ISO15693非接触式IC卡射频前端电路的设计
非接触式IC卡射频前端电路设计
２ 设 计 标 准
射频 前端 部 分 主要解 决 卡 内无 源 、 接触 以及 免 调制 解调 等 问题 。非接 触式 Ｉ Ｃ卡 射频 前 端 分别 与 读 卡 器 （ Ｃ 和 卡上 数 字 部 分 进 行 通 信 ， Ｐ Ｄ） 相应 地 ， 存在 二个 接 口规 范 。 模拟 与 数字 部 分 的接 口对 于一 个 完整 的设 计来 说 是 电路 内部 的信 号 接 口， 因此 并
ＥＥＡＣＣ ： ２ ７ Ｄ ５ ０
１ ４ ３２标 准 Ｂ型非 接触 式 Ｉ ４４ — Ｃ卡 的射 频 前 端 电路
言
非 接触 式 Ｉ Ｃ卡 源于 射频 识别 技术 的产生 与发
展。 射频 识 别 即 Ｒ ｄｏＦ ｅ ｕ ｎ ｙＩｅ ｔ ｉ ｔ ｎ 简 ａ ｉ ｒｑ ｅ ｃ ｎｉｃ ｉ （ ｄ ｆａｏ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ＣＭ ＯＳ ｔ ｃ ｏｌ ｇ ＲＦ ｏ － ｄ ｃ ｒ ｕｉｓ； ａ ｆ ｗａ ｅ ｒ ｃ ｉｉ ｒ； ｏ ｌ ｔｏ ； ｅ ｅ ｈｎ ｏ ｙ； Ｆｒ ｎｔ Ｅｎ ｉ ｃ ｔ ｈ ｌ — ｖ ｅ ｔｆｅ ｍ ｄｕ ａ ｉ ｎ ｄ —
ｍ Ｏ ｕｌ ｔ Ｏ ｄ ａｉ ｎ
ｌｓ Ｃ ｃ ｒ ｓ ｗｈ ｃ ｏ ｌ ｔ Ｓ ／ＥＣ １ ４ ３， ｎ ｘ ａｉｔ ｓｏ ｈ ｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ ｏ ｙ ｉａ ｅ ｓＩ ａ ｄ ｉｈ ｃ ｍｐ ｙ ｗｉｈ Ｉ Ｏ Ｉ ４ ４ ａ ｄ ｅ ｐ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｆｔ ｐｃ ｌ ａ ｅ
关 键 词 ： ＭＯＳ工 艺 ； 频 前 端 ； 波 整 流 ； 制 ； 调 Ｃ 射 半 调 解 中图分类号 ： ＴＮ４ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０３ １ （０ ２ ０ —８ —５ １ ０ — ８ ９ ２ ０ ） ３２ ５ ０
实验7HF ISO15693协议操作
知识点学习：I SO/IEC 15693协议标准的高频RFID无源IC卡，专为供应链与运筹管理应用所设计，具有高度防冲突与长距离运作等优点，适合于高速、长距离应用。
包括ICODE SLI-S、SL2-S 等多系列产品，目前ICODE 是高频（HF）RFID标签方案的业界标准。
ICODE SLI-S系列SL2 ICS20芯片的内部构成如上图，可分为射频处理单元、数据控制单元和EEPROM存储单元。
在数据控制单元里对数据进行反碰撞、认证和存储控制等处理。
SLICS20存储器分为32个块、每个块由4字节（32位）组成，共128字节，如下图，上部4个块（-4、-3、-2、-1块）分别用于UID（64位唯一ID序列号）、特殊功能（EAS、AFI、DSFID）和写入控制位，其他28个块为用户数据块。
UID占用块-4和块-3共8个字节（64位），是厂商写入的世界唯一标签识别序列号，用户不可更改，在UID中包含厂商代码、产品分类代码和标签芯片生产序列代码，UID的代码构成如上图。
块-1是写入控制位，具体控制分配见上图，它可以控制每个数据块的写入和块-2（特殊功能块）每个字节的写入。
写入位1代表写入保护，且不可再修改控制位。
特殊功能EAS（Electronic Article Surveillance，电子防盗系统）主要用来防止物品被盗，标签管理者可以设置（EAS=1）和清除（EAS=0）EAS标识，当设置有EAS标识的标签通过读写器的作用范围时，读写器会识别EAS标识，发出警报。
EAS的数据结构如下图，EAS的LSB的第一位（e位）写1代表EAS标示有效，写0代表清除EAS标示，其他位无效。
特殊功能AFI（Application Family Idenfifier，应用族标识符），可事先规定应用族代码并写入AFI字节，在处理多个标签的时候进行分类处理。
例如在物流中心处理大量货物时，可根据标签上的AFI应用族标识符来区分是出口货物还是内销货物。
ISO15693非接触式IC卡射频前端电路的设计
ISO15693非接触式IC卡射频前端电路的设计秦燕青，葛元庆(清华大学微电子学研究所,北京 100084)摘要：介绍了ISO15693非接触式IC卡射频前端电路，采用了一种巧妙的整流电路，提高了整流效率。
同时使用了一种适用于ISO15693非接触式卡片的简单的稳压电路结构，有助于信号的解调，并且使卡片在接收到的信号为10%ASK和100%ASK两种调制模式时都能正常工作。
芯片测试结果显示：电源产生电路能够产生2.2V~3.8V的直流电压，解调电路能够在2.0V~3.8V电压下可靠稳定的工作；在ISO15693规定的最小场强0.15A/M处，整个芯片的电源电压为3.3V,且功耗小于60μW。
关键词：ISO15693；非接触式IC卡；整流电路；电源产生电路；解调电路Design of a RF front-end circuit of contactless IC cards for ISO15693QIN Yan-qing, GE Yuan-qing(Institute of Microelectronics, Tsinghua University, Beijing 100084, P.R.China)Abstract:A RF front-end circuit is designed for contactless IC cards complying with ISO15693. A novel rectifier is designed to enhance the efficiency of rectification. A simple limiter structure is introduced, which is applicable in contactless IC cards, and it is helpful to the demodulation of the signal. This limiter can also help the above cards work normally when the received signal is10% ASK or 100% ASK modulating mode. Test results show that the power generation circuit can provide a DC supply voltage from 2.2V to 3.8V. The demodulation circuit can work properly and steadily from 2.0V to 3.8V. Power consumption is less than 60uW at 3.3V, when the whole chip works at the minimum operating field 0.15A/M, which is prescribed in ISO15693.Key words:ISO15693; contactless IC cards; rectifier; power generation circuit; demodulation circuit EEACC: 1205; 12501 前言ISO15693标准协议是国际上规定的用于非接触式IC卡的一种高频通信协议。
非接触式的射频读卡器设计分析
非接触式的射频读卡器设计分析无线射频识别技术（RFID）作为一项先进的自动识别和数据采集技术，已经广泛应用到生产制造、物流管理、公共安全等各个领域，并带动了读写机具和各类应用产品及系统的开发、生产和推广应用。
目前，在我国应用于13．56 MHz的无线射频识别技术领域主要有2个ISO标准，一个是IS014443，另一个是ISO15693。
ISO14443定义了TYPE A、TYPE B两种类型协议，通信速率为106 kb／s，它们的区别主要在于载波的调制深度及位的编码方式。
ISO15693读写距离较远，而ISO14443读写距离稍近，但后者应用较广泛。
这三种协议的卡在各个领域都有着比较广泛的应用，而国内现有的13．56 MHz 的射频读卡器，一般仅支持一种协议，且功能较为单一。
基于这种现状，本文提出了基于TI公司的TRF7960射频芯片和宏晶公司的STCllF32XE高速单片机来设计多协议射频读卡器的设计方案。
在该读卡器上扩展了点阵图形液晶LCD和串行存储器W25X80以及USB 芯片PL2303等外围设备。
LCD可以显示各种图形和汉字，串行存储器用来存储点阵字库、图形库等，USB芯片使得该读卡器省去了串口和电源供电端口，可以通过该USB接口和PC管理软件通信。
该读卡器使用方便，简单，成本低，电路运行稳定，可以应用到各种场合。
1 读卡器的硬件设计STCllF32XE单片机是宏晶科技公司设计生产的单时钟／机器周期（IT）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。
内部集成高可靠复位电路，可用在高速通信、智能控制、强干扰等场合。
STCllF32XE内部有32 KB的Flash，29 KB的EEPROM和1 280字节的SRAM。
本文采用的STCllF32XE是LQFP-44引脚，除了EA、ALE、PSEN和RST引脚可以定义为通用I／O外，还多了1 个P4口。
射频识别电子标签芯片模拟前端的设计[1]
![射频识别电子标签芯片模拟前端的设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/551efc2dbcd126fff7050ba5.png)
识别标签和阅读器 头沃尔玛 2004 年底
曾震动了整个物流和零售业界[1] 但不少业界人士预言 这种
虽然最近沃尔玛对使用 RFID 的最后期限作了微调
叫 RFID(无线射频识别)电子标签的广泛应用 正与电子供应链紧密联系 很可能在几 年内取代条形码扫描技术 简单地说 给零售 物流业乃至全球供应链管理带来革命性变革 作为商品的识别技术 与条
芯片按功能可以分为模拟前端 数字控制和存储单元三个部分 其中模拟前端起着至 关重要的作用 针对无源标签低功耗和低成本的特点 本文设计了新的模拟前端电路 并对其进行了仿真 论文首先介绍了 RFID 技术的优点和应用 然后阐述基于这一技术的电子标签芯
片的设计 先介绍了整个电子标签系统的工作原理 这个电子标签系统由片外的线圈 电感 电容和一个芯片构成 其中片外电感和电容构成并联谐振电路 从阅读器发送 出来的电磁场获取能量供给标签芯片工作 然后对射频前端符合的国际标准 ISO15693 进行阐述 紧接着介绍标签芯片的工作原理 并给出标签天线的模型 这个天线就是 电子标签并联谐振回路的电感 之后详细介绍模拟前端的实现 这部分电路包括电源 生成电路 时钟提取电路和调制解调电路 根据 ISO15693 协议要求 首先设计了满
足要求的具体电路拓扑结构 然后分析这些电路的工作过程 并推导部分电路参数的 得到 在理论分析的基础上 采用了 Cadence 的 Spectre 对这部分电路进行了性能仿
真 使用的工艺库是 SMIC 0.6 m 的 CMOS 工艺 仿真结果显示 整个电路能满足既 定的工作要求
关键词
射频识别
电子标签
ISO15693 模拟前端
行复杂的加密算法 使得 RFID 标签的数据存在安全性的隐患 EPC 标准以及日本的 UID 标准 出于以上四点的考虑 1. 降低 RFID 系统成本
基于ISO 15693标准RFID标签芯片PPM解码电路的设计
收到本文时间 ：０６年 ５月 ２ ２０ ５日 作者简介 ： 李孝煌 ， ， 男 硕士研究生 ， 研究方 向为大规模集 成电路设计 ， ＦＤ标签设计 。孙枫 叶， ， 士研究生 ， Ｒ１ 女 硕 研 究方 向为大规模集 成电路设计 ， 数字电路设计 。刘 冬生 ， ， 男 博士研究 生 ， 研究方 向为大规 模集成 电路设 计， 混合集成 电路设计 。张科峰 ， ， 授。研究方 向为 大规模集成 电路设计 。 男 教
２ １ ４选 １ ４： ） ． （ １ 编码 模式 数据 帧结构
５ Ｍ Ｚ的载波信号提供能量。阅读器与标签之间 ６Ｈ 的通信通过 Ａ Ｋ调制方式进行 ， Ｓ 分别使用 了 １％ ０ 和 １０ ０ ％两种 调制 指数 。对 于这 种 无 源式 标 签 ， 标
准规定 标 签 工 作频 率误 差 在 ７ Ｈ 。一 种 产 生 工 Ｋ Ｚ
ｎ ＝１ ｏ
ｎ ＝
读器所传送的 １．６ Ｈ ３５ Ｍ Ｚ的载波信号 ， 采用相对简 单的反向解调电路提取载波信号 ， 恢复原始时钟信 号， 这样既保证了频率精度 ， 减小了标签面积 ， 同时 也降低标签设计成本。本篇论文将对采用时钟恢 复方 案设计 的标签 芯 片 ， 使用 脉 冲编 号方 法设计 一
维普资讯
１０ ６
计 算机与数 字工 程
第３ ５卷
基 于 ＩＯ １６ ３标 准 Ｒ Ｉ 签 芯 片 Ｓ ５ ９ ＦＤ标 Ｐ Ｍ 解 码 电路 的设 计 Ｐ
李孝煌 张 科峰 刘 冬生 孙枫 叶
４ ０７ ） ３ ０４ （ 华中科技 大学 电子科学 与技术 系 武汉
当使用 ４ １ ： 的编码模式时 ， 在每个 ７ ．２ ｓ ５５ｕ 的 时间内产生一个宽度为 ９ ４ ｕ 的负脉冲， ．４ ｓ 表示两
非接触式IC卡射频前端电路设计
图2 半波整流电路改进形式调制电路调制电路用来将数字部分的输出信号叠加到载波上,以便于发射。
调制可分为两步,第一步,数字信号对副载波进行BPSK 调制,第二步,将BPSK调制输出的数字信号进行ASK 调制后经天线发射出去。
其中BPSK 调制放在数字部分实现。
在射频端,所要实现的是利用经BPSK 调制后的输出信号(依然为数字信号,只不过频率为副载波的频率)再对射频载波进行ASK 调制。
调制电路采用的是电容负载调制,电路原理图如图3 所示。
电路中,LCR谐振回路中总电容的大小取决于M 导通与否,利用数字信号Sin 控制开关管M 的通断,从而决定了谐振回路电容值的大小(M 导通时,总电容值为C1+C2,M 关断时,总电容值为C2) ,从而使得LCR 回路的谐振点频率随数字信号电平不同而变化,对于特定频率的外部射频信号,感应信号电压幅度随数字信号电平值的变化而变化,从而实现了类似A SK 的负载调制。
解调电路解调电路从读卡器发射的ASK 信号中恢复出数字信号,因此解调部分只需利用一个包络检波器取出包络,然后经比较器与基准电压比较即可恢复出原来的数字信号。
可以看出,由于读卡器发射信号采用10% ASK 调制,因此相对简化了卡上解调电路。
此处采用了两个改进半波整流电路(如前所述) 来构成包络检波器,如图4 所示。
在该电路中,V A、V B之间为天线感应的外界场信号(为10% ASK 调制信号) ,此时V SS端对应该调幅信号的最低端,而V out对应该信号的最高端(由于晶体管的阈值损失,因此这两个电位与调幅信号的高低峰值相差一个V th) ,由于V SS为卡上电路的公共接地端,故此对应的检波输出信号V out在不同数值(“1”或“0”) 时起伏更为剧烈,从而降低了对解调电路比较器灵敏度的要求。
一关键问题是如何确定包络检波输出信号的中心电压(平均值) ,用它作为比较器的基准电压,完成模数转换。
由于影响包络幅值的因素很多,比如信号强弱、工作距离的远近等都会使场磁信号的幅度发生变化,因此很难确定其平均值。
isoiec15693标准简要介绍1.符合isoiec15693标准的信号接口
ISO/IEC 15693标准简要介绍1.符合ISO/IEC 15693标准的信号接口部分的性能如下：1.1 工作频率工作频率为13.56MKz±7KHz1.2 工作场强工作场的最小值为0.15A/m，最大场为5A/m。
1.3 调制用2种幅值调制方式，即10％和100％调制方式。
阅读器应能确定用哪种方式。
1.3.1 100%幅值调制图1 100%幅值调制1.3.2 10%的幅值调制图2 10%幅值调制1.4 数据编码数据编码采用脉冲位置调制。
两种数据编码模式：256选1模式和4选1模式。
1.5 数率:有高和低两种数率。
表1 数率划分2 符合ISO/IEC 15693标准的防冲突和传输协议2.1 数据元数2.1.1 UID 唯一标识符64位的唯一标识符，在防冲突环和阅读器与应答器之间一对一的交换过程中用来标识唯一的应答器。
2.1.2 AFI 应用标识AFI表示由阅读器锁定的应用类型。
仅选取符合应用类型的应答器。
2.1.3 DSFID 数据存储格式标识DSFID指明了应答器存储的数据结构。
2.1.4 CRC 循环冗余校验码初始信息为‘FFFF’。
2.2 存储组织最多有256个块；最大块的尺寸为256bits；最大的存储容量为64Kbits。
2.3 应答器的状态Power off状态：没有被阅读器激活的请况下处于power off状态。
Ready 状态：被激活后，选择标识符没设立时，处理任何的请求。
Quit状态：寻卡标识设置，但选择标识设置时，在这种状态下处理任何请求。
Select状态：仅处理选择标识符设置的请求。
2.4 应答器的状态图图3 应答器的状态图2.5 防冲突防冲突序列的目的是使用唯一标识UID来确定工作场中的唯一的应答器。
阅读器通过设置槽数目标识来确定防冲突。
掩码的长度是掩码值的信号位的长度，当使用16槽时，为0～60之间的值；当使用1槽时，为0～64之间的任何值。
2.6 指令2.6.1 指令类型共有四种指令类型：强制性的、可选的、自定义的和专用的。
基于ISO／IEC 15693标准的RFID读写器设计
Ｃ ｍ ｕｅ ｎ ｗｅ ｇ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｐ ｔｒ ｏ ｌ ｅＡ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ电脑 知 识 与技术 Ｋ ｄ ｏ
Ｖｏ ． ， ． ， ｔｂ ｒ ２ ０８ Ｐ ２ ２ ２ １ Ｎｏ １Ｏｃ ｏ ｅ ０ ，Ｐ ．２ —２ ４ ４
基于 Ｉ Ｏ／ Ｃ １ ６ ３标 准 的 Ｒ Ｉ 写器 设计 Ｓ Ｉ ５ ９ Ｅ ＦＤ读
曹冰， 马雷
（ 州 铁 路 职业 技 术 学 院 电子 信 息 工程 教 研 室 ， 南 郑 州 ４ ０ ５ ） 郑 河 ５ ０ ２
摘 要 ： 该 文 结 合 射 频 识 别 系统 的 基 本 原 理 ， 介 绍 了基 于 ＩＯ／Ｅ ５ ９ Ｓ Ｉ Ｃ １ ６ ３标 准 的 ＲＦＤ 读 写 器 设 计 。 重 点 阐 明 了工 作 频 率 为 Ｉ １ ． ＭＨＺ 的 ＩＯ／Ｅ ５ ９ ３５ ６ Ｓ Ｉ Ｃ １ ６ ３标 准 ． 要 包括 读 写 器与 射 频 卡之 间的 通信 调 制 与 编 码 方 式 ， 求帧 与 响 应 帧 的帧 结构 等 随 后 ， 出 主 请 给 了读 写 器 的硬 件 总体 设计 ， 细描 述 了读 写 器硬 件 设 计 的 数 字 电路 部 分 。读 写 器的 软 件 ， 要 包括 编 码 器 与 解码 器的 软 件设 计 ， 详 主 多 卡识 别 也 就是 反 冲 撞 功 能 的 实现也 是读 写 器设 计 中 的一 个 关键 技 术 。
Ａｂｓ ｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈ ａ ｒｂａ ｅ ｈｅ ｐｒｎｃｐｌ ｓｏｆｒ ｄ ｏ ｆｅ ｕｅ ｃ ｉ ｎｔｆ ａ ｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ，ｉ ｅ ｐ ｐｅ ｓ ｓ ｔ ｉ ｉ ｅ ａ ｉ ｑ ｎ ｙ ｄｅ ｉ ｃ ｔｏ ｓ ｓｅ ｒ ｉ ｎ￣ｏｄ ｉ ｇ ｔ ｅ ｂａ ｅ ｏ ｔ ｅ Ｉ Ｏ ／ Ｉ ｕｃ ｎ ｈ ｓ ｄ ｎ ｈ Ｓ ＥＣ ６９ ｔ ｎ ｒ １ ５ ３ ｓａ ｄａ ｄ
非接触射频识别卡前端模拟电路分析与设计的开题报告
非接触射频识别卡前端模拟电路分析与设计的开题报告一、研究背景随着近年来智能化、网络化、信息化的发展，非接触射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）已经成为物联网、智能交通、智能制造等领域的重要组成部分。
RFID技术可以实现对于物品的唯一标识、可追溯性、实时检测等功能，广泛应用于物流、安防、医疗、教育等领域。
RFID系统由读写器和标签两部分组成，其中标签主要包括射频模块、芯片、天线和能量管理模块。
射频模块主要实现了与读写器之间的通信，芯片储存了标签的唯一标识和部分信息，天线用于接收和发送射频信号，能量管理模块可以实现从读写器读取射频信号并将其转化为电能以供芯片使用，同时也可以将芯片中储存的信息通过射频信号传输回读写器。
射频识别卡是RFID系统中的重要部分，它可以方便地携带在身上，实现非接触式的身份识别、门禁控制、消费支付等功能。
射频识别卡的前端模拟电路主要是实现射频信号捕捉和解调，为后续的数字处理提供可靠的基础。
因此，对于射频识别卡前端模拟电路的设计和优化具有重要意义。
二、研究内容本文将对非接触射频识别卡前端模拟电路进行详细的分析和设计，并通过仿真和实验验证其性能和稳定性。
具体的研究内容包括：1. 分析RFID系统的基本原理和射频识别卡的工作原理，对前端模拟电路进行功能要求的整理和总结。
2. 对前端模拟电路中的各个模块进行选型和设计，包括天线匹配电路、射频放大器、混频器、低通滤波器等。
3. 使用ADS软件对前端模拟电路进行仿真，得到其响应特性和频率响应曲线，并进行性能分析和优化。
4. 搭建实验平台验证前端模拟电路的性能和稳定性，比较仿真和实验结果的一致性，并进一步对于实际应用环境中的干扰、衰减等情况进行优化。
三、研究意义1. 对于非接触射频识别技术的发展和应用具有重要推动作用，可以提高物品识别、身份认证等方面的便捷性和精确性。
2. 对于半导体器件选型和设计优化有着一定的参考价值，可以进一步提高射频电路的性能和功能。
手持智能卡读写设备ISO15693
手持式 POS 机
手持式智能卡读写设备 ISO15693 & ICODE1 协议
API 参考文档 [V1.0]
[二零零八年七月一日]
ISO15693 & ICODE1 协议 API 参考文档
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手持式 POS 机
目录
1 介绍 ........................................................................................................................................ 4
2.5.1 接口初始化 ............................................................................................................... 7 2.5.2 关闭接口................................................................................................................... 7 2.5.3 打开RF域.................................................................................................................. 8 2.5.4 关闭RF域.................................................................................................................. 8 2.6 ISO15693 芯片操作 ......................................................................................................... 8 2.6.1 寻找一张卡 ............................................................................................................... 8 2.6.2 保持静止................................................................................................................... 8 2.6.3 读数据块................................................................................................................... 9 2.6.4 写数据块................................................................................................................... 9 2.6.5 块锁定 ...................................................................................................................... 9 2.6.6 用UID选择 ................................................................................................................ 9 2.6.7 复位就绪................................................................................................................... 9 2.6.8 写AFI ...................................................................................................................... 10 2.6.9 锁存AFI .................................................................................................................. 10 2.6.10 写DSFID ............................................................................................................. 10 2.6.11 锁存DSFID ............................................................................................................. 10 2.6.12 获取系统信息 ...................................................................................................... 10 2.6.13 获取多个块的安全状态........................................................................................ 11 2.7 I·CODE 1 芯片操作 ....................................................................................................... 11 2.7.1 防冲突/选择 ............................................................................................................ 11 2.7.2 选择状态读 ............................................................................................................. 11 2.7.3 非选择状态读.......................................................................................................... 11 2.7.4 写数据块................................................................................................................. 11 2.7.5 停止 ........................................................................................................................ 11 2.7.6 清除休眠位 ............................................................................................................. 12 2.7.7 读取EAS................................................................................................................. 12
手持智能卡读写设备ISO15693
非接触式IC卡射频前端电路设计
非接触式IC卡射频前端电路设计非接触式IC卡射频前端电路设计原理的基本要点可以归纳如下：1. IC卡射频交互原理：非接触式IC卡与读写设备之间通过射频信号进行通信。
读写设备产生13.56MHz的射频信号，并将其传送到IC卡中。
IC卡通过感应线圈接收射频信号，并提取出其中的信息进行处理。
2. 接触式射频前端电路：射频前端电路是连接读写设备和IC卡之间的接口电路。
其主要功能是产生13.56MHz的射频信号，以及接收和解调IC卡中的射频信号。
3. 射频信号发生器：射频前端电路的核心部分是射频信号发生器。
其主要任务是产生13.56MHz的射频信号，并提供给接触式射频天线进行发射。
这通常使用谐振电路来实现，在13.56MHz频率上产生稳定的射频信号。
4. 线圈天线：非接触式IC卡通过感应线圈来接收和发送射频信号。
线圈天线由导电材料制成，形成一个圆形或方形的线圈。
在感应线圈中，通过交变磁场的作用，产生感应电流，从而实现对射频信号的传输和接收。
5. 射频接收机：射频接收机主要负责接收IC卡中的射频信号，并将其转换为数字信号供后续处理。
它通常包括一个低噪声放大器、一个射频滤波器和一个解调器。
低噪声放大器负责增强射频信号的强度，射频滤波器用于去除其他频率干扰，解调器将射频信号转换为数字信号。
6. 射频前端功率控制：射频前端电路还需要对发射功率进行控制，以避免对IC卡和读写设备产生干扰。
通过合适的功率控制，可以保证射频信号在一定范围内进行传输，同时不会产生过大的功率损耗。
综上所述，非接触式IC卡射频前端电路设计需要考虑射频信号发生器、线圈天线、射频接收机和功率控制等关键要素，并且需要保证射频信号的稳定性、传输距离、抗干扰能力和功耗控制，以实现IC卡和读写设备之间的可靠通信。
在非接触式IC卡射频前端电路设计中，还有一些关键的技术和原则需要考虑。
下面将继续介绍相关内容。
7. 防碰撞机制：非接触式IC卡通常是一个场景中有多个卡片存在，因此需要设计一种防碰撞机制，以确保每个卡片都能够被准确识别。
意法半导体新推ISO 15693兼容非接触性存储器
意法半导体新推ISO 15693兼容非接触性存储器
佚名
【期刊名称】《《电子与电脑》》
【年(卷),期】2004(000)006
【摘要】意法半导体日前推出—个成本极其低廉的“远程”非接触性存储器，这款芯片专门为供应链管理、电子商务和存储控制等大规模应用专门设计，这款存储器命名为LRI64，是一个64位一次性可编程(OTP)用户存储器，并附有一个64位只读唯一标识码(UID)。
【总页数】1页(P17)
【正文语种】中文
【中图分类】TP333
【相关文献】
1.意法半导体（ST）新推出的ISO 15693 [J],
2.意法半导体推具快速写入功能存储器产品 [J],
3.意法半导体新推STM32互联系列 [J], 胥京宇
4.意法半导体新推出ISO15693存储器 [J],
5.意法半导体新推采用IPAD技术的高速数据线保护器件 [J],
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ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ（总第１０７期）ＣｈｉｎａｌｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｌｔ１前言ＩＳＯ１５６９３标准协议是国际上规定的用于非接触式ＩＣ卡的一种高频通信协议。
该标准协议的非接触式ＩＣ卡的读写距离长达１００ｃｍ，比同是高频通信协议的ＩＳＯ１４４４３规定的１０ｃｍ读写距离更大，应用范围也会更加广泛。
ＩＳＯ１５６９３标准协议规定：读卡器到卡所发送的信号为采用脉冲位置编码的１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式的频率都为１３．５６ＭＨｚ的载波。
卡片解调电路的任务是把两种深秦燕青，葛元庆（清华大学微电子学研究所，北京１０００８４）ＩＳＯ１５６９３非接触式ＩＣ卡射频前端电路的设计摘要：介绍了ＩＳＯ１５６９３非接触式ＩＣ卡射频前端电路，采用了一种巧妙的整流电路，提高了整流效率。
同时使用了一种适用于ＩＳＯ１５６９３非接触式卡片的简单的稳压电路结构，有助于信号的解调，并且使卡片在接收到的信号为１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式时都能正常工作。
芯片测试结果显示：电源产生电路能够产生２．２Ｖ－３．８Ｖ的直流电压，解调电路能够在２．０Ｖ－３．８Ｖ电压下可靠稳定的工作；在ＩＳＯ１５６９３规定的最小场强０．１５Ａ／Ｍ处，整个芯片的电源电压为３．３Ｖ，且功耗小于６０μＷ。
关键词：ＩＳＯ１５６９３；非接触式ＩＣ卡；整流电路；电源产生电路；解调电路ＤｅｓｉｇｎｏｆａＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｏｆｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｆｏｒＩＳＯ１５６９３ＱＩＮＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＧＥＹｕａｎ－ｑｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＲＦｆｒｏｎｔ－ｅｎｄｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓｃｏｍｐｌｙｉｎｇｗｉｔｈＩＳＯ１５６９３．Ａｎｏｖｅｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｓｉｍｐｌｅｌｉｍｉｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅｉｎｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ，ａｎｄｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ．Ｔｈｉｓｌｉｍｉｔｅｒｃａｎａｌｓｏｈｅｌｐｔｈｅａｂｏｖｅｃａｒｄｓｗｏｒｋｎｏｒｍａｌｌｙｗｈｅｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｓｉｇｎａｌｉｓ１０％ＡＳＫｏｒ１００％ＡＳＫｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｍｏｄｅ．Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｇｅｎ－ｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａＤＣｓｕｐｐｌｙｖｏｌｔａｇｅｆｒｏｍ２．２Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｗｏｒｋｐｒｏｐｅｒｌｙａｎｄｓｔｅａｄｉｌｙｆｒｏｍ２．０Ｖｔｏ３．８Ｖ．Ｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ６０ｕＷａｔ３．３Ｖ，ｗｈｅｎｔｈｅｗｈｏｌｅｃｈｉｐｗｏｒｋｓａｔｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｉｅｌｄ０．１５Ａ／Ｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｐｒｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎＩＳＯ１５６９３．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＳＯ１５６９３；ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓＩＣｃａｒｄｓ；ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ；ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔＥＥＡＣＣ：１２０５；１２５０３９（总第１０７期）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ度的ＡＳＫ调制信号从天线上解出，并且把它量化成数字信号送给后续的数字逻辑电路使用。
由于在非接触式ＩＣ卡中没有电源，所以需要在卡片里面设计电源产生电路来为整个芯片提供直流工作电压。
电源产生电路在１０％ＡＳＫ和１００％ＡＳＫ两种调制模式下都能提供满意的电压是比较困难的。
尤其是１００％ＡＳＫ调制模式下，读卡器发送的载波会消失一段时间，在这段时间内，整流电路停止工作，电源电压很容易下降得过低导致电路无法工作。
同时，在１０％ＡＳＫ调制模式下，电源的稳压和信号的解调也是一个矛盾。
电源电压越稳定，接收到的信号的调制深度就被削弱得越厉害，就越难解调。
为了解决这些问题，本文引入了一种简单的稳压电路来实现对电路稳压和信号解调的折中，并且此电路在电源电压降为２．３Ｖ左右时关断也很迅速，从而保证了在１００％ＡＳＫ信号时，电源电压仍然能够维持在一个比较满意的值以上。
２电路的基本工作原理和实现非接触式卡内射频前端电路系统结构如图１所示。
电源产生电路由整流电路，稳压电路，过流保护电路三个功能模块组成；解调电路由检波电路和比较电路两个功能模块组成。
还有调制电路，上电复位电路和时钟产生电路。
当卡片进入读卡器的场强范围时，电源产生电路将天线上耦合到的交流信号转换为直流电源电压。
当电源电压达到某一特定电压值时，上电复位模块给出上电信号，使数字逻辑模电路块进入工作状态。
解调模块则是把读卡器发射的数据信息从ＡＳＫ调制信号中恢复出来，再送给数字逻辑电路。
而调制模块是把卡片中数字逻辑电路要发送的数据信息通过天线发射出去，于是通过对双方天线的控制建立起了读卡器和卡片之间的通信。
２．１整流电路本文采用了图２所示为全波整流电路。
此电路是射频前端电路中最重要的部分，它把耦合过来的射频交流电压转换成直流电源电压。
电路中，不仅把ＭＰ１和ＭＰ２管的栅极与ＶＤＲ一端连接，同时也把ＭＰ１和ＭＰ２管的衬底和ＶＤＲ一端连接，使得当天线上的电压高于ＶＤＲ时，同时会有两条支路电流流向ＶＤＲ端，一条支路是正常的ＰＭＯＳ管导通状态时的沟道电流，另一条支路是由于漏极与衬底之间的ＰＮ结正偏产生的衬底电流。
当天线上的电压低于ＶＤＲ时，ＭＯＳ管处于截止状态，同时ＰＭＯＳ管漏极与衬底之间的ＰＮ结处于反偏状态，不会产生衬底电流，因此能够很好的关闭ＰＭＯＳ管，从而不会使大电容Ｃｖｄｒ上积攒的电荷发生泄漏，有助于提高电路的整流效率。
ＭＮ１管和ＭＮ２管交替导通使得ＧＮＤ图１卡片中射频前端电路的整体结构图２全波整流电路４０２００８·４·ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ（总第１０７期）ＣｈｉｎａｌｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｌｔ端和天线两端中的低电压端连接，并且这两个管子的导通能力要足够强，使得天线低电压端和ＧＮＤ之间的压降足够小。
再通过适当的选择电容Ｃａｎｔ的参数大小，就可以使得天线的谐振频率为１３．５６ＭＨｚ，从而得到一个高效率的整流电路。
这个电路的优点是：天线上的电压高于ＶＤＲ时，ＰＭＯＳ管漏端与衬底构成的二极管起主要的导通作用，天线端载波的峰值电压与ＶＤＲ端电压之间的差值不再由ＰＭＯＳ管的阈值决定，而是由漏端与衬底构成的二极管两端的压降决定的。
与图３中的两种典型的整流电路结构相比，天线端载波的峰值电压与ＶＤＲ端电压之间的差值降低了很多。
经测试表明：当ＶＤＲ电压为２．５Ｖ时，天线端载波与地之间峰值电压为２．８Ｖ，也就是说此时天线端载波的峰值电压与ＶＤＲ端电压之间的差值只有０．３Ｖ，在很大程度上提高了电路的整流效率，从而有利于电路工作在更低的场强处。
２．２稳压电路为了防止直流电源电压过高，必须在整流电路后面加上一级稳压电路。
传统的稳压电路是通过对ＶＤＤ的采样电压与某个标准电压或者另外一路采样电压进行比较而得到的泄放电路的控制电压。
这样得到的控制电压会有一个控制电压突然跳变的过程，使得泄放电路的泄放电流在跳变前后的改变量比较大，对保持接收信号的调制深度非常不利，可能使得接收信号的调制深度在某段场强范围内非常小，导致解调失败。
这里提出了一种简单实用的稳压电路结构，如图４所示。
这个稳压电路大约在ＶＤＤ上升到２．４Ｖ的时候启动泄放管ＭＮＣ，对电容Ｃｖｄｒ进行放电从而达到降低电压的目的。
电路中控制ＭＮＣ管栅极的采样电压随电源电压变化比较平稳，不会产生突然的电压跳变现象，有利于保持接收信号的调制深度，有助于信号的顺利解调。
其缺点是随着卡片与读卡器之间距离的变化，电源电压ＶＤＤ的变化范围比较大，大约在２．５Ｖ￣４．０Ｖ之间。
为了防止卡片与读卡器之间距离比较近时，电源电压ＶＤＤ上升得太高，后面又加了一级过流保护电路。
电阻Ｒｖｄｄ和电容Ｃｖｄｄ构成低通滤波器，对ＶＤＲ进行滤波，滤除其中的高频成分，使电源电压ＶＤＤ更加平稳。
２．３过流保护电路图３两种典型的整流电路图４稳压电路图５过流保护电路４１２００８·４·（总第１０７期）ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ图５为过流保护电路。
只有在电源电压ＶＤＤ高于３．５Ｖ时，此电路才开始工作，对电荷进行泄放，达到抑制电源电压过高的目的。
由于此电路只有在卡片处于协议中规定的较大场强的情况下才会处于工作状态，因此虽然会对接收信号的调制深度有所减弱，但是不会造成解调的困难。
这是因为在较大场强情况下，卡片和读卡器的耦合系数比较高，接收到的信号比较强，其调制深度比协议中规定的最小场强的时候要大很多，所以其解调很容易，即使深度有所减弱，也不会妨碍后面电路的顺利解调。
２．４检波电路图６中检波电路包括一个包络检波电路和低通滤波器。
ＰＭＯＳ管ＭＰ１￣ＭＰ６的连接相当于两个二极管的作用。
用ＭＮ１管和ＭＮ２管来构成阻值很大的有源电阻，是为了节省版图面积。
Ｒ１和Ｃ２构成一个低通滤波器，用来滤除高频信号。
２．５比较电路图７所示为比较电路。
Ｖｒｅｆ是一个比较稳定的恒定电压。
电容Ｃ３和电阻Ｒ２组成一个微分网络，它把输入信号中的跳变部分转变为尖脉冲输出。
Ｖｅｎｖ的波形大致为方波，经过这个微分网络以后得到的Ｖｉｎ信号就变成了尖脉冲波形。
Ｖｉｎ信号再经过电阻Ｒ２的直接耦合叠加在Ｖｒｅｆ信号上。
如图８所示，Ｖｉｎ和Ｖｒｅｆ之间就会在尖脉冲的位置产生比较大的电压差。
当这个电压差大于迟滞比较器的翻转阈值电压时，迟滞比较器就会翻转从而得到解调信号，然后经过两级反相器，提高驱动能力，送给数字逻辑电路。
２．６调制电路图９所示为负载调制电路，ＴＸ为数字逻辑电路引出来的数字信号，用来控制ＭＮ３管的通断，从而改变连接在天线两端的并联谐振电路阻尼的强弱，实现幅度调制的功能。
在ＭＮ３管的栅极与ＧＮＤ之间接入一个电容Ｃ１是为了使ＭＮ３管的通断电流变化稍微平缓一些，以避免在天线上面出现较大的图６检波电路图７比较电路图８施密特触发器的输入信号图９调制电路４２２００８·４·ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．ｃｏｍ（总第１０７期）ＣｈｉｎａｌｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｌｔ电压尖脉冲。
２．７上电复位电路在ＩＳＯ１５６９３协议中，要求卡片在规定的场强范围内能持续性地工作。