CN103235969B - 一种适用于非接触式智能（ic）卡信号发送的调制方法 - Google Patents

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Abstract

一种适用于非接触式智能（IC）卡信号发送的调制方法，属于RF调制解调的技术领域。其特征在于适应不同的场强，调节智能卡在数据发送期间的负载，使读卡器正确解调出IC卡所发送的数据信息，对智能卡的正常工作至关重要。本发明克服了传统的智能卡对读卡器产生的磁场进行负载调制发送数据时，在数据的跳变沿智能卡的负载大小产生突变，导致读卡器场强不稳定，致使读卡器解错数据。

Description

一种适用于非接触式智能（IC）卡信号发送的调制方法
技术领域
本发明涉及符合ISO/IEC14443TypeA协议的非接触式智能(IC)卡的信号发送的开关键控调制方法，属于RF调制解调技术领域。
背景技术
20世纪70年代初，法国布尔(BULL)公司首先创造出智能卡样品，经过40多年的发展，这项技术在金融、交通、身份证明以及医疗等领域得到了广泛的应用。为人们的生活带来了极大的便利，不断改善人们的生活质量。
根据ISO/IEC14443TpeA协议，智能卡必须在1.5A/m(rms)到7.5A/m(rms)的场强范围内正常工作。智能卡以耦合方式通过天线从磁场中获得能量，时钟以及信号。
根据智能读卡器交互数据的编码方式，如图1所示，IC卡分为TypeA和TypeB两种类型，TypeA接收的数据采用米勒编码，100％的幅值键控调制方式，发送的数据为曼切斯特编码，采用开关键控的负载调制方式；TypeA接收的数据采用10％不归零的调制方式，发送的数据采用二进制相移键控调制方式。本文讨论的非接触式IC卡遵从ISO/IEC14443typeA协议。
TypeA类型的智能卡采用开关键控的负载调制方式发送数据信息，在信号的跳变沿对于读卡器来说，智能卡负载变化非常强烈，导致读卡器场强不稳定，以致读卡器解错数据，如图2所示。图2中a图为没有采用本发明提出的适用于非接触式IC卡的信号调制方法的测试结果，读卡器解数发生错误；图2中b图为采用本发明提出的适用于非接触式IC卡的信号调制方法的测试结果，读卡器正确解调出数据。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对于非接触式智能卡TypeA类型，提供一种新的开关键控调制方式。以使负载变化变缓，利于读卡器正确解数。采用的方案技术如下：
一种适用于非接触式智能(IC)卡信号发送的调制方法，其特征在于，包括数据信号下降沿的延时电路，晶体管M1，晶体管M2，二极管D1，二极管D2；数据信号TX_data输入到下降沿延时电路的输入端in，下降沿延时电路的输出端out产生的输出信号TX_tune输入到晶体管M1的栅极，晶体管M2的栅极由所要发送的数据信号TX_data控制，晶体管M1和M2的漏极以及二极管D1和D2的负端相连接，二极管D1和D2的正端分别与天线两端相连接，晶体管M1、M2源极均与地连接；
晶体管M2的宽长比大于晶体管M1的宽长比；且数据信号下降沿延时电路的延时时间，需大于晶体管M1引起的磁场不稳定时间。
晶体管M2的宽长比大于晶体管M1的宽长比。这是由于在开关键控调制方法中，如果只有晶体管M1参与信号调制进行泄流，在数据信号TX_data的下降沿到来时，智能卡的负载大小产生突变，导致读卡器场强不稳定，致使读卡器解错数据。在一种适用于非接触式智能(IC)卡信号发送的调制方法中，晶体管M2的栅极由数据信号TX_data经过下降沿延时模块产生的信号TX_tune控制，在数据信号TX_data的下降沿到来时，晶体管M1突然关断，此时晶体管M2仍然保持一段延时进行泄流，对智能卡的负载跳变起缓冲作用，因此晶体管M2的宽长比必须大于晶体管M1的宽长比，才能维持读卡器磁场稳定。
数据信号下降沿延时电路的延时时间，需大于晶体管M1引起的磁场不稳定时间。
具体工作原理如下：
信号TX_data经过下降沿延时模块产生的信号TX_tune控制辅泄流的晶体管M1泄流，数据信号TX_data直接控制主泄流的晶体管M2泄流，当信号Tx_data由高电平变为低电平时，信号Tx_tune维持一段延时才产生下降沿，辅泄流晶体管M1的尺寸小于主泄流晶体管M2。这样在进行调制的过程中，数据的下降沿到来时，智能卡的负载不会发生跳变导致读卡器磁场不稳定，读卡器能够正确的解调。
有益效果
本发明设计的非接触式智能(IC)卡的信号发送的调制方法减小了负载跳变，能有效的维持读卡器磁场稳定，利于读卡器正确解调数据。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为ISO/IEC14443协议规定的TypeA和TypeB两种类型智能卡接收和发送数据的编码与调制方式。
图2a为不使用本发明的调制方法读卡器解数错误，图2b为使用本发明的调制方法读卡器正确解数的对比图。
图3为本发明中产生的控制信号Tx_tune与数据信号Tx_data的时序图。
图4为本发明在TypeA智能卡中的具体应用。
具体实施方式
本发明应用于符合ISO/IEC14443TypeA协议的非接触式智能(IC)卡芯片中，如图4所示，包括数据信号下降沿的延时电路，晶体管M1，晶体管M2，二极管D1，二极管D2。数据信号TX_data连接到下降沿延时电路的输入端in，下降沿延时电路的输出端out产生的输出信号TX_tune连接到晶体管M1的栅极，晶体管M2的栅极由所要发送的数据信号TX_data控制，晶体管M1和M2的漏极以及二极管D1和D2的负端相连接，二极管D1和D2的正端分别与天线两端相连接，晶体管M1、M2源极均与地连接。晶体管M2的宽长比大于晶体管M1的宽长比。这是由于在开关键控调制方法中，如果只有晶体管M1参与信号调制进行泄流，在数据信号TX_data的下降沿到来时，智能卡的负载大小产生突变，导致读卡器场强不稳定，致使读卡器解错数据。在一种适用于非接触式智能(IC)卡信号发送的调制方法中，晶体管M2的栅极由数据信号TX_data经过下降沿延时模块产生的信号TX_tune控制，在数据信号TX_data的下降沿到来时，晶体管M1突然关断，此时晶体管M2仍然保持一段延时进行泄流，对智能卡的负载跳变起缓冲作用，因此晶体管M2的宽长比必须大于晶体管M1的宽长比，才能维持读卡器磁场稳定。数据信号下降沿延时电路的延时时间，需大于晶体管M1引起的磁场不稳定时间。下降沿延时电路延迟140ns，M1：M2＝1:2，使得读卡器正确解调出数据，如图2b图所示。

Claims (1)

1.一种适用于非接触式智能(IC)卡信号发送的调制方法，其特征在于，包括数据信号下降沿的延时电路，晶体管M1，晶体管M2，二极管D1，二极管D2；数据信号TX_data输入到下降沿延时电路的输入端in，下降沿延时电路的输出端out产生的输出信号TX_tune输入到晶体管M1的栅极，晶体管M2的栅极由所要发送的数据信号TX_data控制，晶体管M1和M2的漏极以及二极管D1和D2的负端连接在一起，二极管D1和D2的正端分别与天线两端相连接，晶体管M1、M2源极均与地连接；
晶体管M2的宽长比大于晶体管M1的宽长比；且数据信号下降沿延时电路的延时时间，需大于晶体管M1引起的磁场不稳定时间。
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