适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路制造技术

技术编号:16274434 阅读:36 留言:0更新日期:2017-09-22 23:50
一种适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路,包括本地振荡器、SIM卡天线,电容匹配网络、起振电路、缓冲电路和采样与计数电路,电容匹配网络与SIM卡天线连接后通过Va和Vb节点同所述的缓冲电路的输入端相连,起振电路跨接在Va和Vb节点之间,缓冲电路的输出端接采样与计数电路的第一输入端;本地振荡器的输出端接所述的采样与计数电路的第二输入端,采样与计数电路的输出端经起振电路与电容匹配网络的控制端相连。本发明专利技术克服射频SIM卡放置在不同手机中使用时,SIM卡天线感值的剧烈变化,稳定射频SIM卡工作时的信号收发;同一张射频SIM卡可以在不同的手机中使用,降低芯片设计的复杂程度和出错风险。

Automatic impedance matching circuit suitable for radio frequency SIM card

An automatic impedance for SIM RF matching circuit comprises a local oscillator, SIM card antenna, capacitance matching network, oscillator circuit, buffer circuit and sampling and counting circuit, capacitance matching network and SIM buffer circuit card antenna is connected through Va and Vb with the node is connected with the input end, up oscillator circuit connected across the Va and Vb node, an output buffer circuit is connected with a first input sampling counting circuit; the output end of the local oscillator sampling and counting circuit connected with the input end of second, the output sampling and count circuit through a vibration control circuit with the capacitance matching network is connected. The invention overcomes the RF SIM card placed in different mobile phone when the dramatic changes of the SIM card antenna inductance, stable SIM RF signal transceiver work; with a RF SIM card can be used in different mobile phone, reduce the complexity of chip design and error risk.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及专用集成电路,特别涉及一种适用于手机射频SIM卡的自动阻抗匹配电路。
技术介绍
射频SIM卡是一种集成了射频通信功能的手机SIM卡,它在传统的手机SIM卡上集成了无线通信芯片,并以此为硬件载体,通过刷手机的方式,实现身份识别、门禁、认证、公交和金融支付等应用。在人们的日常生活中,手机是必不可少的个人移动通讯工具,如何将日益发展壮大的金融网络同个人移动终端捆绑在一起,进行灵便的账目查询和资金管理,成为了近年来的一项热点技术。手机射频SIM卡技术,作为一种个人移动支付的解决方案,正受到越来越多的关注。参考图1,一款典型的射频SIM卡100至少包括SIM卡天线101,非接触式前端CLF(ContactlessFront‐End)芯片102和安全模块SE(SecureElement)芯片103。由于现今市场上,手机种类繁多,射频SIM卡的安装和插卡方式不尽相同,导致了射频SIM卡在手机内工作时,其射频环境差别巨大。射频环境的不同,为射频SIM卡的设计带来了很大的挑战,其中,最主要的一项内容,是当射频SIM卡放置在不同手机中时,射频SIM卡的天线性能的变化。对于电路设计人员而言,在不同手机中,天线性能的变化,可以用其感值Lant的变化来体现。由于从射频SIM卡天线到CLF芯片102的信号传输会受到天线电感和芯片电容之间的谐振频率影响,当感值Lant在不同的手机中变化时,由决定的谐振频率会极大地影响到CLF芯片102中信号的接收与发射,从而影响到射频SIM卡的通信成功率,最终影响用户的刷卡体验。
技术实现思路
>本专利技术的目的在于提供一种适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路,在非接触式前端芯片102中增加自动阻抗匹配电路,在射频SIM卡的上电初始化阶段对阻抗匹配网络进行调整,自适应地跟踪天线感值Lant的变化,使得射频SIM卡在不同手机中使用时,由决定的谐振频率相对稳定,从而稳定射频信号的收发质量,提高射频SIM卡的手机适应性。本专利技术的技术解决方案如下:一种适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路,包括本地振荡器和SIM卡天线,其特点在于还包括电容匹配网络、起振电路、缓冲电路和采样与计数电路,所述的电容匹配网络与所述的SIM卡天线连接后通过Va和Vb节点同所述的缓冲电路的输入端相连,所述的起振电路跨接在Va和Vb节点之间,所述的缓冲电路的输出端接所述的采样与计数电路的第一输入端;所述的本地振荡器的输出端接所述的采样与计数电路的第二输入端,所述的采样与计数电路的输出端经起振电路与所述的电容匹配网络201的控制端相连。利用上述自动阻抗匹配电路自动进行阻抗匹配算法,其特点在于该算法的步骤是:①所述的电容匹配网络和SIM卡天线组成的LC谐振腔产生振荡信号,该振荡信号通过缓冲电路产生慢时钟信号fslow输入所述的采样与计数电路第一输入端;所述的本地振荡器产生的快时钟信号ffast输入所述的采样与计数电路的第二输入端;所述的采样与计数电路对快时钟信号ffast和慢时钟信号fslow采样并计算,得到快时钟和慢时钟频率之间的相对倍数关系Nout,将计数值Nout经所述的起振电路206输入所述的电容匹配网络的控制端;②所述的电容匹配网络将计数值Nout与期望值N进行比较,当Nout-N=0时,进入步骤③;否则,按快时钟ffast和慢时钟fslow之间的倍数关系Nout,增大或减小电容匹配网络的容值,返回步骤①;③结束阻抗调整的操作,此时,由电容匹配网络和SIM卡天线组成的LC谐振网络将工作在目标频率值附近。与现有技术相比,使用本专利技术所述自动阻抗匹配电路带来的显而易见的好处是:自适应地调整电容匹配网络,克服射频SIM卡放置在不同手机中使用时,SIM卡天线感值的剧烈变化,稳定射频SIM卡工作时的信号收发;同一张射频SIM卡可以在不同的手机中使用。即便终端用户需要更换手机,也无需更换SIM卡。本专利技术所述自动阻抗匹配的操作在上电过程中完成,而当射频SIM卡正常工作时,不引入额外的功耗;由于所述本地振荡器是传统CLF芯片中已有的电路模块,因此,本专利技术所述自动阻抗匹配电路可以在一定程度上复用已有的射频SIM卡设计技术,降低芯片设计的复杂程度和出错风险。附图说明图1是现有技术中典型射频SIM卡的系统构成。图2是本专利技术适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路示意图。图3是采用本专利技术所述自动阻抗匹配电路的一个具体实施例。图4是所述具体实施例中,电容网络调整电路使用的调整算法。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明,但不应以此限制本专利技术的保护范围。参考附图2,所述自动阻抗匹配电路至少包括了电容匹配网络201、起振电路202、缓冲电路203、本地振荡器204、采样与计数电路205和电容网络调整电路206。其中,电容匹配网络201与SIM卡天线101相连,电容匹配网络201通过Va和Vb节点同缓冲电路203相连;起振电路202在Va和Vb节点上施加激励,使得由电容匹配网络201和SIM卡天线101组成的LC谐振腔产生振荡信号,该振荡信号通过缓冲电路203后,产生慢时钟信号fslow;本地振荡器204产生一个相对fslow频率更高的快时钟信号ffast;快时钟ffast和慢时钟fslow一起进入采样与计数电路205,采样与计数电路205根据采样与计数的结果,得到快时钟和慢时钟频率之间的相对倍数关系,输出计数值Nout。电容网络调整电路206根据该输出计数值Nout判断快时钟ffast和慢时钟fslow之间的倍数关系,并以此为据,增大或减小电容匹配网络201的容值,直至计数值Nout同预设的期望值相等。在所述自动阻抗匹配电路结束工作时,由电容匹配网络201和SIM卡天线101组成的LC谐振网络将工作在目标频率值附近。参考附图3,在一个具体的实施例中,所述自动阻抗匹配电路采用如下方式构成。匹配电容C1301,C2302,……Cn303,开关S1304,S2305,……Sn306。匹配电容C1301与开关S1304串联,C2302与S2305串联,……Cn303与Sn306串联。电容C1301,C2302,……Cn303的容值等大,均为C0。上述由电容串联开关的组合,彼此之间以并联的方式接到SIM卡天线101的两端Va和Vb,构成了本实施例中的电容匹配网络。此处的Va和Vb节点,即为附图2中的Va和Vb节点。P型MOS管MP1307,P型MOS管MP2308,N型MOS管MN1309,N型MOS管MN2310,尾电流源IS311。其中,MP1307的源端连接电源,MP1307的栅端同MP2308的漏端一起,共同连接到Vb节点;MP2308的源端连接电源,MP2308的栅端同MP1307的漏端一起,共同连接到Va节点;MN1309的栅端同MN2310的漏端一起,共同连接到Vb节点;MN2310的栅端同MN1309的漏端一起,共同连接到Va节点;MN1309的源端同MN1310的源端一起,共同连接到尾电流源IS311。上述四个MO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路,包括本地振荡器(204)和SIM卡天线(101),其特征在于还包括电容匹配网络(201)、起振电路(202)、缓冲电路(203)和采样与计数电路(205),所述的电容匹配网络(201)与所述的SIM卡天线(101)连接后通过Va和Vb节点同所述的缓冲电路(203)的输入端相连,所述的起振电路(202)跨接在Va和Vb节点之间,所述的缓冲电路(203)的输出端接所述的采样与计数电路(205)的第一输入端;所述的本地振荡器(204)的输出端接所述的采样与计数电路(205)的第二输入端,所述的采样与计数电路(205)的输出端经起振电路(206)与所述的电容匹配网络(201)的控制端相连。

【技术特征摘要】
1.一种适用于射频SIM卡的自动阻抗匹配电路,包括本地振荡器(204)和SIM卡天线(101),
其特征在于还包括电容匹配网络(201)、起振电路(202)、缓冲电路(203)和采样与计数电路(205),
所述的电容匹配网络(201)与所述的SIM卡天线(101)连接后通过Va和Vb节点同所述的缓冲电路
(203)的输入端相连,所述的起振电路(202)跨接在Va和Vb节点之间,所述的缓冲电路(203)
的输出端接所述的采样与计数电路(205)的第一输入端;所述的本地振荡器(204)的输出端接所述
的采样与计数电路(205)的第二输入端,所述的采样与计数电路(205)的输出端经起振电路(206)
与所述的电容匹配网络(201)的控制端相连。
2.利用权利要求1所述的自动阻抗匹配电路自动进行阻抗匹配的算法,其特征在于该算法是:
①所述的电容匹配网络(201)和SIM卡天线(101)组成的LC...

【专利技术属性】
技术研发人员:车文毅
申请(专利权)人:上海坤锐电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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