非接触ＩＣ卡的几个问题

Jacktang

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１、非接触ＩＣ卡的能量供应

非接触ＩＣ卡是用一个电子数据作载体，通常由单个微型芯片以及用作天线用的大面积的线圈等组成。在这个数据载体上，存储的数据量可达数千字节。

非接触ＩＣ卡几乎都是无源工作的。这意味着微型芯片工作所需要的全部能量必须由阅读器供应。高频的强电磁场由阅读器的天线线圈产生，这种电磁场穿过非接触ＩＣ卡线圈横截面和线圈周围的空间。我们可以把非接触ＩＣ卡到阅读器天线的距离间的电磁场当作简单的交变磁场来对待。

发射磁场的一小部分磁力线穿过距阅读器天线线圈一定距离的非接触ＩＣ卡天线线圈，通过感应，在非接触ＩＣ卡的天线线圈上产生一１非接触ＩＣ卡的能量供应个电压Ｕｉ。将其整流后作为数据载体（微型芯片）的电源。将一个电容Ｃｒ与阅读器的天线线圈并联，构成一个并联谐振电路，将电路的谐振频率调到１３．５６ＭＨｚ。该回路谐振时，阅读器天线线圈产生非常大的电流，这种方法可用于产生供远距离非接触ＩＣ卡工作所需要的场强。

非接触ＩＣ卡的天线线圈和电容Ｃ１构成振荡回路，调谐到阅读器的发射频率。通过该回路谐振，非接触ＩＣ卡线圈上的电压Ｕ达到最大值。

两个线圈的结构也可以解释作变压器（变压器的耦合），变压器的两个线圈之间只存在很弱的耦合。阅读器的天线线圈和非接触ＩＣ卡之间的功率传输效率与工作频率与非接触ＩＣ卡线圈的匝数、被非接触ＩＣ卡线圈包围的面积、两个线圈的相对角度以及它们之间的距离成比例。

２、非接触ＩＣ卡至阅读器的数据传输

如果把非接触ＩＣ卡放入阅读器天线的交变磁场中，那么非接触ＩＣ卡就从磁场取得能量。阅读器中射频电路可以通过电路内阻Ｒｉ上的压降测得非接触ＩＣ卡的附加功耗。非接触ＩＣ卡天线上的负载电阻的接通和断开促使阅读器天线上的电压发生变化，实现用远距离非接触ＩＣ卡对阅读器天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能从非接触ＩＣ卡传输到阅读器。这种数据传输方式称作负载调制。

由于阅读器天线与非接触ＩＣ卡天线之间的耦合很弱，阅读器天线上表示有用信号的电压波动在数量级上比阅读器的输出电压小。实践中，对１３．５６ＭＨｚ的系统来说，当阅读器天线上的电压为１００Ｖ时，只能得到大约１０ｍＶ的有用信号。检测这些很小的电压变化需在电路上花费巨大开销，为解决这个问题，人们利用有非接触ＩＣ卡天线电压振幅调制所产生的调制波边带。如果非接触ＩＣ卡的附加负载电阻以很高的时钟频率ｆｈ接通或断开，那么在阅读器发送频率＋／－ｆｈ的距离上产生两条频谱线，它们是容易检测到的。这种新的频率称作副载波。

通过使用副载波的负载调制，在阅读器天线上能产生在工作频率１３．５６ＭＨｚ两侧的两条调制波边带。通过在两个频率１３．５６＋／－ｆｈ之一的带通滤波器，这两条调制波边带可以与阅读器的较强的信号分开，在放大后，可以很容易地解调副载波信号。

３、数据传输协议和方式

阅读器和非接触ＩＣ卡之间相互通信是由阅读器启动的，阅读器先进行信号编码生成基带编码信号，再将编码信号调制到发射频率１３．５６ＭＨｚ上，通过天线发送出去；非接触ＩＣ卡天线接收１３．５６ＭＨｚ载波信号，由解调器解调从载频中恢复基带编码信号，３数据传输协议和方式译码电路再从基带编码信号中恢复原来的信息。