载频为13.5MHz的IC卡PCD发送通道技术

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:750

摘要：介绍了13.56mhz pcd发送通道的电路结构和设计思路，给出了一种适合type a、type b、reid等多种非接触式ic卡的pcd发送通道的设计方法。

关键词：pcd type a type b 修正密勒码 e类放大器

１引言

非接触式ｉｃ卡是射频技术和ｉｃ卡技术相结合的产物，它成功地解决了无源和免接触问题，因而获得了广泛的应用。ｉｓｏ／ｉｅｃ１４４４３是较新型的非接触ｉｃ卡的国际标准，该标准称ｉｃ卡为ｐｉｃｃ卡，读写器为ｐｃｄ。它规定了ｐｉｃｃ和ｐｃｄ之间的ｔｙｐｅａ和ｔｙｐｅｂ两种通信传输模式，它们的载波频率均为１３．５６ｍｈｚ。这两种模式主要针对智能卡。实际上，有很多存储器卡、射频身份识别卡（ｒｆｉｄ）也是采用１３．５６ｍｈｚ作为载频，但其信息传输仅从ｐｉｃｃ到ｐｃｄ。在ｐｃｄ的设计中，若编解码、调制解调电路能适应多种传输模式，那么ｐｃｄ就会有更大的应用范围。限于篇幅，本文仅就ｐｃｄ发送通道的编码和调制电路进行分析。

２　非接触式ｉｃ卡系统的基本组成

非接触式ｉｃ卡的基本组成框图如图１所示。该系统由ｐｃｄ和ｐｉｃｃ组成。ｐｃｄ则以微控制器为核心，分为发送和接收两个通道。发送通道由１３．５６ｍｈｚ振荡器、功放、调谐电路、编码器、调制器组成。接收通道由解调电路、滤波放大器、解码器组成。收发数据由微控制器处理，并可和主机通信。

设计ｐｃｄ时可采用ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ｍｉｆａｒｅ技术读写模块ｍｃｍ２００／ｍｃｍ５００来实现，ｍｃｍ是ｍｉ-ｆａｒｅｃｏｒｅｍｏｄｕｌｅ的缩写，意为ｍｉｆａｒｅ核心模块，它和ｍｉｆａｒｅ射频ｒｆ模块相结合的协议规范被称为ｉｓｏ／ｉｅｃ１４４４３ｔｙｐｅａ标准。图２所示是采用ｍｃｍ设计ｐｃｄ的框图。

ｍｃｍ２００模块主要应用于对卡片操作距离为２５ｍｍ的卡式读写器中，而ｍｃｍ５００模块则主要应用于对卡片操作距离为１００ｍｍ的卡读写器中。ｍｃｍ具有数据加密、错误侦察、ｃｒｃ校验、防冲突等功能。其功能可通过软件编程来实现。

３　编码电路

ｉｓｏ／ｉｅｃ１４４４３标准规定的数据传输速率为１０６ｋｂｐｓ，数据时钟频率为载波频率的１２８分频。从ｐｃｄ向ｐｉｃｃ传输数据时，若使用ｔｙｐｅａ模式，则应采用修正的密勒（ｍｉｌｌｅｒ）码，而用ｔｙｐｅｂ则可直接使用ｎｒｚ（不归零）码，在这两种编码中，修正的密勒码比较复杂。

３．１修正的密勒码编码

ｔｙｐｅａ中定义了如下三种时序：

（１）时序ｘ：该时序将在６４／ｆｃ处产生一个“ｐａｕｓｅ”（凹槽）；

（２）时序ｙ：该时序在整个位期间（１２８／ｆｃ）不发生调制；

（３）时序ｚ：这种时序在位期间的开始时，产生一个“ｐａｕｓｅ”。

在上述时序说明中，ｆｃ为载波１３．５６ｍｈｚ，ｐａｕｓｅ凹槽脉冲的底宽为０．５～３．０μｓ，９０％幅度宽度不大于４．５μｓ。用这三种时序即可对帧进行编码，即修正的密勒码，其中逻辑“１”选择时序ｘ逻辑“０”选择时序ｙ。但有两种情况除外，第一种是在相邻有两个或更多的“０”时，此时应从第二个“０”开始采用时序ｚ；第二种是在直接与起始位相连的所有位为“０”时此时应当用时序ｚ表示。

另外，通信开始时，用时序ｚ表示。通信结束则用逻辑“０”加时序ｙ表示。无信息时，通常应用至少两个时序ｙ来表示。

３．２编码电路设计

实现修正的密勒码编码的硬件电路编码器的原理框图如图３所示。图４所示是假定输出数据为０１１０１０时，采用图３方案的波形图，其中，使能信号ｅ用于激活编码器电路以使其开始工作。波形ａ为数据时钟，ｂ为数据输入端波形，它的第一位为起始位，用于送出不归零码０，第二位至第七位