一种非接触智能卡FDT自适应电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非接触智能卡FDT自适应电路，包括解调电路和整流限幅电路，其中，所述FDT自适应电路还包括场强检测电路，场强检测电路由第一电阻、第二电阻、比较器、数字寄存器、数字控制器、电流镜和FDT计时器组成。本实用新型专利技术由于在模拟前端的整流限幅电路之后加入了场强检测电路，与传统的非接卡片相比，采用本实用新型专利技术的卡片在强弱场下FDT的一致性得到了很大的改善，满足了协议要求。同时，与采用改变比较器阈值以改善FDT的传统方法相比，本实用新型专利技术降低了对模拟电路的要求，减小了误码的风险。

A contactless smart card FDT adaptive circuit

The utility model discloses a non-contact smart card FDT adaptive circuit, which includes a demodulation circuit and a current limiting circuit. The FDT adaptive circuit also includes a field strength detection circuit, which consists of a first resistance, a second resistance, a comparator, a digital register, a digital controller, a current mirror and a FDT timer. Form. The utility model adds a field strength detection circuit after the rectifying and limiting circuit of the analog front-end, and compares with the traditional non-connected card, the consistency of the FDT of the card using the utility model under the strong and weak field is greatly improved, and the protocol requirements are satisfied. At the same time, compared with the traditional method of changing the comparator threshold to improve the FDT, the utility model reduces the requirements for analog circuits and reduces the risk of error code.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触智能卡FDT自适应电路
本技术涉及智能卡
，尤其涉及一种非接触智能卡FDT自适应电路。
技术介绍
在通用型的非接触智能卡应用中，卡片（PCD）和卡机（PICC）一般都要满足ISO14443通信协议要求，其中，TYPEA协议中的帧延迟时间（FrameDelayTime,FDT）参数规定了通信期间，卡片（PCD）和卡机（PICC）在相反方向上所发送的两个帧之间的时间范围。FDT包含了两层含义，其一是卡片（PCD）到卡机（PICC）的帧延迟时间，定义为卡片（PCD）发送的最后一个上升沿到卡机（PICC）发送的起始位范围内第一个调制边沿之间的时间，要求是[FDT-1/fc,FDT+0.4us+1/fc]，fc=13.56MHz；其二是卡机（PICC）到卡片（PCD）的帧延迟时间，其定义为卡机（PICC）所发送的最后一个调制边沿到卡片（PCD）发送第一个暂停命令之间的时间，要求是大于1172/fc。一般情况下卡机（PICC）到卡片（PCD）的帧延迟时间（FDT）较容易满足，但是卡片（PCD）到卡机（PICC）的帧延迟时间（FDT）误差范围较小，较难满足。因此，如何解决卡片（PCD）到卡机（PICC）的帧延迟时间（FDT）问题成为了非接触智能卡芯片设计的关键技术之一。要解决卡片（PCD）到卡机（PICC）的帧延迟时间（FDT）问题的主要难点是在不同的感应距离上随着场强的变化，帧延迟时间（FDT）也会产生较大的差异。如图1所示，为常用的ISO14443协议中定义的帧延迟时间（FDT）示意图。其中，图下为卡片（PCD）和卡机（PICC）系统。卡片（PCD）和卡机（PICC）的帧延迟时间（FDT）中，其起始时间如箭头所示，可以看到卡片（PCD）到卡机（PICC）的帧延迟时间（FDT）主要由三部分组成，其一是电磁信号从卡机天线传输到卡片天线的延时；其二是卡片（PCD）对卡机（PICC）发送信号的模拟解调延时；其三是卡片数字处理到发射延时。其中，电磁场的传输延时相对系统时钟来说极小，可以忽略不计；而卡片数字处理到发射延时在数字处理频率以及数字处理命令固定的情况下，不会随着场强的变化而改变。卡片（PCD）到卡机（PICC）的帧延迟时间（FDT）随着场强的变化主要来至于卡片（PCD）对卡机（PICC）发送信号的模拟解调延时。如图2为，现有的非接卡芯片解调电路，主要包含天线、包络检波器和比较器。其中，包络检波器检测出天线的输入信号Vant的包络信号Vdemo；比较器将包络信号Vdemo与基准电压Vref做比较，解调出卡机发送的106Kb/s的输出信号Dout并输入给数字电路进一步处理。如图3为，现有的不同场强下输入信号Vant、包络信号Vdemo及输出信号Dout信号曲线比较示意图。通过对比可以看出弱场下的天线信号的上升时间要比强场长，且信号强度则要弱。这导致了Vdemo信号在这个形状参数上存在较大差异。在基准电压Vref一定的情况下弱场下的FDT要比强场下滞后。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足，本技术的目的是一种非接触智能卡FDT自适应电路，在模拟前端的整流限幅电路之后加入了场强检测电路，当卡片入场时，场强检测电路会自动检测场强强度，并输出给数字电路，并与FDT计时器等数字系统一起根据场强大小完成对数字信号延时误差的调整。为了达到上述技术目的，本技术所采用的技术方案是：一种非接触智能卡FDT自适应电路，包括解调电路和整流限幅电路，其特征在于，所述FDT自适应电路还包括场强检测电路，场强检测电路由第一电阻、第二电阻、比较器、数字寄存器、数字控制器、电流镜和FDT计时器组成，解调电路完成对输入模拟信号的解析得到数字信号，第一电阻和第二电阻一起完成采样整流限幅电路得到输出电压，并与参考电压通过比较器得到控制信号，数字寄存器根据控制信号数值调整数字控制器的输入值，数字控制器根据输入值的大小调整电流镜的偏置电流，改变整流限幅电路的负载，进而改变输出电压的电压值，当控制信号数值由“1”转变到“0”时，表示场强检测完成，数字寄存器将场强值输入到FDT计时器，由FDT计时器根据场强大小完成对数字信号延时误差的调整。本技术由于在模拟前端的整流限幅电路之后加入了场强检测电路，所获得的有益效果是，与传统的非接卡片相比，采用本技术的卡片在强弱场下FDT的一致性得到了很大的改善，满足了协议要求。与采用改变比较器阈值以改善FDT的传统方法相比，本技术降低了对模拟电路的要求，减小了误码的风险。下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。附图说明图1是常用的ISO14443协议中定义的帧延迟时间（FDT）示意图。图2是现有的非接卡芯片解调电路结构图。图3是现有的不同场强下输入信号Vant、包络信号Vdemo及输出信号Dout信号曲线比较示意图。图4是本技术具体实施的非接触智能卡FDT自适应电路结构图。图5是传统卡片实测FDT值与本技术卡片实测FDT值的曲线对比图。具体实施方式参看图4，为本技术具体实施的非接触智能卡FDT自适应电路结构图。该非接触智能卡FDT自适应电路，包括解调电路和整流限幅电路，其中，所述FDT自适应电路还包括场强检测电路，场强检测电路由第一电阻R1、第二电阻R2、比较器、数字寄存器、数字控制器、电流镜和FDT计时器组成。卡机在不同场强下提供了不同的能量，在效率一定的情况下，整流电路的输出功率P与场强成正比。而P=VCC_RF*Iout，如果将VCC_RF钳位在一定值，则Iout与场强成正比，其中，第一电阻R1=300Kohm，第二电阻R2=200Kohm，参考电压Vref=1.2V；晶体管PM1和晶体管PM2组成1:100电流镜，与可编程尾电流I_trim<5:0>一起构成了输出电压VCC_RF的可变负载电路。卡片和卡机工作时，解调电路完成对输入模拟信号Vant的解析得到6位数字信号Dout，第一电阻R1和第二电阻R2采样整流限幅电路得到输出电压VCC_RF，与参考电压Vref通过比较器得到控制信号Vctl，6位数字寄存器根据控制信号Vctl数值调整数字控制器的输入值，当控制信号Vctl为正时寄存器输出值不断增加，而数字控制器根据输入值的大小调整电流镜的偏置电流，改变整流限幅电路的负载，进而改变输出电压VCC_RF的电压值。当输出电压VCC_RF>3V时，控制信号Vctl输出高电平，控制6位数字寄存器的可编程尾电流I_trim<5:0>数值增加，则电流镜从输出电压VCC_RF拉取的电流不断增加，直到输出电压VCC_RF低于3V时，控制信号Vctl输出低电平，可编程尾电流I_trim<5:0>数值停止增加，系统达到平衡；不同场强对应不同的可编程尾电流I_trim<5:0>输出值，则可编程尾电流I_trim<5:0>数值代表了场强的大小；数字系统在接收到可编程尾电流I_trim<5:0>数值的同时，改变FDT计时器中的延时可调整项K/fc，从而实现了FDT的自适应调整功能，因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触智能卡FDT自适应电路，包括解调电路和整流限幅电路，其特征在于，所述FDT自适应电路还包括场强检测电路，场强检测电路由第一电阻、第二电阻、比较器、数字寄存器、数字控制器、电流镜和FDT计时器组成；解调电路完成对输入模拟信号的解析得到数字信号，第一电阻和第二电阻一起完成采样整流限幅电路得到输出电压，并与参考电压通过比较器得到控制信号，数字寄存器根据控制信号数值调整数字控制器的输入值，数字控制器根据输入值的大小调整电流镜的偏置电流，改变整流限幅电路的负载，进而改变输出电压的电压值，当控制信号数值由“1”转变到“0”时，表示场强检测完成，数字寄存器将场强值输入到FDT计时器，由FDT计时器根据场强大小完成对数字信号延时误差的调整。

【技术特征摘要】
1.一种非接触智能卡FDT自适应电路，包括解调电路和整流限幅电路，其特征在于，所述FDT自适应电路还包括场强检测电路，场强检测电路由第一电阻、第二电阻、比较器、数字寄存器、数字控制器、电流镜和FDT计时器组成；解调电路完成对输入模拟信号的解析得到数字信号，第一电阻和第二电阻一起完成采样整流限幅电路得到输出电压，并与参考电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永成，霍俊杰，王强，
申请(专利权)人：紫光同芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11