[发明专利]非接触式智能卡用的分路电压调节器接口

说明书

技术领域

本发明涉及电压调节器，更具体地说，涉及非接触式智能卡媒介上使用的电压调节器接口，其中电源和电子信息经由电感装置传递。

背景技术

非接触式智能卡从一高频调制电磁信号接收电源和资料，该信号是

由一卡阅读器经卡上的电感耦合线圈发射的。该电磁信号的电磁场强度以及由此在智能卡内产生的电压和电流取决于该智能卡与该智能卡阅读器之间的距离。所以，如果该线圈及有关电路设计成在一规定的最大工作距离仍可充分地激励该智能卡，而当该智能卡移近作为信号源的智能卡阅读器的时候，智能卡内将会产生相当高的电压和相当大的电流。

电压调节器用于保护这样的智能卡上的电子线路，免受过高电压所产生破坏。分路电压调节器使过量电流从输入端分流，以便维持一平稳的输出电压。在该分路配置中，所有电子线路部分却不会接收高输入电压，所以这种电压调节器是希望有的。然而，分路电压调节器也倾向于维持电源电压在一与线圈电流无关的电平，因而会失去由较小的高频调幅电流所载的资料。所以，理想的是一分路电压调节器在没有同时抑制调制分量的情况下起到调节平均电源电压的作用。

图1所示为一现有技术的分路电压调节器。电感线圈L与由二极管D1，D2，D3和D4组成的一全波整流器连接。电感线圈与第一电容器C1组成调谐电路。该全波整流器输出端0与一负载电阻R1及一存贮电容器C2连接。全波整流器的输出端0还与一用作汇集电流的NMOS晶体管M的漏极连接。该NMOS晶体管M的栅极通过一低通滤波器LPF与电压比较器COM的输出端连接。该电压比较器COM有一倒置输入端和一非倒置输入端。该倒置输入端与参考电压Vref连接，而该非倒置输入端与该全波整流器的输出端O连接。该比较器COM、该滤波器LPF和该MOS器件M组成一负反馈回路，以使整流器输出电压和该参考电压Vref相等。该滤波器LPF起防止载有资料的高频调制信号到达MOS器件M的作用，以致于该资料不会从该输出端失掉。

虽然图1所示的分流电压调节器对智能卡上的电路提供足够的电压保护，但这种设计有些缺点。第一个缺点是MOS器件M的跨导值随通过其本体的电流而大幅变化，因此反馈回路的特性亦相应地变化很大。第二个缺点是整流器电路只在当输入电压高于整流器输出电压与在一对二极管上的电压降的总和的时候激励信号期间，供给电流。当整流器不通过电流的时候，MOS器件M从存贮电容器C2获得电流，从而导致在输出端线上产生大的纹波电压。第三个缺点是因为MOS器件M倾向于作为一电流汇集器，它在输出端提供低的动态导率。结果是，由于调制关系所接收到信号的能量变化是小的，但是会在输出端上倾向于产生过大的电压变化。第四个缺点是晶体管电流通过二极管D1或D2流回到线圈。与这对导通二极管连接的线圈终端上将产生一电压，该电压相对于电路上的负极馈电线电压较低，其电压差别相等于二极管的电压降。这将在寄生器件当中造成导通。

图2所示为现有技术电路，其通过把MOS器件M直接跨接在线圈上来克服图1电路上的一些缺点。在这种配置下，MOS器件M不会从存贮电容器C2取得电流，因此电路上产生相当少电源纹波。此外，由于MOS电流不再流经二极管，因此避免了线圈两端上相对于电路上的负极馈电线电压产生较低电压的问题。

但是，回路导率变动的问题仍然未解决，而因为MOS器件M作为一电流汇集器，因此电路倾向于产生一过大变化的调制电压。理想的是有一能克服上述问题的电压调节器电路。

本发明的目的在于提供一种电压调节器电路，其适合于以电感耦合方式接收一不同强度的高频激励和数据传送信号的非接触式智能卡。

本发明的另一目的在于提供一种电压调节器电路，其能产生一经调节的平均电源电压，该电压负载有高频输入信号内的调幅数据的准确映像。

发明内容

本发明的目的通过一种使用多反馈线路控制分路器的分路电压调节器实现。一反馈线路使用一与一电容耦合的电压分压器，以及一通过一跨导器件的一分路器的控制输入。另一反馈线路装有一非线性处理器，其从该电压分压器接收第一输入、从一参考电压接收的第二输入及从跨导器件接收第三输入。该非线性处理器的输出端通过第二电容器与分路器的控制输入端连接，它在输入信号的调制和平均电压之间提供适当的比例。

该非线性处理器包括一平衡放大器，其对分压器所提供的输入电压与参考电压之间的电压差作出响应。该平衡放大器的输出端连接到一电阻组件，所述的安排提供一电压增益，其根据分路线路上电流值的平方根而改变，因此能追踪分路器的跨导。

附图说明

图1是现有技术的一分路电压调节器的电路图。