的載波頻率為13.56MHZ，解調(diào)電路包括:
[0005]比較器106，所述比較器106的第一輸入端連接第一參考信號VREF1，所述比較器106的第二輸入端連接輸入信號VREF3，該輸入信號VREF3為所述非接觸IC卡從天線即圖1中ant處接收的由所述讀卡器發(fā)射出的已調(diào)信號經(jīng)過檢波和高通濾波后的信號；所述比較器106輸出端輸出解調(diào)信號DEM0UT。其中，檢波電路單元包括單向?qū)ǖ亩O管101，由第一電容102和第一電阻103組成的低通濾波器，所述檢波電路單元用于濾除所述已調(diào)信號中的載波信號。高通濾波器由第二電阻104和第二電容105組成。
[0006]偏置電路107，該偏置電路107的輸出端連接所述比較器106的第二輸入端并為所述第二輸入端提供一直流偏置電壓。
[0007]如圖2所示，是現(xiàn)有從讀卡器到非接觸IC卡的三種模擬解碼后的時序，即通過非接觸IC卡的解調(diào)電路的模擬解調(diào)將調(diào)制信號中的pause信號解調(diào)為數(shù)字信號O或者I也即圖1中的解調(diào)信號DEMOUT后包括三個時序，每一時序?qū)?yīng)于一個數(shù)據(jù)位的傳輸周期，解調(diào)信號DEMOUT的三個時序分別定義如下:
[0008]1、時序X，該時序X將在(1/2) X (fc/傳輸速率)X (Ι/fc)處產(chǎn)生一個凹槽信號，即在tx處開始產(chǎn)生一個寬度為ta的凹槽信號。
[0009]2、時序Y，該時序Y在整個位期間即tb不發(fā)生調(diào)制。
[0010]3、時序Z，該時序Z在位期間的開始時，產(chǎn)生一個寬度為ta的凹槽信號。[0011 ]對于 848kbits/s、424kbits/s、212kbits/s 和 106kbits/s 的傳輸速率時，一位數(shù)據(jù)位的傳輸時間Tbit，分別為16、32、64和128個時鐘周期(clk)，其中l(wèi)clk=l/13.56MHz=73.746nS，傳輸時間 Tbit 在圖1 顯示為 tb。
[0012]如圖3所示,是從讀卡器到非接觸IC卡的巾貞延遲時間(Frame delay time,FDT)。讀卡器端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的最后一位數(shù)據(jù)到非接觸IC卡接收的數(shù)據(jù)幀的開始數(shù)據(jù)之間的時間為FDT，讀卡器端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的最后一位數(shù)據(jù)為邏輯“ I ”時，邏輯“ I ”的傳輸時間為I個基本時間單元(elementary time unit, etu),在該邏輯“ I”之后為2etu的巾貞尾信號,此時FDT為邏輯“I”的凹槽信號上升沿到非接觸IC卡接收的數(shù)據(jù)幀的開始數(shù)據(jù)即幀頭之間的時間。讀卡器端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的最后一位數(shù)據(jù)為邏輯“O”時，邏輯“O”的傳輸時間為letu，在該邏輯“O”之后為一凹槽信號，且凹槽信號包括在2etu的幀尾信號中，此時FDT為邏輯“O”之后的凹槽信號上升沿到非接觸IC卡接收的數(shù)據(jù)幀的開始數(shù)據(jù)即幀頭之間的時間。
[0013]由于讀卡器和非接觸IC卡需要進行數(shù)據(jù)交換，因此對每幀數(shù)據(jù)的時序也有嚴格要求，如果時序錯誤，會造成解碼錯誤。根據(jù)IS0_IEC_14443協(xié)議，非接觸卡解調(diào)的FDT誤差為O微秒?0.4微秒即凹槽信號結(jié)束時間到比較器翻轉(zhuǎn)時間只有O微秒?0.4微秒。
[0014]如圖1所示，所述比較器106的第二輸入端是通過偏置電路107進行偏置的，當(dāng)輸入的已調(diào)信號中的凹槽信號到來時，輸入信號VREF3需要被拉低，當(dāng)凹槽信號結(jié)束時，VREF3需要從剛才被拉低的電位恢復(fù)成正常電位，并給電容充電105充電，由于在“pause”持續(xù)時間內(nèi)，VREF3必須小于VREF1，因此偏置電路107的驅(qū)動電流必須比較小，對于不同場強、傳輸速率，讀卡器等情況下，當(dāng)凹槽信號結(jié)束時，VREF3可能處于較低的電平，導(dǎo)致恢復(fù)到正常電位的時間過長，直接影響FDT。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種非接觸IC卡的解調(diào)電路，能夠在凹槽信號到來時使比較器的輸入端的直流偏置電壓降低、驅(qū)動能力增加，從而能在凹槽信號結(jié)束時使比較器的輸入端的電壓較快恢復(fù)，達到FDT的要求。
[0016]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種非接觸IC卡的解調(diào)電路，從讀卡器到非接觸IC卡的傳輸數(shù)據(jù)的載波頻率為13.56MHZ，解調(diào)電路包括:
[0017]比較器，所述比較器的第一輸入端連接第一參考信號，所述比較器的第二輸入端連接輸入信號，該輸入信號為所述非接觸IC卡接收的由所述讀卡器發(fā)射出的已調(diào)信號經(jīng)過檢波和高通濾波后的信號；所述比較器輸出端輸出解調(diào)信號。
[0018]偏置電路，該偏置電路的輸出端連接所述比較器的第二輸入端并為所述第二輸入端提供一直流偏置電壓，所述偏置電路的輸入端接第二參考信號；所述偏置電路的驅(qū)動控制端連接所述比較器輸出端，所述解調(diào)信號為高電平時的所述偏置電路的驅(qū)動能力小于所述解調(diào)信號為低電平時的所述偏置電路的驅(qū)動能力。
[0019]二選一開關(guān)電路，所述二選一開關(guān)電路的控制端連接所述比較器的輸出端，所述二選一開關(guān)電路的兩個輸入端分別連接第三參考信號和第四參考信號，所述二選一開關(guān)電路的輸出端輸出所述第二參考信號到所述偏置電路的輸入端。
[0020]所述第三參考信號大于所述第一參考信號，所述第四參考信號小于所述第一參考信號。[0021]當(dāng)所述已調(diào)信號沒有凹槽信號時，所述解調(diào)信號為高電平并使所述第二參考信號選擇所述第三參考信號。
[0022]當(dāng)所述已調(diào)信號的凹槽信號輸入時，所述解調(diào)信號為低電平并使所述第二參考信號選擇所述第四參考信號，所述第四參考信號使所述偏置電路的驅(qū)動能力增加并使所述已調(diào)信號的凹槽信號切換回高電平的過程中使所述比較器的第二輸入端的偏置電壓的恢復(fù)速度加快。
[0023]進一步的改進是，對所述已調(diào)信號進行檢波的檢波電路單元包括單向?qū)ǖ亩O管、第一電容和第一電阻；所述二極管的正電極端和天線連接，所述第一電容和所述第一電阻并聯(lián)在所述二極管的負電極端和地之間，所述第一電容和所述第一電阻組成低通濾波器。
[0024]對所述已調(diào)信號進行高通濾波的高通濾波器包括第二電阻和第二電容，所述第二電阻和所述第二電容串接在所述二極管的負電極端和所述比較器的第二輸入端之間。
[0025]本發(fā)明通過設(shè)置二選一開關(guān)電路來為偏置電路提供兩種大小不同參考信號，并采用解調(diào)電路輸出的解調(diào)信號來對偏置電路輸入的參考信號進行選擇并能實現(xiàn)對偏置電路輸出的偏置電壓進行自動選擇，還能通過解調(diào)電路輸出的解調(diào)信號來對偏置電路的驅(qū)動能力進行調(diào)制，最后能夠在凹槽信號到來時使比較器的輸入端的直流偏置電壓降低、驅(qū)動能力增加，從而能在凹槽信號結(jié)束時使比較器的輸入端的電壓較快恢復(fù)，達到FDT的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0027]圖1是現(xiàn)有非接觸IC卡的解調(diào)電路的示意圖；
[0028]圖2是現(xiàn)有從讀卡器到非接觸IC卡的三種模擬解碼后的時序；
[0029]圖3是現(xiàn)有從讀卡器到非接觸IC卡的FDT示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明實施例非接觸IC卡的解調(diào)電路的示意圖；
[0031]圖5是本發(fā)明實施例的比較器的第二輸入端在凹槽信號到來時的電壓波形圖。
【具體實施方式】
[0032]如圖4所示，是本發(fā)明實施例非接觸IC卡的解調(diào)電路的示意圖；本發(fā)明實施例非接觸IC卡的解調(diào)電路中，從讀卡器到非接觸IC卡的傳輸數(shù)據(jù)的載波頻率為13.56MHZ，解調(diào)電路包括:
[0033]比較器6,所述比較器6的第一輸入端連接第一參考信號VREF1,所述比較器6的第二輸入端連接輸入信號VREF3，該輸入信號VREF3為所述非接觸IC卡接收的由所述讀卡器發(fā)射出的已調(diào)信號經(jīng)過檢波和高通濾波后的信號；所述比較器6輸出端輸出解調(diào)信號DEMOUT。
[0034]對所述已調(diào)信號進行檢波的檢波電路單元包括單向?qū)ǖ亩O管1、第一電容2和第一電阻3 ;所述二極管I的正電極端和天線ant連接，所述第一電容2和所述第一電阻3并聯(lián)在所述二極管I的負電極端和地gnd之間，所述第一電容2和所述第一電阻3組成低通濾波器。
[0035]對所述已調(diào)信號進行高通濾波的高通濾波器包括第二電阻4和第二電容5，所述第二電阻4和所述第二電容5串接在所述二極管I的負電極端和所述比較器6的第二輸入端之間。
[0036]偏置電路7，該偏置電路7的輸出端連接所述比較器6的第二輸入端并為所述第二輸入端提供一直流偏置電壓；所述偏置電路7的輸入端接第二參考信號VREF2，所述第二參考信號VREF2的值越大，所述偏置電路7的驅(qū)動能力越大。
[0037]偏置電路7，該偏置電路7的輸出端連接所述比較器6的第二輸入端并為所述第二輸入端提供一直流偏置電壓，所述偏置電路7的輸入端接第二參考信號VREF2 ;所述偏置電路7的驅(qū)動控制端連接所述比較器6輸出端即連接所述解調(diào)信號DEM0UT，所述解調(diào)信號DEMOUT為高電平時的所述偏置電路7的驅(qū)動能力小于所述解調(diào)信號DEMOUT為低電平時的所述偏置電路7的驅(qū)動能力。
[0038]二選一開關(guān)電路8，所述二選一開關(guān)電路8的控制端連接所述比較器6的輸出端即接解調(diào)信號DEM0UT，所述二選一開關(guān)電路8的兩個輸入端分別連接第三參考信號VREFA和第四參考信號VREFB,所述二選一開關(guān)電路8的輸出端輸出所述第二參考信號VREF2到所述偏置電路7的輸入端。
[0039]所述第三參考信號VREFA大于所述第一參考信號VREFl，所述第四參考信號VREFB小于所述第一參考信號VREFl。
[0040]如圖5所示，是本發(fā)明實施例的比較器的第二輸入端在凹槽信號到來時的電壓波形圖。
[0041]當(dāng)所述已調(diào)信號沒有凹槽信號時即凹槽信號pause到來之前，所述解調(diào)信號DEMOUT為高電平并使所述第二參考信號VREF2選擇所述第三參考信號VREFA。此時所述輸入信號VREF3的電壓為所述第三參考信號VREFA的電壓。所述輸入信號VREF3的電壓要高于所述第三參考信號VREFl并使所述解調(diào)信號DEMOUT保持為高電平。
[0042]當(dāng)所述已調(diào)信號的凹槽信號輸入時，凹槽信號會使所述輸入信號VREF3的電壓拉低，當(dāng)所述輸入信號VREF3的電壓低于所述第三參考信號VREFl時，所述比較器7輸出的所述解調(diào)信號DEMOUT將會由高電平切換成低電平。所述解調(diào)信號DEMOUT為低電平會使所述第二參考信號VREF2選擇所述第四參考信號VREFB ;同時，所述解調(diào)信號DEMOUT為低電平還能使所述偏置電路7的驅(qū)動能力增加。由于所述偏置電路7的驅(qū)動能力增加，所述偏置電路7會對所述第二電容5進行充電并能使所述輸入信號VREF3的電壓提升到所述第四參考信號VREFB的電壓值。
[0043]當(dāng)所述已調(diào)信號的凹槽信號切換回高電平時，使所述比較器6的第二輸入端的偏置電壓能從所述第四參考信號VREFB的電壓值的基礎(chǔ)上進行快速提升，當(dāng)所述輸入信號VREF3的電壓提升到大于所述第一參考信號VREFl的電壓值時，所述比較器7會進行切換而使所述解調(diào)信號DEMOUT切換為高電平，所述解調(diào)信號DEMOUT為高電平后使所述第二參考信號VREF2選擇所述第三參考信號VREFA并使所述輸入信號VREF3的電壓為所述第三參考信號VREFA的電壓，同時也使所述偏置電路7的驅(qū)動降低。
[0044]由圖5可知,本發(fā)明實施例中，凹槽時所述輸入信號VREF3設(shè)置為所述第四參考信號VREFB，由于在凹槽信號即將結(jié)束之前，希望輸入信號VREF3的值低于所述第一參考信號VREFl的值，但二者的壓差又比較小，故在切換所述第而參考信號VREF2到所述第四參考信號VREFB的電壓值時，還使偏置電路7采用較大電流的驅(qū)動方式。較大的驅(qū)動能力能夠提升凹槽信號切換為高電平時所述輸入信號VREF3的爬升能力，從而能夠提高所述輸入信號VREF3的電壓恢復(fù)速度。另外，所述第四參考信號VREFB的電壓值為一個固定值，相對于現(xiàn)有技術(shù)在凹槽到來時通過降低驅(qū)動能力而使輸入信號VREF3保持為較低值的情況，本發(fā)明實施例的輸入信號VREF3在凹槽時的低值能設(shè)定到略低于所述第一參考信號VREFl的電壓值，從而也能使所述輸入信號VREF3在凹槽時的低電壓值能夠得到提高即提高到第四參考信號VREFB，在凹槽信號切換為高電平時能使輸入信號VREF3有一個較大的起始值，從而能夠進一步的提高所述輸入信號VREF3的電壓恢復(fù)速度。
[0045]本發(fā)明并不限于上文討論的實施方式。以上對【具體實施方式】的描述旨在于為了描述和說明本發(fā)明涉及的技術(shù)方案。基于本發(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應(yīng)當(dāng)被認為落入本發(fā)明的保護范圍。以上的【具體實施方式】用來揭示本發(fā)明的最佳實施方法，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠應(yīng)用本發(fā)明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發(fā)明的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸IC卡的解調(diào)電路，從讀卡器到非接觸IC卡的傳輸數(shù)據(jù)的載波頻率為13.56MHZ，其特征在于，解調(diào)電路包括: 比較器，所述比較器的第一輸入端連接第一參考信號，所述比較器的第二輸入端連接輸入信號，該輸入信號為所述非接觸IC卡接收的由所述讀卡器發(fā)射出的已調(diào)信號經(jīng)過檢波和高通濾波后的信號；所述比較器輸出端輸出解調(diào)信號； 偏置電路，該偏置電路的輸出端連接所述比較器的第二輸入端并為所述第二輸入端提供一直流偏置電壓，所述偏置電路的輸入端接第二參考信號；所述偏置電路的驅(qū)動控制端連接所述比較器輸出端，所述解調(diào)信號為高電平時的所述偏置電路的驅(qū)動能力小于所述解調(diào)信號為低電平時的所述偏置電路的驅(qū)動能力； 二選一開關(guān)電路，所述二選一開關(guān)電路的控制端連接所述比較器的輸出端，所述二選一開關(guān)電路的兩個輸入端分別連接第三參考信號和第四參考信號，所述二選一開關(guān)電路的輸出端輸出所述第二參考信號到所述偏置電路的輸入端； 所述第三參考信號大于所述第一參考信號，所述第四參考信號小于所述第一參考信號; 當(dāng)所述已調(diào)信號沒有凹槽信號時，所述解調(diào)信號為高電平并使所述第二參考信號選擇所述第三參考信號； 當(dāng)所述已調(diào)信號的凹槽信號輸入時，所述解調(diào)信號為低電平并使所述第二參考信號選擇所述第四參考信號，所述第四參考信號使所述偏置電路的驅(qū)動能力增加并使所述已調(diào)信號的凹槽信號切換回高電平的過程中使所述比較器的第二輸入端的偏置電壓的恢復(fù)速度加快。
2.如權(quán)利要求1所述的非接觸IC卡的解調(diào)電路，其特征在于:對所述已調(diào)信號進行檢波的檢波電路單元包括單向?qū)ǖ亩O管、第一電容和第一電阻；所述二極管的正電極端和天線連接，所述第一電容和所述第一電阻并聯(lián)在所述二極管的負電極端和地之間，所述第一電容和所述第一電阻組成低通濾波器； 對所述已調(diào)信號進行高通濾波的高通濾波器包括第二電阻和第二電容，所述第二電阻和所述第二電容串接在所述二極管的負電極端和所述比較器的第二輸入端之間。
【文檔編號】G06K19/077GK103870868SQ201210525607
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】唐成偉 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司