專利名稱：移幅鍵控解調(diào)方法和移幅鍵控解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過在高低電平之間變換幅度來進(jìn)行(移幅鍵控)調(diào)制的電壓的解調(diào)方法，它尤其適用于把數(shù)據(jù)從卡片寫/讀器無接觸地傳輸?shù)叫酒?，另外本發(fā)明還涉及實現(xiàn)該方法的解調(diào)器和一種具有該解調(diào)器的用于芯片卡的電路裝置。
芯片卡與磁卡的不同之處在于它具有電子芯片，由于芯片卡具有很高的性能，所以它可同各種應(yīng)用可能性聯(lián)系在一起，意義也越來越大。因為芯片卡在插入到讀卡機(jī)以后應(yīng)是無接觸地工作的，所以不但需要對芯片卡上所接收的電壓進(jìn)行解調(diào)，而且還要從中得出芯片所需的供電電壓。
為了把數(shù)據(jù)從讀卡機(jī)傳輸?shù)叫酒ǎ阎胁煌恼{(diào)制方法。除了OOK方法(開關(guān)鍵控)以外，經(jīng)常通過在兩個電平之間變換幅度來進(jìn)行調(diào)制(ASK-移幅鍵控)，而且通常是在總幅度的百分之8至12的范圍內(nèi)和利用NRZ編碼(不歸零)。
在此，對位于芯片卡上的解調(diào)器有特殊的要求，因為該卡片在讀卡機(jī)的發(fā)射區(qū)內(nèi)的移動就如同調(diào)制一樣起作用，但必須將其同該調(diào)制區(qū)分開來。這樣，所述解調(diào)電路必須在不同延時的、比原本幅度調(diào)制大幾倍的工作電壓波動的情況下對不同延時(NRZ編碼)的譬如10％的電平波動進(jìn)行解調(diào)。因此，需解調(diào)的信號的動態(tài)范圍比較大。而且還要在該信號上疊加雙倍的載頻，原因是接收信號首先是輸經(jīng)一種雙路整流器。
ISSCC97的第17.6章曾公開過一種電路，其中在供電電壓中所包含的ASK調(diào)制信號利用比較器和其延遲信號進(jìn)行比較，由此獲得數(shù)字信號。但此處的缺點(diǎn)是比較器在工作時只有較小的電平范圍。同時，調(diào)節(jié)供電電壓是不可能的，因為由此會喪失需解調(diào)的信號。此外，電平差測量也非常易受干擾。
因此本發(fā)明的任務(wù)在于，創(chuàng)造一種文章開頭所述類型的方法和實現(xiàn)該方法的解調(diào)器，利用它們可以非?？煽康鼗謴?fù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號。
根據(jù)權(quán)利要求1，該任務(wù)由文章開頭所述的方法來解決，其中在初始化階段從高電平和由此導(dǎo)出并存儲的分電壓中生成一個第一平均值，以便接下來通過將調(diào)制電壓同該第一平均值進(jìn)行比較來對變換到表示起始值的低電平進(jìn)行測定；在接下來的解調(diào)階段，從所述測定的低電平和所述的高電平中生成一個第二平均值，以便通過同該第二平均值進(jìn)行比較來解調(diào)所述的調(diào)制電壓。
另外，該任務(wù)也可以利用權(quán)利要求2所述的解調(diào)器來實現(xiàn)，其中為了生成所述的第一平均值，裝設(shè)了一個由串聯(lián)電路構(gòu)成的容性分壓器，所述串聯(lián)電路由第一和第二電容組成，并且，可以在所述的分壓器上施加所述的調(diào)制電壓，該分壓器還具有一種比較器，其第一輸入端通過所述分壓器的分接頭輸入有所述的第一平均值，而且其第二輸入端施加有所述的調(diào)制電壓。
該解決方案的一個特殊的優(yōu)點(diǎn)在于，具有較高的抗尖峰干擾安全性。這主要是通過如下方式來實現(xiàn)的，即不借助邊緣識別，而借助電平測量并根據(jù)一種三求二的電平求值方法來獲得起始電平。
優(yōu)選的擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求給出。權(quán)利要求7講述了一種具有本發(fā)明解調(diào)器和尤其適用于芯片卡的供電裝置的電路裝置。
其它的細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)可以從下面借助附圖對優(yōu)選實施方案的闡述中得出。


圖1示出了用于芯片卡的電路裝置框圖，以及圖2示出了本發(fā)明解調(diào)器的原理電路圖。
圖1所示的電路裝置包括電感1，當(dāng)卡片被插入到卡片寫/讀器內(nèi)時，在該電感內(nèi)通過由卡片寫/讀器發(fā)射的電磁場感應(yīng)出一個HF接收電壓。所述的電感被連接在一個雙路整流器2(橋式整流器)上。在該整流器的輸出端上接有一種由兩個晶體管T1、T2構(gòu)成的電流鏡像電路3，利用該鏡像電路從總電流中耦合輸出一小部分，并將其輸入到解調(diào)器4中。另外，該整流器2的輸出端還接有一個并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器5和含有用于驅(qū)動芯片卡的原本電路的數(shù)字電路7。最后，利用同樣與此并聯(lián)的電容6來表示較大的芯片電容。
在圖1所示的電路中，所有的電壓都涉及直流電壓側(cè)的負(fù)供電。在電感1中感應(yīng)出的HF輸入電壓通過雙路整流器2進(jìn)行整流。于是在所述整流器的輸出端將產(chǎn)生一個相對于所述輸出的HF電壓具有雙倍基頻的半波電壓。該電壓的高頻部分通過芯片電容6進(jìn)行平滑或消除，其中，由并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器5產(chǎn)生一個恒定的供電電壓并將其輸入到所述的數(shù)字電路7。按照卡片離卡片寫/讀器的距離，所采取的電流可以比數(shù)字電路7在供電時所需的值高幾倍。因此，需解調(diào)的信號具有一個較大的動態(tài)范圍。
圖2示出了本發(fā)明解調(diào)器的一種實施方案。該電路具有一個輸入端40，從電流鏡像電路3輸出的、被調(diào)制的接收信號UDEM被饋入到該輸入端之中。該輸入端通過第一開關(guān)S6和二極管D1被導(dǎo)往第一電容C高1的第一端，而該電容C高1的第二端連接在第二電容C高2的第一端上。所述第二電容C高2的第二端接地。
第一電容C高1的第一端可以通過第二開關(guān)S12連接到比較器K2的倒置第一輸入端上，并通過第三開關(guān)S7接地。兩個電容C高1、C高2的公共連接點(diǎn)可通過第四開關(guān)S13被連接到比較器K2的倒置第一輸入端上，并通過第五開關(guān)S9接地。
另外，輸入端40還通過第六開關(guān)S10被導(dǎo)往第三電容C低的第一端，該第三電容的第二端接地。第三電容的第一端還可通過第七開關(guān)S14和比較器K2的倒置輸入端相連，并通過第八開關(guān)S11接地。
最后，輸入端40也被連在比較器K2的非倒置第二輸入端上。所述比較器K2的輸出為被解調(diào)的電壓。
利用電流鏡像電路耦合輸出的、并被輸至輸入端40的ASK調(diào)制接收電壓包含有一個恒定的平均值和疊加調(diào)幅的數(shù)據(jù)信號。在第一初始化階段，所述的三個電容首先通過閉合第三、第五和第八開關(guān)S7、S9、S11進(jìn)行放電。利用控制信號DC對所述的開關(guān)進(jìn)行操作，同其它開關(guān)控制信號SH、SL、VM、RM一樣，控制信號DC也是由數(shù)字電路7產(chǎn)生的。
于是，在ASK調(diào)制電壓(停止比特=1)的高電平期間，在第三、第五和第八開關(guān)S7、S9、S11利用控制信號DC斷開、且第一開關(guān)S6利用控制信號SH閉合之后，便跟隨一個采樣階段。利用由第一和第二電容C高1、C高2組成的容性分壓器生成一個第一(虛的)平均值，它被用于識別ASK調(diào)制電壓(開始比特=0)的低電平。為此，第四開關(guān)S13利用控制信號VM閉合，使得位于第一和第二電容之間的公共連接點(diǎn)被連接到所述比較器K2的倒置第一輸入端上。此時第二和第七開關(guān)S12、S14斷開。
只要調(diào)制電壓UDEM為其高電平，則比較器K2的輸出端上為一個具有邏輯值1的電壓。如果相應(yīng)于ASK調(diào)制的電壓減小，則比較器K2的輸出端上便產(chǎn)生一個邏輯值為0的電壓。此時，通過后接的數(shù)字電路7來識別低電平(起始比特)，并借助控制信號SL閉合所述的第六開關(guān)S10，以便將該電平存儲到第三電容C低之中。該電容的電容值基本上與由第一及第二電容組成的串聯(lián)電路的電容一樣大。
在該低電平情況下，二極管D1阻止了第一和第二電容C高1、C高2的放電。但是，由于在充電時不能經(jīng)受約0.7V的電壓降，所以該二極管通常是通過開關(guān)來實現(xiàn)的，且該開關(guān)由另一比較器(未示出)進(jìn)行控制。
隨后，第一、第四和第六開關(guān)S6、S13、S10利用控制信號SH、VM、SL斷開，而第二、第七開關(guān)S12、S14利用控制信號RM閉合。由此，從由第一和第二電容C高1、C高2組成的串聯(lián)電路內(nèi)所存儲的高電平和第三電容C低中所存儲的低電平中求出一個第二平均值，并將其施加到比較器K2的倒置輸入端上。
此時，位于比較器K2的非倒置第二輸入端上的、ASK調(diào)制電壓的其它電平與該第二平均值進(jìn)行比較，并利用其整個電壓偏移輸至比較器K2的輸出端。
權(quán)利要求
1．一種通過在高低電平之間變換幅度來進(jìn)行(移幅鍵控)調(diào)制的電壓的解調(diào)方法，它尤其應(yīng)用于把數(shù)據(jù)從卡片寫/讀器無接觸地傳輸?shù)叫酒?，其特征在于在初始化階段從高電平和由此導(dǎo)出并存儲的分電壓中生成一個第一平均值，以便接下來通過將調(diào)制電壓同該第一平均值進(jìn)行比較來對變換到表示起始值的低電平進(jìn)行測定；在接下來的解調(diào)階段，從所述測定的低電平和所述的高電平中生成一個第二平均值，以便通過同該第二平均值進(jìn)行比較來解調(diào)所述的調(diào)制電壓。
2．用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的解調(diào)器，其特征在于為了生成所述的第一平均值，裝設(shè)了一個由串聯(lián)電路構(gòu)成的容性分壓器，所述串聯(lián)電路由第一和第二電容(C高1、C高2)組成，并且，可以在所述的分壓器上施加所述的調(diào)制電壓(UDEM)；裝設(shè)一種比較器(K2)，其第一輸入端通過所述分壓器的分接頭輸入有所述的第一平均值，而且其第二輸入端施加有所述的調(diào)制電壓。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的解調(diào)器，其特征在于裝設(shè)第三電容(C低)用以存儲所述測定的低電平，該電容可以并聯(lián)到由第一和第二電容(C高1、C高2)組成的串聯(lián)電路上，以便生成第二平均值。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的解調(diào)器，其特征在于一種后接于所述比較器(K2)之上的數(shù)字電路(7)，用于以如下方式操作開關(guān)(S6,S7,S9,S10,S11,S12,S13,S14)，即在初始化階段把調(diào)制電壓輸入到所述的容性分壓器上，并將所述分壓器的分接頭與所述比較器(K2)的第一輸入端相連，在把所述測定的低電平存儲到第三電容(C低)之后，使該第三電容并聯(lián)到所述的容性分壓器上，并同所述比較器(K2)的第一輸入端相連，而所述的調(diào)制電壓位于所述比較器(K2)的第二端。
5．根據(jù)權(quán)利要求2～4中任一項所述的解調(diào)器，其特征在于所述的調(diào)制電壓可以通過二極管(D1)施加到所述的容性分壓器上。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的解調(diào)器，其特征在于所述的二極管(D1)通過由比較器控制的開關(guān)來實現(xiàn)。
7．具有權(quán)利要求2～6中任一項所述的解調(diào)器和一供電裝置的、尤其用于芯片卡的電路裝置，其特征在于用于對調(diào)制的接收電壓進(jìn)行整流的整流器(2)；電流鏡像電路(3)，通過它來耦合輸出總電流的一部分，并將其輸入到解調(diào)器(4)；以及并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器(5)，用于為數(shù)字分析電路(7)生成恒定的供電電壓。
全文摘要
講述一種通過在高低電平之間變換幅度來進(jìn)行(移幅鍵控)調(diào)制的電壓的解調(diào)方法,它尤其應(yīng)用于把數(shù)據(jù)從卡片寫/讀器無接觸地傳輸?shù)叫酒?其特征在于:在初始化階段從高電平和由此導(dǎo)出并存儲的分電壓中生成一個第一平均值,以便接下來通過將調(diào)制電壓同該第一平均值進(jìn)行比較來對變換到表示起始值的低電平進(jìn)行測定;在接下來的解調(diào)階段,從所述測定的低電平和所述的高電平中生成一個第二平均值,以便通過同該第二平均值進(jìn)行比較來解調(diào)所述的調(diào)制電壓。
文檔編號G06K19/07GK1325581SQ99813008
公開日2001年12月5日 申請日期1999年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者G·尼貝爾, V·貢格里希, A·布魯姆, U·韋德爾, D·埃希納, R·雷納, G·施勞德 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司