CN103714372B - 非接触ic卡的解调电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非接触IC卡的解调电路，包括：比较器、偏置电路和逻辑控制电路。逻辑控制电路的输入端连接时钟信号和比较器输出的解调信号并输出一控制信号到偏置电路，逻辑控制电路在解调信号的凹槽信号变换为高电平时的上升沿开始输出一个8个时钟周期的高电平，并通过高电平使偏置电路的驱动能力增加，从而能实现根据解调电路的输出自适应的调节解调电路的偏置电路的驱动能力，不仅能提高感应已调信号中的凹槽信号的敏感度，还能在已调信号中的凹槽信号恢复后使解调电路的输入端快速恢复，能实现解调电路在全工艺条件以及全场强条件的正确解码。

Description

非接触IC卡的解调电路
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路，特别涉及一种非接触IC卡的解调电路。
背景技术
非接触IC卡和读卡器之间通过射频信号做载波来传送信息。非接触IC卡本身没有电源，其工作时的电能通过读卡器的射频信号来提供，其中读卡器的射频信号为13.56MHz。在读卡器和非接触IC卡互传数据时，载波为13.56MHz的射频载波，信号传输速率分别有106kbits/s,212kbits/s,424kbits/s,848k bits/s四种。
其中，从读卡器向非接触IC卡传送数据时，是采用振幅键控（ASK）方法对信号进行调制，编码方式为同步、改进的米勒（miller）编码。读卡器和非接触IC卡需要进行数字通信即0，1的通信时，读卡器的数字信号调制到所述射频载波信号上后会形成包含有凹槽（pause）信号的调制信号，凹槽（pause）信号的振幅要小于射频载波的振幅。根据pause信号在调制信号的时序中的位置不同来表示数字信号0或者1，所以凹槽信号是数据的表达方式。调制信号通过无线传输输入到非接触IC卡中，非接触IC卡通过天线接收该调制信号后通过解调电路来对该调制信号进行解调，解调过程分为模拟解调和数字解调两步，通过解调电路的模拟解调将调制信号中的pause信号解调为数字信号0或者1，将解调后的数字信号进行数字解码，数字解码根据输入的数字信号中的0的位置不同确认读卡器中传输过来的是数据0或者1。
如图1所示，是现有非接触IC卡的解调电路的示意图；从读卡器到非接触IC卡的传输数据的载波频率为13.56MHZ，解调电路包括：
比较器106，所述比较器106的第一输入端连接第一参考信号VREF1，所述比较器106的第二输入端连接输入信号VREF3，该输入信号VREF3为所述非接触IC卡从天线即图1中ant处接收的由所述读卡器发射出的已调信号经过检波和高通滤波后的信号；所述比较器106输出端输出解调信号DEMOUT。其中，检波电路单元包括单向导通的二极管101，由第一电容102和第一电阻103组成的低通滤波器，所述检波电路单元用于滤除所述已调信号中的载波信号。高通滤波器由第二电阻104和第二电容105组成。
偏置电路107，该偏置电路107的输出端连接所述比较器106的第二输入端并为所述第二输入端提供一直流偏置电压。
如图2所示，是现有从读卡器到非接触IC卡的三种模拟解码后的时序，即通过非接触IC卡的解调电路的模拟解调将调制信号中的pause信号解调为数字信号0或者1也即图1中的解调信号DEMOUT后包括三个时序，每一时序对应于一个数据位的传输周期，解调信号DEMOUT的三个时序分别定义如下：
1、时序X，该时序X将在(1/2)×(fc/传输速率)×（1/fc）处产生一个凹槽信号，即在tx处开始产生一个宽度为ta的凹槽信号。
2、时序Y，该时序Y在整个位期间即tb不发生调制。
3、时序Z，该时序Z在位期间的开始时，产生一个宽度为ta的凹槽信号。
对于848kbits/s、424kbits/s、212kbits/s和106kbits/s的传输速率时，一位数据位的传输时间Tbit，分别为16、32、64和128个时钟周期（clk），其中1clk=1/13.56MHz=73.746nS，传输时间Tbit在图1显示为tb。
如图1所示，所述比较器106的第二输入端是通过偏置电路107进行偏置的，当输入的已调信号中的凹槽信号到来时，输入信号VREF3需要被拉低，为了在小场强即读卡器的发射的电磁场较小时应用，需要输入信号VREF3对已调信号中的凹槽信号相当敏感，因此这时偏置电路107的直流偏置驱动不能太强；当已调信号中的凹槽信号恢复时，如果偏置电路107的直流偏置驱动还保持太小，则会导致输入信号VREF3的恢复很慢，就会影响下一个数据位的正常传输。特别是对于传输速率为848kbits/s非接触IC卡，一位数据位的传输时间Tbit仅为16clk,通常需要将已调信号中的凹槽信号控制在8clk以内，因此当已调信号中的凹槽信号恢复时，输入信号VREF3要恢复到正常值的恢复时间只能维持在16clk-8clk=8clk以内，当恢复时间超出上述规定期限时，会造成解码错误。由于现有技术中的偏置电路107的直流偏置驱动太小，当非接触IC卡的制造工艺条件和感应到的磁场大小不同时，很容易出现解码错误，所以现有非接触IC卡的解调电路很难做到全工艺条件以及全场强条件的正确解码。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种非接触IC卡的解调电路，能根据解调电路的输出自适应的调节解调电路的偏置电路的驱动能力，不仅能提高感应已调信号中的凹槽信号的敏感度，还能在已调信号中的凹槽信号恢复后使解调电路的输入端快速恢复，能实现解调电路在全工艺条件以及全场强条件的正确解码。
为解决上述技术问题，本发明提供一种非接触IC卡的解调电路，从读卡器到非接触IC卡的传输数据的载波频率为13.56MHZ，数据传输速率为848Kbits/s，解调电路包括：
比较器，所述比较器的第一输入端连接第一参考信号，所述比较器的第二输入端连接输入信号，该输入信号为所述非接触IC卡接收的由所述读卡器发射出的已调信号经过检波和高通滤波后的信号；所述比较器输出端输出解调信号。
偏置电路，该偏置电路的输出端连接所述比较器的第二输入端并为所述第二输入端提供一直流偏置电压。
逻辑控制电路，该逻辑控制电路的输入端连接时钟信号和所述解调信号，该逻辑控制电路的输出端输出一控制信号到所述偏置电路，所述逻辑控制电路在所述解调信号的凹槽信号变换为高电平时的上升沿开始输出一个8个时钟周期的高电平；所述控制信号为高电平时的所述偏置电路的驱动能力大于所述控制信号为低电平时的所述偏置电路的驱动能力，从而在所述解调信号的凹槽信号变换为高电平时使所述偏置电路的驱动能力增加并使所述比较器的第二输入端的偏置电压的恢复速度加快。
进一步的改进是，所述逻辑控制电路包括两个与门和四个D型触发器，所述四个D型触发器连接成分频模式、且所述四个D型触发器的复位端都连接所述解调信号并用所述解调信号复位；第一与门的一个输入端连接所述时钟信号、另一个输入端连接分频模式中的最后一个所述D型触发器的分频输出信号，所述第一与门的输出端连接分频模式中的第一个所述D型触发器的时钟信号端；所述第二与门的一个输入端连接所述解调信号、另一个输入端连接分频模式中的最后一个所述D型触发器的分频输出信号，所述第二与门的输出端输出所述控制信号。
本发明通过在解调电路中设置一逻辑控制电路，能根据解调电路的状态实时输出控制信号到偏置电路并控制偏置电路的驱动能力，当已调信号中的凹槽信号出现时使偏置电路的驱动能力减小，从而能提高解调电路感应已调信号中的凹槽信号的敏感度；当已调信号中的凹槽信号恢复后能使偏置电路的驱动能力增加，使解调电路的输入端快速恢复，从而能防止解调电路的输入端因恢复时间长而造成的解码错误，从而能实现解调电路在全工艺条件以及全场强条件的正确解码。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是现有非接触IC卡的解调电路的示意图；
图2是现有从读卡器到非接触IC卡的三种模拟解码后的时序；
图3是本发明实施例非接触IC卡的解调电路的示意图；
图4是本发明较佳实施例非接触IC卡的解调电路的示意图。
具体实施方式
如图3所示，是本发明实施例非接触IC卡的解调电路的示意图；本发明实施例非接触IC卡的解调电路中，从读卡器到非接触IC卡的传输数据的载波频率为13.56MHZ，数据传输速率为848Kbits/s，一位数据位的传输时间Tbit为16clk。解调电路包括：
比较器6，所述比较器6的第一输入端连接第一参考信号VREF1，所述比较器6的第二输入端连接输入信号VREF3，该输入信号VREF3为所述非接触IC卡从天线即图3中ant处接收的由所述读卡器发射出的已调信号经过检波和高通滤波后的信号；所述比较器6输出端输出解调信号DEMOUT。其中，检波电路单元包括单向导通的二极管1，由第一电容2和第一电阻3组成的低通滤波器，所述检波电路单元用于滤除所述已调信号中的载波信号。高通滤波器由第二电阻4和第二电容5组成。在其它实施例中检波电路单元和高通滤波器可以做适用的改变。
偏置电路7，该偏置电路7的输出端连接所述比较器6的第二输入端并为所述第二输入端提供一直流偏置电压。所述偏置电路7的输入端连接第二参考电压VREF2。
逻辑控制电路8，该逻辑控制电路8的输入端连接时钟信号CLK和所述解调信号DEMOUT，该逻辑控制电路8的输出端输出一控制信号CONTROL到所述偏置电路7，所述逻辑控制电路8在所述解调信号DEMOUT的凹槽信号变换为高电平时的上升沿开始输出一个8个时钟周期的高电平；所述控制信号CONTROL为高电平时的所述偏置电路7的驱动能力大于所述控制信号CONTROL为低电平时的所述偏置电路7的驱动能力，从而在所述解调信号DEMOUT的凹槽信号变换为高电平时使所述偏置电路7的驱动能力增加并使所述比较器6的第二输入端的偏置电压的恢复速度加快。
如图4所示，是本发明较佳实施例非接触IC卡的解调电路的示意图。所述逻辑控制电路8包括两个与门9和10和四个D型触发器11a、11b、11c和11D。所述四个D型触发器连接成分频模式、且所述四个D型触发器的复位端R都连接所述解调信号DEMOUT并用所述解调信号DEMOUT复位。分频模式的连接方式为：四个D型触发器11a、11b、11c和11D的输出端QN都连接到输入端D，前一个D型触发器的输出端Q连接到下一个D型触发器的时钟端CLK，最后一个所述D型触发器11d的输出端Q输出分频输出信号DFFOUT。
第一与门9的一个输入端连接所述时钟信号CLK、另一个输入端连接分频模式中的最后一个所述D型触发器的分频输出信号DFFOUT，所述第一与门9的输出端输出信号NETA到分频模式中的第一个所述D型触发器11a的时钟端CLK。
所述第二与门10的一个输入端连接所述解调信号DEMOUT、另一个输入端连接分频模式中的最后一个所述D型触发器11d的分频输出信号DFFOUT，所述第二与门10的输出端输出所述控制信号CONTROL。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (2)

1.一种非接触IC卡的解调电路，从读卡器到非接触IC卡的传输数据的载波频率为13.56MHZ，数据传输速率为848Kbits/s，其特征在于，解调电路包括：
比较器，所述比较器的第一输入端连接第一参考信号，所述比较器的第二输入端连接输入信号，该输入信号为所述非接触IC卡接收的由所述读卡器发射出的已调信号经过检波和高通滤波后的信号；所述比较器输出端输出解调信号；
偏置电路，该偏置电路的输出端连接所述比较器的第二输入端并为所述第二输入端提供一直流偏置电压；
逻辑控制电路，该逻辑控制电路的输入端连接时钟信号和所述解调信号，该逻辑控制电路的输出端输出一控制信号到所述偏置电路，所述逻辑控制电路在所述解调信号的凹槽信号变换为高电平时的上升沿开始输出一个8个时钟周期的高电平；所述控制信号为高电平时的所述偏置电路的驱动能力大于所述控制信号为低电平时的所述偏置电路的驱动能力，从而在所述解调信号的凹槽信号变换为高电平时使所述偏置电路的驱动能力增加并使所述比较器的第二输入端的偏置电压的恢复速度加快。
2.如权利要求1所述的非接触IC卡的解调电路，其特征在于：所述逻辑控制电路包括两个与门和四个D型触发器，所述四个D型触发器连接成分频模式、且所述四个D型触发器的复位端都连接所述解调信号并用所述解调信号复位；
第一与门的一个输入端连接所述时钟信号、另一个输入端连接分频模式中的最后一个所述D型触发器的分频输出信号，所述第一与门的输出端连接分频模式中的第一个所述D型触发器的时钟信号端；
第二与门的一个输入端连接所述解调信号、另一个输入端连接分频模式中的最后一个所述D型触发器的分频输出信号，所述第二与门的输出端输出所述控制信号；
分频模式的连接方式为：四个D型触发器的输出端QN都连接到输入端D，前一个D型触发器的输出端Q连接到下一个D型触发器的时钟端，最后一个所述D型触发器的输出端Q输出分频输出信号。
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