[发明专利]一种非接触卡场强检测电路

说明书

本发明提供了一种非接触卡场强检测电路。所述场强检测电路包括电流镜电路、电流‑电压转换电路和ADC电路，其中，电流镜像电路将限幅电路中表征场强大小的电流镜像为20uA~360uA的电流信号，并输出给电流‑电压转换电路，电流‑电压转换电路将电流信号转换为电压信号，ADC电路再将电压信号转化为数字化的场强指示信号，使得外部数字电路根据场强指示信号对运行频率做出实时调整。采用本发明设计的卡片在相同读卡距离上运行速度更快，且运行速度随着距离的变化更为线性，并且由于数字电路提前做出了调整，电新的电路中不需要大的电容来保证系统不掉电，从而节省了芯片面积。

技术领域

本发明涉及非接触智能卡技术领域， 尤其涉及一种非接触卡场强检测电路。

背景技术

在非接触智能卡应用中，读卡器释放的磁场能量通过电感耦合的方式提供给卡片，卡片接收到能量的大小与读卡距离成反比。读卡距离越远，能量的减小，反之则能量越大。这就意味着卡片的工作参数必须做出相应的调整从而改变功耗以适应不同的能量大小，这些参数包括中央处理器（Central Processing Unit，英文简称CPU）运行频率、协处理器运行频率等。芯片的功耗与运行频率成正比关系，在远距离读卡情况下，卡片需要迅速降频，否则就会因为能量不够而导致下电。因此卡片如何根据场强大小自动调节运行频率，在处理速度和功耗间达到平衡成为卡片设计的关键技术之一。

在传统的非接触卡片设计中没有场强强度指示电路存在，即卡片本次无法探知周围场强的变化，这给系统应用造成了很大的不便。如图1所示，为现有的非接触卡电路系统结构图。其中，整流限幅电路将卡片天线感应到交流信号转化为5V直流电压VCC；低压差稳压电路将VCC在转化为1.6V的核心电压VDD，给数字电路供电；电压检测电路检测核心电压VDD，检测阈值为1.5V。当核心电压VDD>1.5V时，数字电路运行在高频率f_H，当核心电压VDD<1.5V时，数字电路运行在低频率f_L。

另一方面为了给接收到报警信号的数字电路留有足够频率调节时间，在核心电压VDD的电压域下，需要用很大的电容C1来确保降频前不掉电，这带来了芯片面积的开销，增加了成本。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种非接触卡场强检测电路，让场强检测电路给出场强指示信号，调整非接触卡片系统的数字信号实时运行在对应的功耗频率上。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种非接触卡场强检测电路，所述场强检测电路包括电流镜电路、电流-电压转换电路和ADC电路，其中，电流镜像电路将限幅电路中表征场强大小的电流镜像为20uA~360uA的电流信号，并输出给电流-电压转换电路，电流-电压转换电路将电流信号转换为电压信号，ADC电路再将电压信号转化为数字化的场强指示信号，使得外部数字电路根据场强指示信号对运行频率做出实时调整。

优选地，所述电流镜电路由尺寸比为500:1的NMOS管和放大器组成，放大器将NMOS管的漏端电压强制为同一电压值。

本发明由于采用了上述电流镜电路、电流-电压转换电路和ADC电路组成场强检测电路，所获得的有益效果是，由于场强检测电路给出场强指示信号，整个非接触卡片系统采用前馈设计，即根据场强的大小调节数字电路运行在对应功耗的频率上，这样非接触卡片系统运行频率就不需要在高频率f_H和低频率f_L之间跳变，只要将频率域功耗的对应关系做好，就可以充分利用场强能量，使得系统运行速度达到最佳，这与传统电路非接触卡片系统相比，采用本发明设计的卡片在相同读卡距离上运行速度更快，且运行速度随着距离的变化更为线性，并且由于数字电路提前做出了调整，电新的电路中不需要大的电容来保证系统不掉电，从而节省了芯片面积。