非接觸式卡以及電路的制作方法
專利名稱:非接觸式卡以及電路的制作方法
【專利摘要】本公開涉及非接觸式卡以及電路。該非接觸式卡由被連接至整流器的輸入的天線供電。整流器的輸出被耦合至消耗輸出自整流器的第一電流的處理單元。電流調(diào)節(jié)電路被連接至整流器的輸出。電流調(diào)節(jié)電路操作以吸收來自整流器的輸出的第二電流使得第一電流和第二電流的總和是恒定電流。
【專利說明】
非接觸式卡以及電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及遠程供電的非接觸式卡，也就是旨在與它們從其汲取它們的電源的終端交換數(shù)據(jù)的卡。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1A示出被布置在終端3附近的遠程供電的非接觸式卡I。終端3包括天線5和電子電路7。非接觸式卡I包括經(jīng)由整流器13被連接至數(shù)據(jù)處理單元11的天線9。單元11和整流器被連接至卡的接地。
[0003]終端永久地發(fā)射出一個場。因此，當卡靠近終端時，它由天線9供電并且能夠接收信號15和發(fā)射信號17。
[0004]圖1B示出作為時間的函數(shù)的由終端的天線5發(fā)射的信號15。圖1C示出由卡的天線9發(fā)射的信號17?？梢詤^(qū)分出四個階段。
[0005]在初始階段PO期間，卡從終端接收使得能夠激活處理單元11的功率?？ǖ拇嬖谟山K端進行感測。終端接著在由卡進行的接收的階段Pl期間將數(shù)據(jù)信號結(jié)合至它所發(fā)射出的電源場，并且數(shù)據(jù)由卡的天線9接收并且被發(fā)射至單元U。單元11接著在數(shù)據(jù)處理階段P2期間對數(shù)據(jù)進行處理以準備響應(yīng)。響應(yīng)在階段P3期間由卡發(fā)送至終端。
[0006]為了發(fā)送響應(yīng)，單元11使其消耗的電流I變化。天線9上的電流變化23接著由終端進行檢測。
[0007]問題是，在數(shù)據(jù)處理階段P2期間，由單元11消耗的電流I歸因于數(shù)據(jù)處理而隨時間變化。這引起天線9上的電流的變化25。這樣的變化可能會由終端不正確地解釋為卡的響應(yīng)，這會導(dǎo)致錯誤。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本公開的目的是提供一種非接觸式卡以及電路，以至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
[0009]因此，實施例提供一種非接觸式卡，被配置成由連接至整流器的輸入的天線供電，整流器使其輸出被耦合至可消耗第一電流的處理單元，非接觸式卡包括:電流調(diào)節(jié)電路，也被連接至整流器的輸出，能夠吸收第二電流，使得第一電流和第二電流的總和是恒定電流。
[0010]根據(jù)實施例，恒定電流由電流源設(shè)定。
[0011]根據(jù)實施例，非接觸式卡包括:第一電流鏡，其產(chǎn)生等于第一電流除以常數(shù)K2的第三電流;第二電流鏡，具有接收第三電流的第一分支并且具有被耦合至與電流源耦合的節(jié)點的第二分支;和第三電流鏡，具有被耦合至與電流源耦合的節(jié)點的第一分支并且具有被耦合至所述整流器的輸出的第二分支。
[0012]根據(jù)實施例，常數(shù)K2大于10，優(yōu)選地在從50到200的范圍內(nèi)。
[0013]根據(jù)實施例，處理單元能夠提供用于啟用和禁用電流調(diào)節(jié)電路的信號。
[0014]根據(jù)實施例，啟用信號在其中非接觸式卡準備響應(yīng)信號的階段期間激活電流調(diào)節(jié)電路。
[0015]根據(jù)實施例，電流源被與由天線接收到的功率成正比地控制。
[0016]根據(jù)實施例，所述電流源包括:阻抗調(diào)節(jié)電路，被耦合至整流器的輸出和所述天線的兩個端部，阻抗調(diào)節(jié)電路能夠限制整流器的輸出電壓;和電流發(fā)生電路，被配置成由阻抗調(diào)節(jié)電路控制。
[0017]根據(jù)實施例，阻抗調(diào)節(jié)電路包括:第一N溝道MOS晶體管和第二 N溝道MOS晶體管，能夠吸收與由天線接收到的功率相關(guān)的電流，使其柵極被耦合到一起并且使其漏極被耦合至所述天線的端部;電流發(fā)生電路包括:第三N溝道MOS晶體管，使其柵極被耦合至第一晶體管和第二晶體管的柵極；以及電流發(fā)生電路還包括:第四電流鏡，具有被耦合至第三晶體管的漏極的第一分支，并且具有供應(yīng)所述電流源的電流的第二分支。
[0018]另一實施例提供了一種電路，包括:電壓調(diào)節(jié)器，具有第一晶體管，所述第一晶體管具有被耦合至整流器電路的輸出的供應(yīng)輸入和被配置成提供經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓的供應(yīng)輸出；電流感測晶體管，與所述第一晶體管并聯(lián)耦合并且具有被配置成提供指示出流過所述第一晶體管的電流的第一電流的輸出；第一電流鏡電路，具有被配置成接收所述第一電流的輸入和被配置成生成第二電流的輸出；第二電流鏡電路，具有被配置成生成被施加至所述整流器電路的所述輸出的第三電流的輸出，并且進一步具有被配置成接收所述第二電流和來自電流源的第四電流的輸入。
[0019]根據(jù)實施例，所述整流器電路的輸入被耦合至天線的端子。
[0020]根據(jù)實施例，所述電壓調(diào)節(jié)器進一步包括:放大器，具有被耦合至所述第一晶體管和電流感測晶體管的控制端子的輸出。
[0021]根據(jù)實施例，所述第一電流鏡包括:第二晶體管，處于二極管連接的配置中，被連接成接收所述第一電流;和第三晶體管，具有被耦合至所述第二晶體管的控制端子的控制端子并且被配置成生成所述第二電流。
[0022]根據(jù)實施例，所述第二電流鏡包括:第四晶體管，處于二極管連接的配置中，被連接成接收所述第二電流和所述第四電流;和第五晶體管，具有被耦合至所述第四晶體管的控制端子的控制端子并且被配置成生成所述第三電流。
[0023]根據(jù)實施例，電路進一步包括生成所述第四電流的電流源，所述電流源包括:第六晶體管，被耦合在所述整流器電路的第一輸入與參考節(jié)點之間；第七晶體管，被耦合在所述整流器電路的第二輸入與所述參考節(jié)點之間；其中所述第六晶體管和所述第七晶體管的控制端子被連接到一起;和電流發(fā)生器電路，具有被耦合至所述第六晶體管和所述第七晶體管的所述控制端子的控制輸入和生成所述第四電流的輸出。
[0024]根據(jù)實施例，所述電流源進一步包括:放大器，具有被耦合至所述整流器電路的所述輸出的輸入和被耦合至所述第六晶體管和所述第七晶體管的所述控制端子以及所述電流發(fā)生器電路的所述控制輸入的輸出。
[0025]又一實施例提供了一種電路，包括:整流器電路，具有被耦合至天線的輸入和供應(yīng)第一電流的輸出；電壓調(diào)節(jié)器電路，由所述第一電流供電并且被配置成生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和供應(yīng)電流;處理單元，由所述經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和供應(yīng)電流供電；電流傳感器，被配置成感測所述供應(yīng)電流并且生成感測電流;和電流調(diào)節(jié)電路，被配置成將第二電流施加至所述整流器電路的所述輸出，所述第二電流等于由電流源供應(yīng)的第三電流與所述感測電流之間的差。
[0026]根據(jù)實施例，所述電流調(diào)節(jié)電路在當所述處理是執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作而不是在所述天線上通信時的時間期間由所述處理單元選擇性地啟動。
[0027]根據(jù)實施例，所述電流源包括:第一晶體管，被耦合在所述整流器電路的第一輸入與參考節(jié)點之間；第二晶體管，被耦合在所述整流器電路的第二輸入與所述參考節(jié)點之間；其中所述第一晶體管和所述第二晶體管的控制端子被連接到一起；電流發(fā)生器電路，具有被耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述控制端子的控制輸入和生成所述第三電流的輸出；和放大器，具有被耦合至所述整流器電路的所述輸出的輸入和被耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述控制端子以及所述電流發(fā)生器電路的所述控制輸入的輸出。
[0028]在本公開的各個實施例中，由整流器供應(yīng)的電流12在上面提到的階段P2期間是恒定的，這避免了在階段P2期間天線上的電流變化被不正確地解釋為卡的相應(yīng)，從而避免了錯誤的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0029]前述和其他特征及優(yōu)點將在與附圖有關(guān)的具體實施例的以下非限制性描述中詳細地討論，其中:
[0030]先前描述的圖1A示出被布置在終端附近的遠程供電的非接觸式卡；
[0031]先前描述的圖1B和圖1C示出在圖1A的卡與終端之間交換的信號；
[0032]圖2A是遠程供電的非接觸式卡的實施例的簡化表示；
[0033 ]圖2B示出實施圖2A的實施例的電路的示例；
[0034]圖3是非接觸式卡的另一示例的簡化表示。
【具體實施方式】
[0035]相同元件在不同附圖中用相同附圖標記指定出。為了清楚起見，僅示出并詳述了對于理解所描述的實施例有用的那些元件。
[0036]圖2A是遠程供電的非接觸式卡100的實施例的簡化表示。天線9被耦合至整流器13的輸入。整流器13的輸出通過導(dǎo)體30耦合至數(shù)據(jù)處理單元32，數(shù)據(jù)處理單元32被耦合至卡接地。電路34被耦合至卡接地、導(dǎo)體30和數(shù)據(jù)處理電路32。
[0037]電路34是能夠從導(dǎo)體30采樣調(diào)節(jié)電流Il的電流調(diào)節(jié)電路，使得由整流器供應(yīng)的電流12在上面提到的階段P2期間是恒定的，電流12是電流Il與由數(shù)據(jù)處理電路消耗的電流13的總和。
[0038]電路34可以通過源自數(shù)據(jù)處理單元32的信號VAL被激活或者被去激活。當其電路34初始被去激活的卡在終端的附近時，與圖1B有關(guān)地描述的階段PO至P4被相繼地執(zhí)行。電路34在初始階段PO期間和在由卡進行接收的階段Pl期間保持被去激活。
[0039]當階段Pl結(jié)束時，單元32激活電流調(diào)節(jié)電路34，這在數(shù)據(jù)處理階段P2期間保持有效。因此，在階段P2期間，由整流器13供應(yīng)的電流是恒定的，由天線9感應(yīng)的電流的幅值保持恒定，并且沒有阻抗變化可以由終端檢測到。天線9于是未發(fā)射信號。
[0040]單元32在卡的對終端做出響應(yīng)的階段P3期間將電路34再次去激活。[0041 ]圖2B示出實施圖2A的卡的實施例的電路的示例。
[0042]數(shù)據(jù)處理單元32包括被耦合在導(dǎo)體30與處理電路40的輸入端子38之間的電壓調(diào)節(jié)器36。
[0043]電壓調(diào)節(jié)器36包括運算放大器42，運算放大器42使其反相輸入被耦合至參考電壓Vref并且使其非反相輸入被耦合至端子38。放大器42的輸出被耦合至P溝道MOS晶體管PMl的柵極Gl，該晶體管使其源極SI被連接至導(dǎo)體30并且使其漏極Dl被連接至端子38。在操作中，電壓調(diào)節(jié)器確定處理電路的輸入端子38上的電壓保持等于Vref。
[0044]P溝道MOS晶體管PM2與晶體管PMl作為電流鏡進行組裝。晶體管PM2的源極S2和柵極G2被分別連接至源極SI和柵極Gl。在操作中，流過晶體管PMl的電流15與流過晶體管PM2的電流14的比率是恒定的并且等于比10大、優(yōu)選地在從50至200的范圍內(nèi)的值Kl，以降低功率消耗。
[0045]在操作中，由單元32消耗的電流13是電流15與14的總和，并因此電流14等于13/K2，其中K2是等于K1+1的常數(shù)。
[0046]電流調(diào)節(jié)電路34包括電流源44、兩個電流鏡46和48及受控開關(guān)50。電流源44供應(yīng)恒定電流1并且被連接至端子52。兩個電流鏡46和48與受控開關(guān)50的組件利用參考標記54來指定。
[0047]電流鏡46包括兩個同樣的N溝道MOS晶體管匪3和匪4，N溝道MOS晶體管匪3和NM4使其源極S3和S4被連接至卡接地。晶體管匪3和匪4的柵極G3和G4被一起連接至晶體管匪3的漏極D3和晶體管PM2的漏極D2。晶體管NM4的漏極D4被連接至端子52。在操作中，流過兩個晶體管匪3和NM4的電流具有相同的強度。
[0048]電流鏡48包括兩個同樣的N溝道MOS晶體管匪5和匪6，N溝道MOS晶體管匪5和匪6使其源極S5和S6被連接至卡接地。晶體管匪5和匪6的柵極G5和G6被一起連接至晶體管匪5的漏極D5和端子52 ο晶體管匪6的漏極D6被連接至導(dǎo)體30。在操作中，流過晶體管匪6的調(diào)節(jié)電流Il與流過晶體管NM5的電流17的比率是恒定的并且等于上面提到的值K2。
[0049]開關(guān)50由信號VAL控制。該開關(guān)在該示例中被布置在晶體管NM3的漏極D3與卡接地之間。
[0050]當由信號VAL控制電路34的激活時，開關(guān)50被切斷并且電流14流過晶體管匪3。通過電流鏡46的作用，電流強度14被從源44所供應(yīng)的電流1中采樣。流過晶體管NM5的電流17使得17 = 10 — 13/1(2。因此，通過電流鏡48的作用，11=1(2/17 = 1(2/10 — 13，并因此12 = 1(2X 10，也就是整流器的輸出電流12是恒定的并且等于用常數(shù)因子K2乘電流源44的恒定電流10
[0051 ]當信號VAL將電流調(diào)節(jié)電路34去激活時，它吸收等于K2 X 1的恒定電流II，并且在整流器13的輸出處的電流12的變化與電流13的變化相關(guān)。
[0052]在與圖2B有關(guān)地描述的實施例中，如果電流1被設(shè)定使得調(diào)節(jié)電路在卡靠近終端時正常地操作，則這導(dǎo)致當卡遠離終端時，由電流調(diào)節(jié)電路34消耗的功率限制了可用于數(shù)據(jù)處理單元32的功率。于是，使得卡可以操作的在終端與卡之間的限制距離被減小。
[0053]圖3是非接觸式卡的另一示例的簡化表示。在該實施例中，電流調(diào)節(jié)電路的電流源被控制成與由非接觸式卡100接收到的功率相關(guān)的值。
[0054]圖3詳細地圖示出電流源44的實施例。該圖示出了圖2B的元件，將不會對其再次描述。
[0055]電流源44包括阻抗調(diào)節(jié)電路60和受控電流源62。
[0056]阻抗調(diào)節(jié)電路60包括運算放大器64，運算放大器64使其反相輸入被耦合至電壓參考Vref 2。放大器64的非反相輸入被連接至分壓器66。放大器輸出被連接至兩個同樣的N溝道MOS晶體管匪7和匪8的柵極G7和G8。晶體管匪7和匪8的源極S7和S8被連接至卡接地。晶體管匪7的漏極D7被連接至天線的端部中的一個70，并且晶體管匪8的漏極D8被連接至天線的另一端部68。
[0057]分壓器66包括被連接至放大器64的非反相輸入的兩個電阻器72和74。電阻器74被接地并且電阻器72被連接至整流器13的輸出。
[0058]在操作中，阻抗調(diào)節(jié)電路60迫使調(diào)節(jié)器的輸出電壓保持等于用由電阻器72和74所限定的常數(shù)乘恒定電壓Vref2。電路60避免了由整流器接收到的功率過大并且避免了出現(xiàn)太高的電壓。為了實現(xiàn)這一目標，根據(jù)由天線接收到的功率，電路60憑借晶體管匪8和匪7使天線中所感應(yīng)的電流的一部分朝向接地偏離。
[0059]受控電流源62包括N溝道MOS晶體管NM9，其與晶體管匪7和匪8形成電流鏡。晶體管匪9的柵極G9被連接至柵極G7和G8并且其源極G9接地。在操作中，流過晶體管匪9的電流與流過晶體管NM7和NM8的電流的比率等于由晶體管表面區(qū)域所限定的常數(shù)。
[0060]受控電流源62還包括被組裝為電流鏡的兩個同樣的P溝道MOS晶體管PMlO和PMll。晶體管PMlO的漏極DlO被連接至晶體管NM9的漏極D9。晶體管PMlO和PMl I的源極SlO和SI I被連接至電壓源VDC，并且它們的柵極GlO和Gl I彼此連接并連接至漏極DlO。
[0061 ]當卡被供電時，源自電壓源VDC并流過晶體管PMl I的電流1與流過晶體管PMl O和NM9的電流相同。電流1因此與流過阻抗調(diào)節(jié)電路的晶體管NM7和NM8的作為接收到的功率的函數(shù)的電流成正比。因此，電流1在接收到的功率高時高，并且在接收到的功率低時低。
[0062]已描述了具體實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到各種更改、修改和改進。特別地，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該清楚的是，使得能夠激活和去激活電流調(diào)節(jié)電路34的開關(guān)50可以被放在電路中的其他位置。作為非限制性示例，開關(guān)50可以被放在電流源44的輸出與接地之間。信號VAL也可以直接激活和去激活電流源。
[0063]雖然所描述的電路使用了MOS型晶體管，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該清楚的是，可以用雙極型晶體管部分地或全部替換MOS晶體管。
[0064]雖然電流調(diào)節(jié)電路34的所描述的電流鏡46和48的比率分別等于I和K2，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該清楚的是，可以選擇具有乘積為K2的比率的電流鏡的其他組合。
[0065]雖然等于數(shù)據(jù)處理單元的輸入電流除以常數(shù)K2并且由電流調(diào)節(jié)電路34所使用的電流14是通過被布置在基于P型MOS晶體管的電壓調(diào)節(jié)器上的電流鏡獲得的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到其他實施例以產(chǎn)生該電流。作為非限制性示例，電流14可以由基于N溝道MOS晶體管的電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生，或者呈獨立于電壓調(diào)節(jié)的電流鏡的形式。
[0066]這樣的更改、修改和改進意在作為該公開的一部分，并意在處于本實用新型的精神和范圍內(nèi)。于是，前述描述是僅通過示例的方式并且不意在限制性的。本實用新型僅如下面的權(quán)利要求及其等效方案中所限定地受限。
【主權(quán)項】
1.一種非接觸式卡，其特征在于，被配置成由被連接至整流器的輸入的天線供電，所述整流器具有被耦合至被配置成消耗第一電流的處理單元的輸出，所述非接觸式卡包括:電流調(diào)節(jié)電路，也被連接至所述整流器的所述輸出并且被配置成吸收第二電流，使得所述第一電流和所述第二電流的總和是恒定電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式卡，其特征在于，所述恒定電流由電流源設(shè)定。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式卡，其特征在于，包括: 第一電流鏡，被配置成生成等于所述第一電流除以常數(shù)的第三電流； 第二電流鏡，具有接收所述第三電流的第一分支并且具有被耦合至與所述電流源耦合的節(jié)點的第二分支;和 第三電流鏡，具有被耦合至與所述電流源耦合的所述節(jié)點的第一分支并且具有被耦合至所述整流器的所述輸出的第二分支。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸式卡，其特征在于，所述常數(shù)大于10。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸式卡，其特征在于，所述常數(shù)在從50到200的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式卡，其特征在于，所述處理單元被配置成生成用于啟用和禁用所述電流調(diào)節(jié)電路的信號。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非接觸式卡，其特征在于，所述信號在其中所述非接觸式卡操作以準備響應(yīng)信號的階段期間激活所述電流調(diào)節(jié)電路。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式卡，其特征在于，所述電流源被與由所述天線接收到的功率成正比地控制。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式卡，其特征在于，所述電流源包括: 阻抗調(diào)節(jié)電路，被耦合至所述整流器的所述輸出和所述天線的兩個端部，所述阻抗調(diào)節(jié)電路被配置成限制所述整流器的輸出電壓;和 電流發(fā)生電路，被配置成由所述阻抗調(diào)節(jié)電路控制。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非接觸式卡，其特征在于， 所述阻抗調(diào)節(jié)電路包括:第一 N溝道MOS晶體管和第二 N溝道MOS晶體管，被配置成吸收與由所述天線接收到的功率相關(guān)的電流，并且具有被耦合到一起的柵極且具有被分別耦合至所述天線的端部的漏極；以及 所述電流發(fā)生電路包括: 第三N溝道MOS晶體管，具有被耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述柵極的柵極;和 第四電流鏡，具有被耦合至所述第三晶體管的漏極的第一分支并且具有供應(yīng)所述電流源的電流的第二分支。
【文檔編號】G06K7/10GK205721813SQ201620140639
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】J·谷利爾
【申請人】意法半導(dǎo)體有限公司
【專利摘要】本公開涉及非接觸式卡以及電路。該非接觸式卡由被連接至整流器的輸入的天線供電。整流器的輸出被耦合至消耗輸出自整流器的第一電流的處理單元。電流調(diào)節(jié)電路被連接至整流器的輸出。電流調(diào)節(jié)電路操作以吸收來自整流器的輸出的第二電流使得第一電流和第二電流的總和是恒定電流。
【專利說明】
非接觸式卡以及電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及遠程供電的非接觸式卡，也就是旨在與它們從其汲取它們的電源的終端交換數(shù)據(jù)的卡。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1A示出被布置在終端3附近的遠程供電的非接觸式卡I。終端3包括天線5和電子電路7。非接觸式卡I包括經(jīng)由整流器13被連接至數(shù)據(jù)處理單元11的天線9。單元11和整流器被連接至卡的接地。
[0003]終端永久地發(fā)射出一個場。因此，當卡靠近終端時，它由天線9供電并且能夠接收信號15和發(fā)射信號17。
[0004]圖1B示出作為時間的函數(shù)的由終端的天線5發(fā)射的信號15。圖1C示出由卡的天線9發(fā)射的信號17?？梢詤^(qū)分出四個階段。
[0005]在初始階段PO期間，卡從終端接收使得能夠激活處理單元11的功率?？ǖ拇嬖谟山K端進行感測。終端接著在由卡進行的接收的階段Pl期間將數(shù)據(jù)信號結(jié)合至它所發(fā)射出的電源場，并且數(shù)據(jù)由卡的天線9接收并且被發(fā)射至單元U。單元11接著在數(shù)據(jù)處理階段P2期間對數(shù)據(jù)進行處理以準備響應(yīng)。響應(yīng)在階段P3期間由卡發(fā)送至終端。
[0006]為了發(fā)送響應(yīng)，單元11使其消耗的電流I變化。天線9上的電流變化23接著由終端進行檢測。
[0007]問題是，在數(shù)據(jù)處理階段P2期間，由單元11消耗的電流I歸因于數(shù)據(jù)處理而隨時間變化。這引起天線9上的電流的變化25。這樣的變化可能會由終端不正確地解釋為卡的響應(yīng)，這會導(dǎo)致錯誤。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本公開的目的是提供一種非接觸式卡以及電路，以至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
[0009]因此，實施例提供一種非接觸式卡，被配置成由連接至整流器的輸入的天線供電，整流器使其輸出被耦合至可消耗第一電流的處理單元，非接觸式卡包括:電流調(diào)節(jié)電路，也被連接至整流器的輸出，能夠吸收第二電流，使得第一電流和第二電流的總和是恒定電流。
[0010]根據(jù)實施例，恒定電流由電流源設(shè)定。
[0011]根據(jù)實施例，非接觸式卡包括:第一電流鏡，其產(chǎn)生等于第一電流除以常數(shù)K2的第三電流;第二電流鏡，具有接收第三電流的第一分支并且具有被耦合至與電流源耦合的節(jié)點的第二分支;和第三電流鏡，具有被耦合至與電流源耦合的節(jié)點的第一分支并且具有被耦合至所述整流器的輸出的第二分支。
[0012]根據(jù)實施例，常數(shù)K2大于10，優(yōu)選地在從50到200的范圍內(nèi)。
[0013]根據(jù)實施例，處理單元能夠提供用于啟用和禁用電流調(diào)節(jié)電路的信號。
[0014]根據(jù)實施例，啟用信號在其中非接觸式卡準備響應(yīng)信號的階段期間激活電流調(diào)節(jié)電路。
[0015]根據(jù)實施例，電流源被與由天線接收到的功率成正比地控制。
[0016]根據(jù)實施例，所述電流源包括:阻抗調(diào)節(jié)電路，被耦合至整流器的輸出和所述天線的兩個端部，阻抗調(diào)節(jié)電路能夠限制整流器的輸出電壓;和電流發(fā)生電路，被配置成由阻抗調(diào)節(jié)電路控制。
[0017]根據(jù)實施例，阻抗調(diào)節(jié)電路包括:第一N溝道MOS晶體管和第二 N溝道MOS晶體管，能夠吸收與由天線接收到的功率相關(guān)的電流，使其柵極被耦合到一起并且使其漏極被耦合至所述天線的端部;電流發(fā)生電路包括:第三N溝道MOS晶體管，使其柵極被耦合至第一晶體管和第二晶體管的柵極；以及電流發(fā)生電路還包括:第四電流鏡，具有被耦合至第三晶體管的漏極的第一分支，并且具有供應(yīng)所述電流源的電流的第二分支。
[0018]另一實施例提供了一種電路，包括:電壓調(diào)節(jié)器，具有第一晶體管，所述第一晶體管具有被耦合至整流器電路的輸出的供應(yīng)輸入和被配置成提供經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓的供應(yīng)輸出；電流感測晶體管，與所述第一晶體管并聯(lián)耦合并且具有被配置成提供指示出流過所述第一晶體管的電流的第一電流的輸出；第一電流鏡電路，具有被配置成接收所述第一電流的輸入和被配置成生成第二電流的輸出；第二電流鏡電路，具有被配置成生成被施加至所述整流器電路的所述輸出的第三電流的輸出，并且進一步具有被配置成接收所述第二電流和來自電流源的第四電流的輸入。
[0019]根據(jù)實施例，所述整流器電路的輸入被耦合至天線的端子。
[0020]根據(jù)實施例，所述電壓調(diào)節(jié)器進一步包括:放大器，具有被耦合至所述第一晶體管和電流感測晶體管的控制端子的輸出。
[0021]根據(jù)實施例，所述第一電流鏡包括:第二晶體管，處于二極管連接的配置中，被連接成接收所述第一電流;和第三晶體管，具有被耦合至所述第二晶體管的控制端子的控制端子并且被配置成生成所述第二電流。
[0022]根據(jù)實施例，所述第二電流鏡包括:第四晶體管，處于二極管連接的配置中，被連接成接收所述第二電流和所述第四電流;和第五晶體管，具有被耦合至所述第四晶體管的控制端子的控制端子并且被配置成生成所述第三電流。
[0023]根據(jù)實施例，電路進一步包括生成所述第四電流的電流源，所述電流源包括:第六晶體管，被耦合在所述整流器電路的第一輸入與參考節(jié)點之間；第七晶體管，被耦合在所述整流器電路的第二輸入與所述參考節(jié)點之間；其中所述第六晶體管和所述第七晶體管的控制端子被連接到一起;和電流發(fā)生器電路，具有被耦合至所述第六晶體管和所述第七晶體管的所述控制端子的控制輸入和生成所述第四電流的輸出。
[0024]根據(jù)實施例，所述電流源進一步包括:放大器，具有被耦合至所述整流器電路的所述輸出的輸入和被耦合至所述第六晶體管和所述第七晶體管的所述控制端子以及所述電流發(fā)生器電路的所述控制輸入的輸出。
[0025]又一實施例提供了一種電路，包括:整流器電路，具有被耦合至天線的輸入和供應(yīng)第一電流的輸出；電壓調(diào)節(jié)器電路，由所述第一電流供電并且被配置成生成經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和供應(yīng)電流;處理單元，由所述經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和供應(yīng)電流供電；電流傳感器，被配置成感測所述供應(yīng)電流并且生成感測電流;和電流調(diào)節(jié)電路，被配置成將第二電流施加至所述整流器電路的所述輸出，所述第二電流等于由電流源供應(yīng)的第三電流與所述感測電流之間的差。
[0026]根據(jù)實施例，所述電流調(diào)節(jié)電路在當所述處理是執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作而不是在所述天線上通信時的時間期間由所述處理單元選擇性地啟動。
[0027]根據(jù)實施例，所述電流源包括:第一晶體管，被耦合在所述整流器電路的第一輸入與參考節(jié)點之間；第二晶體管，被耦合在所述整流器電路的第二輸入與所述參考節(jié)點之間；其中所述第一晶體管和所述第二晶體管的控制端子被連接到一起；電流發(fā)生器電路，具有被耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述控制端子的控制輸入和生成所述第三電流的輸出；和放大器，具有被耦合至所述整流器電路的所述輸出的輸入和被耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述控制端子以及所述電流發(fā)生器電路的所述控制輸入的輸出。
[0028]在本公開的各個實施例中，由整流器供應(yīng)的電流12在上面提到的階段P2期間是恒定的，這避免了在階段P2期間天線上的電流變化被不正確地解釋為卡的相應(yīng)，從而避免了錯誤的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0029]前述和其他特征及優(yōu)點將在與附圖有關(guān)的具體實施例的以下非限制性描述中詳細地討論，其中:
[0030]先前描述的圖1A示出被布置在終端附近的遠程供電的非接觸式卡；
[0031]先前描述的圖1B和圖1C示出在圖1A的卡與終端之間交換的信號；
[0032]圖2A是遠程供電的非接觸式卡的實施例的簡化表示；
[0033 ]圖2B示出實施圖2A的實施例的電路的示例；
[0034]圖3是非接觸式卡的另一示例的簡化表示。
【具體實施方式】
[0035]相同元件在不同附圖中用相同附圖標記指定出。為了清楚起見，僅示出并詳述了對于理解所描述的實施例有用的那些元件。
[0036]圖2A是遠程供電的非接觸式卡100的實施例的簡化表示。天線9被耦合至整流器13的輸入。整流器13的輸出通過導(dǎo)體30耦合至數(shù)據(jù)處理單元32，數(shù)據(jù)處理單元32被耦合至卡接地。電路34被耦合至卡接地、導(dǎo)體30和數(shù)據(jù)處理電路32。
[0037]電路34是能夠從導(dǎo)體30采樣調(diào)節(jié)電流Il的電流調(diào)節(jié)電路，使得由整流器供應(yīng)的電流12在上面提到的階段P2期間是恒定的，電流12是電流Il與由數(shù)據(jù)處理電路消耗的電流13的總和。
[0038]電路34可以通過源自數(shù)據(jù)處理單元32的信號VAL被激活或者被去激活。當其電路34初始被去激活的卡在終端的附近時，與圖1B有關(guān)地描述的階段PO至P4被相繼地執(zhí)行。電路34在初始階段PO期間和在由卡進行接收的階段Pl期間保持被去激活。
[0039]當階段Pl結(jié)束時，單元32激活電流調(diào)節(jié)電路34，這在數(shù)據(jù)處理階段P2期間保持有效。因此，在階段P2期間，由整流器13供應(yīng)的電流是恒定的，由天線9感應(yīng)的電流的幅值保持恒定，并且沒有阻抗變化可以由終端檢測到。天線9于是未發(fā)射信號。
[0040]單元32在卡的對終端做出響應(yīng)的階段P3期間將電路34再次去激活。[0041 ]圖2B示出實施圖2A的卡的實施例的電路的示例。
[0042]數(shù)據(jù)處理單元32包括被耦合在導(dǎo)體30與處理電路40的輸入端子38之間的電壓調(diào)節(jié)器36。
[0043]電壓調(diào)節(jié)器36包括運算放大器42，運算放大器42使其反相輸入被耦合至參考電壓Vref并且使其非反相輸入被耦合至端子38。放大器42的輸出被耦合至P溝道MOS晶體管PMl的柵極Gl，該晶體管使其源極SI被連接至導(dǎo)體30并且使其漏極Dl被連接至端子38。在操作中，電壓調(diào)節(jié)器確定處理電路的輸入端子38上的電壓保持等于Vref。
[0044]P溝道MOS晶體管PM2與晶體管PMl作為電流鏡進行組裝。晶體管PM2的源極S2和柵極G2被分別連接至源極SI和柵極Gl。在操作中，流過晶體管PMl的電流15與流過晶體管PM2的電流14的比率是恒定的并且等于比10大、優(yōu)選地在從50至200的范圍內(nèi)的值Kl，以降低功率消耗。
[0045]在操作中，由單元32消耗的電流13是電流15與14的總和，并因此電流14等于13/K2，其中K2是等于K1+1的常數(shù)。
[0046]電流調(diào)節(jié)電路34包括電流源44、兩個電流鏡46和48及受控開關(guān)50。電流源44供應(yīng)恒定電流1并且被連接至端子52。兩個電流鏡46和48與受控開關(guān)50的組件利用參考標記54來指定。
[0047]電流鏡46包括兩個同樣的N溝道MOS晶體管匪3和匪4，N溝道MOS晶體管匪3和NM4使其源極S3和S4被連接至卡接地。晶體管匪3和匪4的柵極G3和G4被一起連接至晶體管匪3的漏極D3和晶體管PM2的漏極D2。晶體管NM4的漏極D4被連接至端子52。在操作中，流過兩個晶體管匪3和NM4的電流具有相同的強度。
[0048]電流鏡48包括兩個同樣的N溝道MOS晶體管匪5和匪6，N溝道MOS晶體管匪5和匪6使其源極S5和S6被連接至卡接地。晶體管匪5和匪6的柵極G5和G6被一起連接至晶體管匪5的漏極D5和端子52 ο晶體管匪6的漏極D6被連接至導(dǎo)體30。在操作中，流過晶體管匪6的調(diào)節(jié)電流Il與流過晶體管NM5的電流17的比率是恒定的并且等于上面提到的值K2。
[0049]開關(guān)50由信號VAL控制。該開關(guān)在該示例中被布置在晶體管NM3的漏極D3與卡接地之間。
[0050]當由信號VAL控制電路34的激活時，開關(guān)50被切斷并且電流14流過晶體管匪3。通過電流鏡46的作用，電流強度14被從源44所供應(yīng)的電流1中采樣。流過晶體管NM5的電流17使得17 = 10 — 13/1(2。因此，通過電流鏡48的作用，11=1(2/17 = 1(2/10 — 13，并因此12 = 1(2X 10，也就是整流器的輸出電流12是恒定的并且等于用常數(shù)因子K2乘電流源44的恒定電流10
[0051 ]當信號VAL將電流調(diào)節(jié)電路34去激活時，它吸收等于K2 X 1的恒定電流II，并且在整流器13的輸出處的電流12的變化與電流13的變化相關(guān)。
[0052]在與圖2B有關(guān)地描述的實施例中，如果電流1被設(shè)定使得調(diào)節(jié)電路在卡靠近終端時正常地操作，則這導(dǎo)致當卡遠離終端時，由電流調(diào)節(jié)電路34消耗的功率限制了可用于數(shù)據(jù)處理單元32的功率。于是，使得卡可以操作的在終端與卡之間的限制距離被減小。
[0053]圖3是非接觸式卡的另一示例的簡化表示。在該實施例中，電流調(diào)節(jié)電路的電流源被控制成與由非接觸式卡100接收到的功率相關(guān)的值。
[0054]圖3詳細地圖示出電流源44的實施例。該圖示出了圖2B的元件，將不會對其再次描述。
[0055]電流源44包括阻抗調(diào)節(jié)電路60和受控電流源62。
[0056]阻抗調(diào)節(jié)電路60包括運算放大器64，運算放大器64使其反相輸入被耦合至電壓參考Vref 2。放大器64的非反相輸入被連接至分壓器66。放大器輸出被連接至兩個同樣的N溝道MOS晶體管匪7和匪8的柵極G7和G8。晶體管匪7和匪8的源極S7和S8被連接至卡接地。晶體管匪7的漏極D7被連接至天線的端部中的一個70，并且晶體管匪8的漏極D8被連接至天線的另一端部68。
[0057]分壓器66包括被連接至放大器64的非反相輸入的兩個電阻器72和74。電阻器74被接地并且電阻器72被連接至整流器13的輸出。
[0058]在操作中，阻抗調(diào)節(jié)電路60迫使調(diào)節(jié)器的輸出電壓保持等于用由電阻器72和74所限定的常數(shù)乘恒定電壓Vref2。電路60避免了由整流器接收到的功率過大并且避免了出現(xiàn)太高的電壓。為了實現(xiàn)這一目標，根據(jù)由天線接收到的功率，電路60憑借晶體管匪8和匪7使天線中所感應(yīng)的電流的一部分朝向接地偏離。
[0059]受控電流源62包括N溝道MOS晶體管NM9，其與晶體管匪7和匪8形成電流鏡。晶體管匪9的柵極G9被連接至柵極G7和G8并且其源極G9接地。在操作中，流過晶體管匪9的電流與流過晶體管NM7和NM8的電流的比率等于由晶體管表面區(qū)域所限定的常數(shù)。
[0060]受控電流源62還包括被組裝為電流鏡的兩個同樣的P溝道MOS晶體管PMlO和PMll。晶體管PMlO的漏極DlO被連接至晶體管NM9的漏極D9。晶體管PMlO和PMl I的源極SlO和SI I被連接至電壓源VDC，并且它們的柵極GlO和Gl I彼此連接并連接至漏極DlO。
[0061 ]當卡被供電時，源自電壓源VDC并流過晶體管PMl I的電流1與流過晶體管PMl O和NM9的電流相同。電流1因此與流過阻抗調(diào)節(jié)電路的晶體管NM7和NM8的作為接收到的功率的函數(shù)的電流成正比。因此，電流1在接收到的功率高時高，并且在接收到的功率低時低。
[0062]已描述了具體實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到各種更改、修改和改進。特別地，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該清楚的是，使得能夠激活和去激活電流調(diào)節(jié)電路34的開關(guān)50可以被放在電路中的其他位置。作為非限制性示例，開關(guān)50可以被放在電流源44的輸出與接地之間。信號VAL也可以直接激活和去激活電流源。
[0063]雖然所描述的電路使用了MOS型晶體管，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該清楚的是，可以用雙極型晶體管部分地或全部替換MOS晶體管。
[0064]雖然電流調(diào)節(jié)電路34的所描述的電流鏡46和48的比率分別等于I和K2，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該清楚的是，可以選擇具有乘積為K2的比率的電流鏡的其他組合。
[0065]雖然等于數(shù)據(jù)處理單元的輸入電流除以常數(shù)K2并且由電流調(diào)節(jié)電路34所使用的電流14是通過被布置在基于P型MOS晶體管的電壓調(diào)節(jié)器上的電流鏡獲得的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會想到其他實施例以產(chǎn)生該電流。作為非限制性示例，電流14可以由基于N溝道MOS晶體管的電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生，或者呈獨立于電壓調(diào)節(jié)的電流鏡的形式。
[0066]這樣的更改、修改和改進意在作為該公開的一部分，并意在處于本實用新型的精神和范圍內(nèi)。于是，前述描述是僅通過示例的方式并且不意在限制性的。本實用新型僅如下面的權(quán)利要求及其等效方案中所限定地受限。
【主權(quán)項】
1.一種非接觸式卡，其特征在于，被配置成由被連接至整流器的輸入的天線供電，所述整流器具有被耦合至被配置成消耗第一電流的處理單元的輸出，所述非接觸式卡包括:電流調(diào)節(jié)電路，也被連接至所述整流器的所述輸出并且被配置成吸收第二電流，使得所述第一電流和所述第二電流的總和是恒定電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式卡，其特征在于，所述恒定電流由電流源設(shè)定。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式卡，其特征在于，包括: 第一電流鏡，被配置成生成等于所述第一電流除以常數(shù)的第三電流； 第二電流鏡，具有接收所述第三電流的第一分支并且具有被耦合至與所述電流源耦合的節(jié)點的第二分支;和 第三電流鏡，具有被耦合至與所述電流源耦合的所述節(jié)點的第一分支并且具有被耦合至所述整流器的所述輸出的第二分支。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸式卡，其特征在于，所述常數(shù)大于10。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸式卡，其特征在于，所述常數(shù)在從50到200的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式卡，其特征在于，所述處理單元被配置成生成用于啟用和禁用所述電流調(diào)節(jié)電路的信號。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非接觸式卡，其特征在于，所述信號在其中所述非接觸式卡操作以準備響應(yīng)信號的階段期間激活所述電流調(diào)節(jié)電路。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式卡，其特征在于，所述電流源被與由所述天線接收到的功率成正比地控制。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式卡，其特征在于，所述電流源包括: 阻抗調(diào)節(jié)電路，被耦合至所述整流器的所述輸出和所述天線的兩個端部，所述阻抗調(diào)節(jié)電路被配置成限制所述整流器的輸出電壓;和 電流發(fā)生電路，被配置成由所述阻抗調(diào)節(jié)電路控制。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非接觸式卡，其特征在于， 所述阻抗調(diào)節(jié)電路包括:第一 N溝道MOS晶體管和第二 N溝道MOS晶體管，被配置成吸收與由所述天線接收到的功率相關(guān)的電流，并且具有被耦合到一起的柵極且具有被分別耦合至所述天線的端部的漏極；以及 所述電流發(fā)生電路包括: 第三N溝道MOS晶體管，具有被耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述柵極的柵極;和 第四電流鏡，具有被耦合至所述第三晶體管的漏極的第一分支并且具有供應(yīng)所述電流源的電流的第二分支。
【文檔編號】G06K7/10GK205721813SQ201620140639
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】J·谷利爾
【申請人】意法半導(dǎo)體有限公司
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