CN103065182B - 一种场强自适应模块、方法及非接触ic卡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种场强自适应模块、方法及非接触IC卡。其中，场强自适应模块包括依次相连的:电流检测模块,用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系;功耗判断模块,用于根据所述电流检测模块的检测结果选择功耗调节类型;功耗调节模块,用于根据所述功耗判断模块选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗。本发明的场强自适应模块、方法及非接触IC卡，能够自动根据读卡器所发出的磁场信号的场强大小调节功耗及处理速度，从而使得非接触IC卡在各种场强环境中都能最大限度的提高处理速度，缩短通讯时间。

Description

一种场强自适应模块、方法及非接触IC卡

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种场强自适应模块、方法及非接触IC卡。

背景技术

目前HF(高频)的非接触IC卡已经广泛应用于公交等小额支付的各个领域。由于各读卡器的天线和功率不同，所以各读卡器所发出的信号的场强大小也不同。而非接触IC卡是通过磁场耦合获得工作能量的，磁场越强(即场强越高)，非接触IC卡获得的能量就越多。

图1为现有技术中读卡器和非接触IC卡的等效电路图。图1中，L1为读卡器的天线线圈，L2为非接触IC卡的谐振线圈，谐振线圈L2和电容C1构成谐振电路。L1中流过的电流为I1。当非接触IC卡靠近读卡器的天线，通过电磁感应，在非接触IC卡上感应出电流I2和电压VA(VA的电压值由限幅模块决定)。其中，流过非接触IC卡芯片负载Rload的电流I3，流过限幅模块Lmt的可变电阻Rs的电流I4，I2＝I3+I4。当非接触IC卡靠近读卡器，或者读卡器的发射功率加大，非接触IC卡感应到的磁场变大(即场强变强)，感应产生的电流I2会变大。而I3一般是一个比较固定的值，所以场强变大，最终导致的电流I2变大，直接反映到I4变大。

为了兼容小场强的应用环境，需要非接触IC卡的功耗越低越好，但是降低非接触IC卡工作的功耗，是以减慢芯片处理速度为代价的，这样必然会加长非接触IC卡每次交易的时间。而为了减少非接触IC卡的交易时间、提高非接触IC卡的处理速度，势必会增加非接触IC卡工作的功耗，直接影响了通讯的最低场强。

可见，目前处理速度快的非接触IC卡存在最低通讯场强过高的问题，而功耗低的非接触IC卡则存在通讯时间过长的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种场强自适应模块、方法及非接触IC卡，能够在各种场强环境中最大限度的提高处理速度，缩短通讯时间。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种场强自适应模块，包括依次相连的:

电流检测模块,用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系；

功耗判断模块,用于根据所述电流检测模块的检测结果选择功耗调节类型；

功耗调节模块,用于根据所述功耗判断模块选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗。

进一步地,上述模块还可具有以下特点,所述电流检测模块包括：

设置单元，用于设置第一门限电流和第二门限电流，所述第一门限电流大于所述第二门限电流；

检测单元，用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与所述第一门限电流和所述第二门限电流的大小关系，检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流、所述泄放电流小于所述第二门限电流或所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流；

所述电流检测模块包括PMOS管(P10)、PMOS管(P11)、NMOS管(N11)、NMOS管(N12)、NMOS管(N13)、反相器(INV1)、反相器(INV2)和电容(C10)；PMOS管(P10)的源极接电源VDD，栅极与PMOS管(P11)的栅极相连，漏极与NMOS管(N11)的漏极相连；NMOS管(N11)的源极接地，栅极为电流检测模块的输入端；PMOS管(P11)的源极接电源VDD，漏极与NMOS管(N12)的漏极相连；NMOS管(N12)的源极接地，栅极与NMOS管(N13)的栅极和漏极相连；电容(C10)的一端接NMOS管(N12)的漏极，另一端接地；NMOS管(N13)的漏极接基准电流Iref，源极接地；反相器(INV1)的输入端接PMOS管(P11)的漏极，输出端接反相器(INV2)的输入端，反相器(INV2)的输出端为电流检测模块的输出端。

进一步地,上述模块还可具有以下特点,所述功耗判断模块包括：

第一判断单元，用于在所述检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流时，判定功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗；

第二判断单元，用于在所述检测结果为所述泄放电流小于所述第二门限电流时，判定功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗；

第三判断单元，用于在所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流时，判定功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变。

进一步地,上述模块还可具有以下特点,所述电流检测模块包括PMOS管(P20)、PMOS管(P21)、NMOS管(N21)、电容(C20)、电阻(R21)和比较器(Comp21)；PMOS管(P20)的源极接电源VDD，栅极与PMOS管(P21)的栅极相连，漏极与NMOS管(N21)的漏极相连；NMOS管(N21)的源极接地，栅极为电流检测模块的输入端；PMOS管(P21)的源极接电源VDD，漏极与电阻(R21)的一端相连，电阻(R21)的另一端接；电容(C20)的一端接PMOS管(P21)的漏极，另一端接地；比较器(Comp21)的同相输入端接PMOS管(P21)的漏极，反相输入端接基准电压Vref，输出端为电流检测模块的输出端。

进一步地,上述模块还可具有以下特点,所述功耗调节模块为分频比可调分频器。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种场强自适应方法,其特征在于,包括:

检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系；

根据检测结果选择功耗调节类型；

根据选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗。

进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系包括：

设置第一门限电流和第二门限电流，所述第一门限电流大于所述第二门限电流；

检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与所述第一门限电流和所述第二门限电流的大小关系，检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流、所述泄放电流小于所述第二门限电流或所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流。

进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述根据检测结果选择功耗调节类型包括：

若检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流，则功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗；

若检测结果为所述泄放电流小于所述第二门限电流，则功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗；

若检测结果为所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流，则功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变。

进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述根据选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的功耗包括：

若功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗，则减小非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比；

若功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗，则增大非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比；

若功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变，则保持当前非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比不变。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种非接触IC卡，包括限幅模块和权利要求1至6任一项所述的场强自适应模块，所述场强自适应模块与所述限幅模块相连。

本发明的场强自适应模块、方法及非接触IC卡，能够自动根据读卡器所发出的磁场信号的场强大小调节功耗及处理速度，从而使得非接触IC卡在各种场强环境中都能最大限度的提高处理速度，缩短通讯时间。

附图说明

图1为现有技术中读卡器和非接触IC卡的等效电路图；

图2为本发明实施例中场强自适应模块的结构图；

图3为图2中电流检测模块210的一种电路结构图；

图4为图2中电流检测模块210的另一种电路结构图；

图5为图4中电阻R21的一种结构图；

图6为功耗调节模块采用分频比可调分频器时的分频示意图；

图7为分频比可调分频器的一种电路图；

图8为本发明实施例中场强自适应方法的流程图；

图9为本发明实施例中非接触IC卡的结构图。

具体实施方式

参见图1,由于非接触IC卡芯片具有限幅模块Lmt，限幅模块Lmt可以把电源电压VA稳定到一个固定值，所以根据电功率P＝IV可以推出非接触IC卡的谐振线圈L2感应到的电流I2与读卡器场强H的关系如下:

H∝Pin＝VA*I2->H∝I2

可见，流过非接触IC卡的谐振线圈的电流I2与读卡器产生的场强H成正比。在非接触IC卡芯片的天线面积固定的前提下,非接触IC卡所获得的能量与场强H大小成正比。

为保证电压VA的稳定，当L2感应出来的电流I2>I3(I3为非接触IC卡芯片正常工作消耗的电流)，多余的电流通过泄放电流I4流走。所以I2＝I3+I4。

非接触IC卡芯片的实际功耗正比于电流I3，电流I3一般是一个比较固定的值，所以电流I4可以间接反映I2的变化。

所以可以推出读卡器产生的场强H与电流I4的关系如下：

H∝I2＝I3+I4->H∝I4。

本发明中，我们通过检测I4大小，来调节非接触IC卡芯片工作的功耗。

原理是:非接触IC卡芯片工作的功耗＝I3*I3*Rload＝I3*VA，该式说明非接触IC卡芯片工作的功耗与电流I3成正比。在场强H一定的前提下，非接触IC卡芯片获得的总能量P＝I2*VA是固定的，而VA固定，因此I2也是固定的。I3(非接触IC卡芯片的工作电流)＝I_A(模拟电路部分电流)+I_D(数字电路部分电流)，而I_A一般比较固定，I_D与工作电压V和工作时钟频率(即非接触IC卡芯片工作的时钟频率)成正比。本发明调节非接触IC卡芯片的功耗，主要通过调节数字电路部分电流I_D实现。非接触IC卡芯片的工作时钟频率提高，导致I_D增大，所以I3增大，从而非接触IC卡工作的功耗(I3*I3*Rload＝I3*VA)增大。电流I3的加大是以电流I4的减小为代价获得的(因为I2固定，且I2＝I3+I4)。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的场强自适应模块可以应用于非接触IC卡中。也就是说，非接触IC卡中可以具有本发明的场强自适应模块。图2为本发明实施例中场强自适应模块的结构图。如图2所示，本实施例中，场强自适应模块200包括依次相连的电流检测模块210、功耗判断模块220和功耗调节模块230。电流检测模块210用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系。功耗判断模块220用于根据电流检测模块210的检测结果选择功耗调节类型。其中，功耗调节类型可以是增大功耗、减小功耗或保持当前功耗不变。功耗调节模块230用于根据功耗判断模块220选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗。其中，功耗调节模块230通过调节非接触IC卡数字电路部分的工作时钟频率来调节非接触IC卡的工作功耗。具体是，如果需要增大非接触IC卡的工作功耗，则通过提高非接触IC卡数字电路部分的工作时钟频率来达到；反之，如果需要减小非接触IC卡的工作功耗，则通过降低非接触IC卡数字电路部分的工作时钟频率来达到。提高、降低、保持非接触IC卡的工作时钟频率分别对应于加快、减慢、保持非接触IC卡的处理速度。因此，调节非接触IC卡的工作功耗等效于调节非接触IC卡的处理速度。

在本发明的一个实施例中，电流检测模块210可以进一步包括设置单元和检测单元。设置单元用于设置第一门限电流和第二门限电流，其中，第一门限电流大于第二门限电流。检测单元用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与第一门限电流和第二门限电流的大小关系，检测结果为泄放电流大于第一门限电流、泄放电流小于第二门限电流、泄放电流大于第二门限电流且小于第一门限电流中的一种。

在电流检测模块210包括上述设置单元和检测单元的情况下，功耗判断模块220可以进一步包括第一判断单元、第二判断单元和第三判断单元。第一判断单元用于在电流检测模块210的检测结果为泄放电流大于第一门限电流时，判定功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗。第二判断单元用于在电流检测模块210的检测结果为泄放电流小于第二门限电流时，判定功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗。第三判断单元用于在泄放电流大于第二门限电流且小于第一门限电流时，判定功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变。

图2所示的场强自适应模块200的工作过程如下：首先，电流检测模块210检测泄放电流I4的大小范围，然后功耗判断模块220根据电流检测模块210的检测结果判断功耗调节类型(即增大、减小还是保持不变)，最后功耗调节模块230根据功耗判断模块220的判断结果，通过调节非接触IC卡的工作时钟频率来调节非接触IC卡的工作功耗，如果判断结果是增大工作功耗，则提高非接触IC卡的工作时钟频率，如果判断结果是减小工作功耗，则降低非接触IC卡的工作时钟频率，如果判断结果是保持当前工作功耗不变，则保持非接触IC卡当前的工作时钟频率。

下面通过一个具体实例来对图2所示的场强自适应模块200的工作过程作进一步的说明。该实例中，场强自适应模块根据实际的电流检测结果，选择适合的分频比N，实现功耗的优化调节。

假设电流检测模块210的电流检测有IDH[1]和IDH[0]这2档，其中，IDH[1]档对应的电流检测门限为BmA(毫安)，IDH[0]档对应的电流检测门限为AmA，并且A<B；

若经过电流检测模块210的检测，泄放电流I4>B,则检测结果为IDH[1]＝IDH[0]＝1,表示当前磁场比较强。功耗判断模块220根据该检测结果判断还有余量可以让非接触IC卡芯片提速，则选择增大工作功耗。则功耗调节模块230加快处理速度，即减少数字时钟分频比，令数字时钟分频比N＝N-△N，则电流I3增加△I*a(a>＝1)，需要限制△I*a<B-A，从而使非接触IC卡芯片的工作功耗(I3*VA)增大。其中，数字时钟分频比是指非接触IC卡芯片数字电路部分的工作时钟的分频比。

若经过电流检测模块210的检测，B>I4>A,则检测结果为IDH[1]＝0,IDH[0]＝1，表示当前磁场比较临界。功耗判断模块220根据该检测结果判断没有余量可以让非接触IC卡芯片提速，则选择保持当前的工作功耗。则功耗调节模块230保持当前的处理速度，即保持数字时钟分频比N不变，则电流I3不变，从而保持非接触IC卡芯片的工作功耗(I3*VA)不变。

若经过电流检测模块210的检测，A>I4,则检测结果为IDH[1]＝IDH[0]＝0，表示当前磁场过低。功耗判断模块220根据该检测结果判断需要立刻减小工作功耗。则功耗调节模块230减慢处理速度，即增加数字时钟分频比，令数字时钟分频比N＝N+△N，则电流I3减小△I*b(b>＝1)，从而使非接触IC卡芯片的工作功耗(I3*VA)减小。

本发明的场强自适应模块中，电流检测模块可以采用基准电流比较方式来检测泄放电流，也可以采用基准电压比较方式来检测泄放电流。该两种方式的电流检测模块的实现电路可以分别如图3和图4所示。

图3为图2中电流检测模块210的一种电路结构图。图3中，电流检测模块采用基准电流比较方式来检测泄放电流。如图3所示，电流检测模块可以包括PMOS管P10、PMOS管P11、NMOS管N11、NMOS管N12、NMOS管N13、反相器INV1、反相器INV2和电容C10。其中，PMOS管P10的源极接电源VDD，栅极与PMOS管P11的栅极相连，漏极与NMOS管N11的漏极相连；NMOS管N11的源极接地，栅极为电流检测模块的输入端；PMOS管P11的源极接电源VDD，漏极与NMOS管N12的漏极相连；NMOS管N12的源极接地，栅极与NMOS管N13的栅极和漏极相连；电容C10的一端接NMOS管N12的漏极，另一端接地；NMOS管N13的漏极接基准电流Iref，源极接地；反相器INV1的输入端接PMOS管P11的漏极，输出端接反相器INV2的输入端，反相器INV2的输出端为电流检测模块的输出端。

图3所示电流检测模块的工作原理是：NMOS管N11通过栅极接Lmt_ctrl，镜像泄放管N0的电流，获得电流I5＝a*I4(a是镜像比例)。PMOS管P11通过与PMOS管P10的连接，可以实现对电流I5电流的镜像，可获得镜像电流Ip1＝b*I4＝a*b*I4。由于NMOS管N12和NMOS管N13的连接，通过镜像控制NMOS管N12可以流过的最大的电流IN12＝c*Iref。当Ip1<IN12,电流检测模块的输出IDH＝“0”,电流I5低于检测门限,当Ip1>IN12,电流检测模块的输出IDH＝“1”，电流I5高于检测门限。

图4为图2中电流检测模块210的另一种电路结构图。图4中，电流检测模块采用基准电压比较方式来检测泄放电流。如图4所示，电流检测模块可以包括PMOS管P20、PMOS管P21、NMOS管N21、电容C20、电阻R21和比较器Comp21。PMOS管P20的源极接电源VDD，栅极与PMOS管P21的栅极相连，漏极与NMOS管N21的漏极相连；NMOS管N21的源极接地，栅极为电流检测模块的输入端；PMOS管P21的源极接电源VDD，漏极与电阻R21的一端相连，电阻R21的另一端接；电容C20的一端接PMOS管P21的漏极，另一端接地；比较器Comp21的同相输入端接PMOS管P21的漏极，反相输入端接基准电压Vref，输出端为电流检测模块的输出端。图4中，B点为电压取样点，VB为取样点电压。

图4所示电流检测模块的工作原理是：使电流I6流过电阻R21，通过把电阻R21上电压VB＝Ip1*R21和基准电压Vref进行比较来实现电流的检测。当VB＝Ip1*R21<Vref,即Ip1<(Vref/R21)，电流检测模块的输出IDH＝“0”,电流I5低于检测门限。当VB＝Ip1*R21>Vref,即Ip1>(Vref/R21)，电流检测模块的输出IDH＝“1”,电流I5高于检测门限。

图4所示的电流检测模块实现方案中，可以通过从电阻R21上选取不同的取样点，来实现对于检测场强点的改变。具体实现方法参见图5。图5为图4中电阻R21的一种结构图。如图5所示，电阻R21由电阻R21＿0、R21＿1……R21＿N依次串联而成，在这些电阻的高电位端分别接取样开关K0、K1……KN，这些取样开关的公共端接取样点B(也即同图4中的取样点B)，这样，通过控制不同的取样开关，就可以获得不同的取样点电压VB，即不同电阻R21的电压，由此可以控制检测门限的改变。

本发明的场强自适应模块中，功耗调节模块可以是分频比可调分频器。因为本发明中，功耗调节是通过调节非接触IC卡芯片数字电路部分的功耗实现的，而非接触IC卡芯片数字电路部分的功耗主要与非接触IC卡芯片的工作电压和时钟频率相关，且数字电路部分的电流I_D∝V_D、f，即数字电路部分的电流I_D正比于数字电路部分的电压V_D和时钟频率f。若把非接触IC卡芯片数字电路部分的时钟频率f进行N分频，则非接触IC卡芯片数字电路部分的功耗将下降到接近全速功耗的1/N。通过逐步减小分频比N，时钟逐步加快，数字电路部分的功耗将逐步增加。

图6为功耗调节模块采用分频比可调分频器时的分频示意图。如图6所示，非接触IC卡芯片的振荡器(OSC)产生的时钟CLK0通过分频比可调分频器(分频比可调分频器作为功耗调节模块)N分频后变成CLK1，CLK1将被传输给非接触IC卡芯片的数字电路部分，作为数字电路部分的工作时钟。

其中，分频比可调分频器的实现电路有很多种。图7为分频比可调分频器时的一种电路图。如图7所示，该分频比可调分频器包括分频比为m的分频器A0、分频比为m+n的分频器An、选择控制器、开关S0、开关Sn组成，选择控制器通过开关S0和开关Sn来选择分频比。

本发明的场强自适应模块能够自动根据读卡器所发出的磁场信号的场强大小调节功耗及处理速度，从而使得具有该场强自适应模块的非接触IC卡在各种场强环境中都能最大限度的提高处理速度，缩短通讯时间。

本发明还提出了一种场强自适应方法，该方法应用于上述的场强自适应模块。

图8为本发明实施例中场强自适应方法的流程图。如图8所示，本实施例中，场强自适应方法包括：

步骤801，检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系；

其中，电流检测可以通过基准电流比较方式实现，也可以通过基准电压比较方式实现。

在本发明的一个实施例中，步骤801可以包括：

步骤801a，设置第一门限电流和第二门限电流，且第一门限电流大于第二门限电流；

步骤801b，检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与第一门限电流和第二门限电流的大小关系，则检测结果有三种可能情形，分别是泄放电流大于第一门限电流、泄放电流小于第二门限电流、泄放电流大于第二门限电流且小于第一门限电流。

步骤802，根据检测结果选择功耗调节类型；

这里，功耗调节类型可以有三种，即增大非接触IC卡的功耗、减小非接触IC卡的功耗或保持非接触IC卡的功耗不变。

在步骤801包括步骤801a和步骤801b的情形下，步骤802可以包括：

若检测结果为泄放电流大于第一门限电流，则功耗调节类型为增大非接触IC卡的功耗；

若检测结果为泄放电流小于第二门限电流，则功耗调节类型为减小非接触IC卡的功耗；

若检测结果为泄放电流大于第二门限电流且小于第一门限电流，则功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前功耗不变。

步骤803，根据选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗。

如前所述，可以通过调节非接触IC卡芯片数字电路部分的工作时钟分频比来实现对工作功耗的调节。若功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗，则减小非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比；若功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗，则增大非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比；若功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变，则保持当前非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比不变。

需要说明的是,图8所示的场强自适应方法的实施例中,对非接触IC卡工作功耗的调节可以是一个循环的过程，即一次功耗调节结束后，会重新进行判断选择，再进行功耗调节,直至最后稳定在“检测结果为泄放电流大于第二门限电流且小于第一门限电流，功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变。”也就是说,执行完步骤803后再从步骤801开始执行,直到功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变,即达到了最适合的调节程度。

下面通过一个具体实例来对本发明的场强自适应方法的流程作进一步的说明。该实例根据实际的电流检测结果，选择适合的分频比N，实现功耗的优化调节。

假设电流检测有IDH[1]和IDH[0]这2档，其中，IDH[1]档对应的电流检测门限为BmA(毫安)，IDH[0]档对应的电流检测门限为AmA，并且A<B。

若经过检测，泄放电流I4>B,则检测结果为IDH[1]＝IDH[0]＝1,表示当前磁场比较强，说明还有余量可以让非接触IC卡芯片提速，则加快处理速度，即减少数字时钟分频比，令数字时钟分频比N＝N-△N，则电流I3增加△I*a(a>＝1)，需要限制△I*a<B-A，从而使非接触IC卡芯片的工作功耗(I3*VA)增大。其中，数字时钟分频比是指非接触IC卡芯片数字电路部分的工作时钟的分频比。

若经过检测，B>I4>A,则检测结果为IDH[1]＝0,IDH[0]＝1，表示当前磁场比较临界，说明没有余量可以让非接触IC卡芯片提速，则保持当前的处理速度，即保持数字时钟分频比N不变，则电流I3不变，从而保持非接触IC卡芯片的工作功耗(I3*VA)不变。

若经过检测，A>I4,则检测结果为IDH[1]＝IDH[0]＝0，表示当前磁场过低，需要立刻减慢处理速度，即增加数字时钟分频比，令数字时钟分频比N＝N+△N，则电流I3减小△I*b(b>＝1)，从而使非接触IC卡芯片的工作功耗(I3*VA)减小。

可见，本发明的场强自适应方法能够自动根据读卡器所发出的磁场信号的场强大小调节功耗及处理速度，从而使得非接触IC卡在各种场强环境中都能最大限度的提高处理速度，缩短通讯时间。

本发明还提出了一种非接触IC卡，该非接触IC卡包括前述的场强自适应模块和限幅模块。图9为本发明实施例中非接触IC卡的结构图。如图9所示，本实施例中，非接触IC卡包括限幅模块100和场强自适应模块200。

限幅模块100中包含电压控制模块和泄放管N0，电压控制模块输出Lmt_ctrl直接和泄放管N0的栅极连接。场强自适应模块200中的电压检测模块210通过检测VA的电压大小，改变泄放管N0栅极的控制电压Vctrl，即调节泄放管N0的泄放电流I4的大小。场强自适应装置200与限幅模块100相连。具体地，场强自适应装置200中电流检测模块210的输入端接限幅模块100中泄放管N0的栅极。

本发明的非接触IC卡具有场强自适应模块，能够自动根据读卡器所发出的磁场信号的场强大小调节功耗及处理速度，从而在各种场强环境中都能最大限度的提高处理速度，缩短通讯时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种场强自适应模块，其特征在于,包括依次相连的:

电流检测模块,用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系；

功耗判断模块,用于根据所述电流检测模块的检测结果选择功耗调节类型；

功耗调节模块,用于根据所述功耗判断模块选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗；

所述电流检测模块包括PMOS管P10、PMOS管P11、NMOS管N11、NMOS管N12、NMOS管N13、反相器INV1、反相器INV2和电容C10；PMOS管P10的源极接电源VDD，栅极与PMOS管P11的栅极相连，漏极与NMOS管N11的漏极相连；NMOS管N11的源极接地，栅极为电流检测模块的输入端；PMOS管P11的源极接电源VDD，漏极与NMOS管N12的漏极相连；NMOS管N12的源极接地，栅极与NMOS管N13的栅极和漏极相连；电容C10的一端接NMOS管N12的漏极，另一端接地；NMOS管N13的漏极接基准电流Iref，源极接地；反相器INV1的输入端接PMOS管P11的漏极，输出端接反相器INV2的输入端，反相器INV2的输出端为电流检测模块的输出端。

2.根据权利要求1所述的场强自适应模块,其特征在于,所述电流检测模块包括：

设置单元，用于设置第一门限电流和第二门限电流，所述第一门限电流大于所述第二门限电流；

检测单元，用于检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与所述第一门限电流和所述第二门限电流的大小关系，检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流、所述泄放电流小于所述第二门限电流或所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流。

3.根据权利要求2所述的场强自适应模块,其特征在于,所述功耗判断模块包括：

第一判断单元，用于在所述检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流时，判定功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗；

第二判断单元，用于在所述检测结果为所述泄放电流小于所述第二门限电流时，判定功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗；

第三判断单元，用于在所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流时，判定功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变。

4.根据权利要求1所述的场强自适应模块,其特征在于,所述电流检测模块包括PMOS管P20、PMOS管P21、NMOS管N21、电容C20、电阻R21和比较器Comp21；PMOS管P20的源极接电源VDD，栅极与PMOS管P21的栅极相连，漏极与NMOS管N21的漏极相连；NMOS管N21的源极接地，栅极为电流检测模块的输入端；PMOS管P21的源极接电源VDD，漏极与电阻R21的一端相连，电阻R21的另一端接；电容C20的一端接PMOS管P21的漏极，另一端接地；比较器Comp21的同相输入端接PMOS管P21的漏极，反相输入端接基准电压Vref，输出端为电流检测模块的输出端。

5.根据权利要求1所述的场强自适应模块,其特征在于,所述功耗调节模块为分频比可调分频器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的场强自适应模块的一种场强自适应方法,其特征在于,包括:

检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系；

根据检测结果选择功耗调节类型；

根据选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的工作功耗。

7.根据权利要求6所述的场强自适应方法,其特征在于,所述检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与预设的门限电流之间的大小关系包括：

设置第一门限电流和第二门限电流，所述第一门限电流大于所述第二门限电流；

检测非接触IC卡中限幅模块的泄放电流与所述第一门限电流和所述第二门限电流的大小关系，检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流、所述泄放电流小于所述第二门限电流或所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流。

8.根据权利要求7所述的场强自适应方法,其特征在于,所述根据检测结果选择功耗调节类型包括：

若检测结果为所述泄放电流大于所述第一门限电流，则功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗；

若检测结果为所述泄放电流小于所述第二门限电流，则功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗；

若检测结果为所述泄放电流大于所述第二门限电流且小于所述第一门限电流，则功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变。

9.根据权利要求8所述的场强自适应方法,其特征在于,所述根据选择的功耗调节类型调节非接触IC卡的功耗包括：

若功耗调节类型为增大非接触IC卡的工作功耗，则减小非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比；

若功耗调节类型为减小非接触IC卡的工作功耗，则增大非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比；

若功耗调节类型为保持非接触IC卡的当前工作功耗不变，则保持当前非接触IC卡数字电路部分的工作时钟分频比不变。

10.一种非接触IC卡，其特征在于，包括限幅模块和权利要求1至5任一项所述的场强自适应模块，所述场强自适应模块与所述限幅模块相连。