CN204680047U - 用于复合卡中的通信电路、复合卡及复合通行卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于复合卡中的通信电路、复合卡及复合通行卡，该电路包括用于接收来自外部读卡器无线信号的LC谐振电路；用于将无线信号处理为负载调节信号的信号处理单元；根据负载调节信号对自身内部负载进行调节、并输出一控制信号的分压调节电路；根据控制信号选择性地在LC谐振电路上并联一负载电阻RL的负载调节电路。本实用新型用于复合卡中的通信电路、复合卡及复合通行卡中，通过负载调节电路选择性地在LC谐振电路上并联负载电阻，进而增强无线信号的振幅，使得复合卡即使距读卡器较远也可实现读卡功能。

Description

用于复合卡中的通信电路、复合卡及复合通行卡

技术领域

本实用新型涉及智能交通(Intelligent Transportation System，简称ITS)领域，尤其涉及一种用于复合卡中的通信电路、复合卡及复合通行卡。

背景技术

现有技术中，非接触式IC卡应用越来越广泛，IC卡的种类也越来越多，应用越来越复杂，很多时候一个应用中同时需要多张不同功能的卡。于是衍生出一种复合卡，即非单一功能单元的IC卡，如复合通行卡，就是一张卡具有mifare 1S50卡的功能，也具有433MHz通信功能。

复合卡往往是多种功能的卡封装在一张卡内，这样使用过程中就不会反复更换卡片。但是多种功能的卡片封装在一张卡内的做法在近场耦合类非接触式IC卡应用领域中带来新的问题：近场耦合类卡是通过副载波负载调制的方式将卡片回应的数据反馈给IC卡读写器，由于将其他功能的卡片封装在一起，特别是无源卡和有源卡封装在一起时，有源卡的电池、以及其他电子部件不可避免的影响了近场耦合类非接触式IC卡的天线参数，导致读卡距离变近，甚至无法读卡。

近场耦合类非接触式IC卡读卡距离近，通常是由以下2个原因导致的：

1)IC卡未正确收到IC卡读写器发出的数据或者IC卡没有足够的能量导致IC卡不能正常工作；

2)IC卡读写器未正确收到IC卡回应的数据。

一般情况下通过调整IC卡读写器线参数来适应复合卡，例如，IC卡接收IC卡读写器发出的数据时，可以通过将接收到的信号放大来提升操作距离；或者，改变IC卡的负载调制系数来使IC卡读写器的读卡距离提升。但调整参数后的读卡器读写普通的非接触式IC卡时，读卡距离又不理想。因此需要一种可以不调整IC卡读写器天线参数，又能解决复合卡读卡距离不足的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种用于复合卡中的通信电路，包括

用于接收来自外部读卡器无线信号的LC谐振电路；

用于将无线信号处理为负载调节信号的信号处理单元；

根据负载调节信号对自身内部负载进行调节、并输出一控制信号的分压调节电路；

根据控制信号选择性地在LC谐振电路上并联一负载电阻RL的负载调节电路。

优选地，LC谐振电路包括相互并联的电感L1和电容C2，负载调节电路包括MOS管Q2，LC谐振电路第一输出端接地，第二输出端连接MOS管Q2的源极，且MOS管Q2栅极连接分压调节电路的控制信号输出端、漏极通过负载电阻RL接地，从而根据控制信号选择性地导通MOS管Q2，使得负载电阻RL选择性地并联于LC谐振电路。

优选地，分压调节电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、芯片U2及比较器U1，芯片U2一端通过电阻R5连接信号处理单元的负载调节信号输出端，另一端接地，且芯片U2根据负载调节信号调节自身内阻；电阻R4一端连接信号处理单元的负载调节信号输出端，另一端通过电阻R7接地；比较器U1正输入端连接在电阻R5和芯片U2之间，比较器U1负输入端连接于电阻R4和电阻R7的节点，比较器U1的输出端为分压调节电路的控制信号输出端。

优选地，信号处理单元包括：

将无线信号解调为测试信号的检波电路；

根据测试信号生成载波信号的信号发生电路；

根据测试信号将载波信号调制为负载调节信号的信号调制电路。

优选地，信号调制电路包括电阻R1、电阻R3及MOS管Q1，MOS管Q1栅极通过电阻R1连接检波电路的测试信号输出端，且栅极通过电阻R3接地；MOS管Q1的源极连接信号发生电路的载波信号输出端，漏极连接分压调节电路的负载调节信号输入端。

优选地，检波电路包括二极管D1、二极管D2、电容C3及电阻R2；二极管D2与LC谐振电路并联，且正极接地；二极管D1的正极与二极管D2的负极连接；电容C3和电阻R2均并联在二极管D1的负极和二极管D2的正极之间。

优选地，信号处理单元为解调电路。

优选地，信号处理单元为将无线信号进行放大处理、从而形成负载调节信号的放大电路。

还提供一种复合卡，包括如上所述用于复合卡中的通信电路。

还提供一种用于高速公路的复合通行卡，包括如上所述用于复合卡中的通信电路。

实施本实用新型的有益效果是：本实用新型用于复合卡中的通信电路、复合卡及复合通行卡中，通过负载调节电路选择性地在LC谐振电路上并联负载电阻，进而增强无线信号的振幅，使得复合卡即使距读卡器较远也可实现读卡功能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中用于复合卡中的电路的模块示意图；

图2是本实用新型一些实施例中用于复合卡中的电路的电路原理图；

图3是图1中信号处理单元的模块示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1示出了本实用新型一些实施例中用于复合卡中的电路，用于在复合卡与读卡器相距较远时实现读卡功能。本实用新型一些实施例中用于复合卡中的电路包括LC谐振电路10、信号处理单元30、分压调节电路50及负载调节电路70。LC谐振电路10接收来自外部读卡器的无线信号并发送至信号处理单元30，信号处理单元30将无线信号处理为负载调节信号后发送至分压调节电路50，分压调节电路50根据负载调节信号对自身内部负载进行调节，之后输出一控制信号至负载调节电路70，以供负载调节电路70选择性地在LC谐振电路10上并联负载电阻RL。

其中，结合图2所示，LC谐振电路10用于感应从IC卡读写器传来的信号。LC谐振电路10包括相互并联的电感L1和电容C2，其中，LC谐振电路10的第一输出端接地。优选地，对于符合ISO14443A协议的非接触式复合卡来说，IC卡读写器发送给复合卡的信号为100％ASK调制的13.56MHz信号。LC谐振电路10中感应到的信号强度是受环境和负载大小变化而变化的。

信号处理单元30与LC谐振电路10相连接并接入无线信号，信号处理单元30用于将无线信号处理为负载调节信号。

如图2和图3所示，在一些实施中，信号处理单元30优选可包括检波电路31、信号发生电路33及信号调制电路35。检波电路31用于将无线信号解调为测试信号，信号发生电路33用于根据测试信号生成载波信号，信号调制电路35用于根据测试信号将载波信号调制为负载调节信号。检波电路31第一输入端连接LC谐振电路10的第二输出端，第二输入端接地。优选地，还可在LC谐振电路10的第二输出端连接一电容C1，检波电路31第一输入端通过电容C1连接LC谐振电路10的第二输出端，检波电路31第二输入端接地。

具体地，检波电路31对LC谐振电路10收到的无线信号进行包络检波，并输出测试信号。检波电路31可包括二极管D1、二极管D2、电容C3及电阻R2，二极管D2与LC谐振电路10并联，且正极接地。二极管D1的正极与二极管D2的负极连接。电容C3和电阻R2均并联在二极管D1的负极和二极管D2的正极之间。检波后的测试信号分为两路，第一路用于控制信号发生电路33产生载波信号，第二路用于控制信号调制电路35产生调制信号。

信号发生电路33根据测试信号生成载波信号。可以理解地，其可为现有技术中常见的信号发生电路，优选地，信号发生电路33为13.56MHz信号发生电路。

信号调制电路35根据测试信号将载波信号调制为负载调节信号。信号调制电路35包括电阻R1、电阻R3及MOS管Q1，MOS管Q1栅极通过电阻R1连接检波电路31的测试信号输出端，且栅极通过电阻R3接地；MOS管Q1的源极连接信号发生电路33的载波信号的输出端，漏极连接分压调节电路50的负载调节信号输入端，以将产生的负载调节信号输出至分压调节电路50。优选地，当信号调制电路35输出13.56MHz的负载调节信号时，该信号通过调制后还原成IC读卡器所发出的信号，该信号不受负载和环境的变化而变化。

作为选择，在另一种实施例中，信号处理单元30可为解调电路，来适应非100％ASK调制的场合，如符合ISO14443B的IC卡。

作为选择，在上述两种实施例以外的再一种实施例中，信号处理单元30可为将无线信号进行放大处理、从而形成负载调节信号的放大电路。

如图1和图2所示，分压调节电路50用于根据负载调节信号对内部负载进行调节，并输出一控制信号。优选地，分压调节电路50包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、芯片U2及比较器U1，芯片U2一端通过电阻R5连接信号处理单元30的负载调节信号输出端，另一端接地，且芯片U2根据负载调节信号调节自身内阻。电阻R4一端连接信号处理单元30的负载调节信号输出端，另一端通过电阻R7接地；比较器U1正输入端连接在电阻R5和芯片U2之间。比较器U1负输入端连接于电阻R4和电阻R7的节点，比较器U1的输出端为分压调节电路50的控制信号输出端。

在一些实施例中，分压调节电路50的工作原理如下：芯片U2通过电阻R5接收到负载调节信号后，通过改变自身的负载大小，将回应的数据发出至比较器U1的正输入端。电阻R4和电阻R7之间的信号接入比较器U1的负输入端作为参考信号。芯片U2负载变化时，电阻R5和芯片U2的分压比也跟着变化，该变化通过比较器U1处理后输出控制信号。即，比较器U1将芯片U2与电阻R5之间变化的信号与电阻R4和电阻R7之间的参考信号进行比较并输出控制信号。作为选择，也可以在比较器U1的输出端接一电阻R6。

作为选择，在一些实施例中，分压调节电路50也可仅包括芯片U2，即仅通过芯片U2调节自身内阻的方式，来进行控制负载调节电路70的控制。U2可以是具有负载调制功能的非接触式IC卡芯片，如MF1S50(Mifare 1卡芯片)、MF1S70、FM11RF08等等。

如图1和图2所示，负载调节电路70用于根据控制信号选择性地在LC谐振电路10上并联一负载电阻RL。优选地，负载调节电路70包括MOS管Q2，MOS管Q2栅极连接分压调节电路50的控制信号输出端，源极连接LC谐振电路10的第二输出端，漏极通过负载电阻RL接地，从而根据控制信号选择性地导通MOS管Q2，使得负载电阻RL选择性地并联于LC谐振电路10两端。

进一步的负载电阻RL可以设定为不同的值来适应不同的应用场合。

本实用新型一些实施例中，还包括一种复合卡，该复合卡包括卡片及上述实施例中用于复合卡中的通信电路，该电路设置于该卡片上。

本实用新型一些实施例中，还包括一种用于高速公路的复合通行卡，该复合通行卡包括卡片及上述实施例中用于复合卡中的通信电路，该通信电路设置于该卡片上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于复合卡中的通信电路，其特征在于，包括

用于接收来自外部读卡器无线信号的LC谐振电路（10）；

用于将所述无线信号处理为负载调节信号的信号处理单元（30）；

根据所述负载调节信号对自身内部负载进行调节、并输出一控制信号的分压调节电路（50）；

根据所述控制信号选择性地在所述LC谐振电路（10）上并联一负载电阻RL的负载调节电路（70）。

2.根据权利要求1所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述LC谐振电路（10）包括相互并联的电感L1和电容C2，所述负载调节电路（70）包括MOS管Q2，所述LC谐振电路（10）第一输出端接地，第二输出端连接所述MOS管Q2的源极，且所述MOS管Q2栅极连接所述分压调节电路（50）的控制信号输出端、漏极通过所述负载电阻RL接地，从而根据所述控制信号选择性地导通所述MOS管Q2，使得所述负载电阻RL选择性地并联于所述LC谐振电路（10）。

3.根据权利要求1所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述分压调节电路（50）包括电阻R4、电阻R5、电阻R7、芯片U2及比较器U1，所述芯片U2一端通过所述电阻R5连接所述信号处理单元（30）的负载调节信号输出端，另一端接地，且所述芯片U2根据所述负载调节信号调节自身内阻；所述电阻R4一端连接所述信号处理单元（30）的负载调节信号输出端，另一端通过所述电阻R7接地；所述比较器U1正输入端连接在所述电阻R5和所述芯片U2之间，所述比较器U1负输入端连接于所述电阻R4和电阻R7的节点，所述比较器U1的输出端为所述分压调节电路（50）的控制信号输出端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述信号处理单元（30）为解调电路。

5.根据权利要求1至3任一项所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述信号处理单元（30）为将所述无线信号进行放大处理、从而形成所述负载调节信号的放大电路。

6.根据权利要求1至3任一项所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述信号处理单元（30）包括：

将所述无线信号解调为测试信号的检波电路（31）；

根据所述测试信号生成载波信号的信号发生电路（33）；

根据所述测试信号将所述载波信号调制为所述负载调节信号的信号调制电路（35）。

7.根据权利要求6所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述信号调制电路（35）包括电阻R1、电阻R3及MOS管Q1，所述MOS管Q1栅极通过所述电阻R1连接所述检波电路（31）的测试信号输出端，且所述栅极通过所述电阻R3接地；所述MOS管Q1的源极连接所述信号发生电路（33）的载波信号输出端，漏极连接所述分压调节电路（50）的负载调节信号输入端。

8.根据权利要求6所述的用于复合卡中的通信电路，其特征在于，所述检波电路（31）包括二极管D1、二极管D2、电容C3及电阻R2；所述二极管D2与所述LC谐振电路（10）并联，且正极接地；所述二极管D1的正极与所述二极管D2的负极连接；所述电容C3和所述电阻R2并联在所述二极管D1的负极和所述二极管D2的正极之间。

9.一种复合卡，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述用于复合卡中的通信电路。

10.一种用于高速公路的复合通行卡，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述用于复合卡中的通信电路。