李向宏/王光春

    经过几年的迅速发展，非接触式智能卡（IC卡）逐渐深入到社会生活的各个方面，在小额电子消费、公共交通、公共安全等方面的应用日益展开，可以预计在未来几年之内，随着非接触卡成本的降低和人们接受程度的提高，非接触卡的应用必然扩展到占市场份额最大的物流标签领域，因此非接触式智能标签的设计开发日益受到重视。

    和目前进入较大规模应用的其它用途非接触卡类产品相比，对非接触式电子标签产品的特殊要求主要集中在低成本、远距离、高适用性（防冲突、抗干扰并不干扰其它设备）这几个方面，所以我们可以定义电子智能标签是一种具有灵活的封装形式，而广泛适用于工业和商业环境以及多种用途、能够装载物品有效信息（而不是1比特）并具备防冲突功能的一种远距离（1米左右）低成本（因而能够大规模应用的）非接触式IC卡产品。

    上海贝岭公司本着“为客户创造价值”的先进经营理念，针对非接触智能标签的未来的广阔市场，适时而作，开发出具有国内先进水平的智能电子标签产品BL75R02。BL75R02是一款远距离读写电子标签芯片，主要适用于航空包裹和行李识别、邮件分选、商品流通控制以及电子防盗等领域。该芯片工作频率为13.56 MHz，配合适当的天线其有效作用距离可达70cm ，具备防冲突功能，读写器能同时处理多个芯片。芯片E2PROM容量为512比特，可分页读写，具有64位唯一序列号和特殊功能标识位（用于页锁定、应用识别等），具有至少400比特容量供用户使用。

    设计指标

    ·  工作频率： 13.56MHz

    ·  读写距离： 可达70cm

    ·  上行速率： 26.5Kbit/s

    ·  帧校验方式 16位CRC校验

    ·  具备防冲突功能

    ·  支持应用类型识别（AFI）

    ·  特有快速读写模式

    ·  独有抗波动技术保证在快速移动时仍能正确读写

    ·  512位EEPROM

    ·  数据保持时间 >= 10年

    ·  读写次数达 >= 10万次

    ·  唯一序列号

    ·  数据可分页锁定，一旦被锁定无法修改

    系统原理框图

    上述智能电子标签的特殊应用要求，决定了在设计时必须在以下几个方面采用特殊技术：

    1、低电压损耗的全波整流技术

    2、10 ％调幅信号的解调和限幅电路的合理设计

    3、电源的低功耗处理

    4、支持EEPROM读写的高压产生、控制电路的低功耗设计（包括低电压工作的电荷泵，数字化频率自动调整，高压转换，EEPROM读写限流等电路的设计）

    5、负载调制电路的设计

    6、超低功耗数字电路的设计

    7、可测性设计DFT

    本文将对其中的几个问题进行探讨。

    低电压损耗的全波整流技术

    工作距离是非接触式智能标签最重要的一个指标。非接触卡不同于其它电路的最基本特征是自身不带电源，工作所需能量全部由天线通过射频场耦合获得，在一定发射强度下，芯片能获得所需电源的最远距离基本决定了智能电子标签的最大工作距离。设计一个电压损失小和转换效率高的整流（电源产生）电路，使芯片在较远的距离（或低的发射功率下）仍能获得可靠的供电，对提高智能标签的读写距离、可靠性等关键指标至关重要。

    目前非接触卡芯片电源的产生普遍采用桥式全波整流，但在具体整流电路的实现上则根据各厂家工艺和设计的不同，有很大的差别。使用分离器件构成桥式整流电路时，只要将4个PN结二极管连成如下形式即可：