本發(fā)明總的來說涉及用于無線通信的裝置、系統(tǒng)和方法，并且特定來說涉及使用接近集成電路卡(PICC)的通信。

背景技術(shù)：

PICC廣泛地用于在非接觸式智能卡和讀取器之間需要無線連接的應(yīng)用。這樣的卡的一些用途包括公共交通的電子售票、信用卡和借記卡用的非接觸式支付以及數(shù)字身份證。

ISO/IEC 14443這項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義了用于識(shí)別的接近卡以及相關(guān)聯(lián)的傳輸協(xié)議，并且將這種卡總體上定義為接近集成電路卡。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于接近集成電路卡的電路，所述電路包括：

輸入級(jí)，所述輸入級(jí)具有第一輸入、第二輸入以及輸出，所述第一輸入用于連接到無線電天線以接收輸入信號(hào)，所述第二輸入用于調(diào)整輸入級(jí)的偏壓，所述輸出用于提供偏壓調(diào)整后的輸入信號(hào)；

解碼模塊，所述解碼模塊連接到輸入級(jí)并且被配置成從偏壓調(diào)整后的輸入信號(hào)提供輸出代碼；以及

偏壓調(diào)整模塊，所述偏壓調(diào)整模塊被連接以從解碼模塊接收輸出代碼，并且被配置成提供偏壓調(diào)整信號(hào)到輸入級(jí)的第二輸入，

其中偏壓調(diào)整模塊被配置成基于輸出代碼的測(cè)量值來迭代地調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)，其中逐次步驟以較小量調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)，直到輸出代碼在解碼范圍內(nèi)為止。

解碼模塊可具有N位的輸出分辨率，并且解碼范圍可以包括2^N-1 的輸出。解碼范圍可以是單個(gè)值，例如2^N-1，或者可以是在預(yù)定數(shù)目的單個(gè)值內(nèi)的一定范圍的值。預(yù)定數(shù)目可以例如是一或二。

在偏壓調(diào)整模塊具有M位的分辨率的情況下，偏壓調(diào)整模塊可被配置成起初將偏壓調(diào)整信號(hào)設(shè)置成對(duì)應(yīng)于2^M-1的值。這對(duì)應(yīng)于在可用調(diào)諧范圍的中間位置的被提供到輸入級(jí)的偏壓。

偏壓調(diào)整模塊可被配置成在起初將m設(shè)置成等于M之后使偏壓調(diào)整信號(hào)增加或減小對(duì)應(yīng)于2^m-2的值，并且在每個(gè)迭代步驟之后減小m的值。偏壓調(diào)整模塊可以例如被配置成在輸出代碼在解碼范圍以上時(shí)在第一方向上調(diào)整(即增加或減小)偏壓調(diào)整信號(hào)，并且在輸出代碼在解碼范圍以下時(shí)在第二相反方向上調(diào)整(即減小或增加)偏壓調(diào)整信號(hào)。

偏壓調(diào)整模塊可被配置成在輸出代碼達(dá)到解碼范圍或處在解碼范圍內(nèi)時(shí)或在m的值達(dá)到零時(shí)，停止調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)。

解碼模塊可包括逐次逼近寄存器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。

解碼模塊可被配置成對(duì)幅移鍵控輸入信號(hào)(例如ASK B型信號(hào))進(jìn)行解碼。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種接近集成電路卡，所述接近集成電路卡包括根據(jù)第一方面的電路；以及連接到電路的輸入級(jí)的天線。

提供一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)使計(jì)算機(jī)配置本文中公開的偏壓調(diào)整模塊以執(zhí)行本文中公開的任何方法。計(jì)算機(jī)程序可以是軟件實(shí)施方案，且計(jì)算機(jī)可以被認(rèn)為是任何適當(dāng)?shù)挠布〝?shù)字信號(hào)處理器、微控制器以及在只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)中的實(shí)施方案，這些皆為非限制性實(shí)例。軟件實(shí)施方案可為匯編程序。

計(jì)算機(jī)程序可以在計(jì)算機(jī)可讀媒體上提供，或可以具體實(shí)施為瞬態(tài)信號(hào)，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體可以是物理計(jì)算機(jī)可讀媒體，例如光盤或存儲(chǔ)器裝置。此瞬態(tài)信號(hào)可以是網(wǎng)絡(luò)下載，包括互聯(lián)網(wǎng)下載。

將通過下文所描述的實(shí)施例清楚并且參考這些實(shí)施例闡明本發(fā)明的這些以及其它方面。

附圖說明

將參考圖式僅作為實(shí)例描述實(shí)施例，其中：

圖1是ASK B型解調(diào)器和ADC的示范性實(shí)施方案的示意圖；

圖2是示出用于圖1的輸入級(jí)的偏壓調(diào)諧的示范性方法的流程圖；

圖3是構(gòu)成ASK B型信號(hào)路徑的一部分的圖1的解調(diào)器和ADC的示意圖；

圖4是隨時(shí)間而變的示范性ADC輸出代碼和輸入信號(hào)的曲線圖；以及

圖5是示范性調(diào)諧例程中的隨時(shí)間而變的ADC輸出代碼和偏壓的曲線圖。

應(yīng)注意，諸圖是圖解說明的且未按比例繪制。為在圖式中清楚且方便，這些圖的各部分的相對(duì)尺寸和比例已示出為在大小上放大或縮小。相同的附圖標(biāo)記一般用于指代修改后且不同的實(shí)施例中的相對(duì)應(yīng)的或相似的特征。

具體實(shí)施方式

ISO/IEC 14443標(biāo)準(zhǔn)定義了PICC中的接收器單元應(yīng)當(dāng)能夠處理具有不同數(shù)據(jù)速率、調(diào)制指數(shù)和場(chǎng)強(qiáng)的傳入幅移鍵控(ASK)B型信號(hào)(即調(diào)制比＜100％)，同時(shí)功率消耗超低，而且產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)以用于后續(xù)信號(hào)處理。傳統(tǒng)的相干接收器架構(gòu)(例如超外差、直接轉(zhuǎn)換和低IF架構(gòu))雖然能夠接收和處理這樣的信號(hào)，但是功率消耗和電路復(fù)雜度較高，這在PICC中都是不期望的。如果使用非相干接收器，這樣會(huì)減少電路復(fù)雜度，因?yàn)椴恍枰d波恢復(fù)電路。EP2752792中公開了這樣的接收器的一個(gè)實(shí)例，其中提出了B型的兼容ISO/IEC 14443的非接觸式智能卡用的無PLL/DLL的高帶寬接收器。這種接收器使用積分清除濾波器(integrate-and-dump filter)，該過濾器是通過天線能直接控制的靜態(tài)分頻器來調(diào)整時(shí)鐘。

PICC實(shí)施方案的具體問題是如何處理具有不同數(shù)據(jù)速率(范圍可以在從106kbps到6.78Mbps(1Mbps以上總體上被視為非常高的比特 率)內(nèi))、變化的調(diào)制指數(shù)(實(shí)際情況下，范圍在6％和40％之間，典型值大約是20％)和一系列場(chǎng)強(qiáng)(通常是從1A/m到8A/m)的傳入信號(hào)(例如ASK B型信號(hào))，同時(shí)維持超低功率消耗和較小線路尺寸并且使信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍最大化。

圖1示出用于接收輸入信號(hào)且對(duì)輸入信號(hào)解碼的電路100的示范性實(shí)施方案，該電路100構(gòu)成接近集成電路卡的一部分。電路100包括輸入級(jí)101、解碼模塊106和偏壓調(diào)整模塊117，偏壓調(diào)整模塊117被配置成從解碼模塊106接收輸出代碼，并且提供偏壓調(diào)整信號(hào)到輸入級(jí)101，偏壓調(diào)整模塊117被配置成基于輸出代碼的測(cè)量值迭代地調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)，其中用逐次步驟以較小的量來調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)，直到輸出代碼在解碼范圍內(nèi)為止。

輸入級(jí)101具有第一輸入102，第一輸入102包括差分連接LA、LB，用于連接到無線電天線以便接收無線電信號(hào)。設(shè)置第二輸入103以便提供偏壓Vg到一對(duì)晶體管104a、104b。在所示出的實(shí)例中，晶體管是p型MOSFET，被布置成差分共柵對(duì)，其中偏壓輸入103連接到每個(gè)晶體管的柵極，而晶體管源級(jí)連接到第一輸入102的差分天線輸入LA、LB。晶體管104a、104b的漏極連接在一起并且提供輸出105，以用于提供偏壓調(diào)整后的輸入信號(hào)I_dc。

共柵輸入級(jí)101充當(dāng)用于在第一輸入102處提供的信號(hào)的全波整流器，并且在輸出105處以電流信號(hào)I_dc的形式提供偏壓調(diào)整后的輸入信號(hào)。在替代性實(shí)例實(shí)施例中，輸入級(jí)可包括單個(gè)晶體管，所述晶體管被配置成提供半波整流。

輸入級(jí)101的輸出信號(hào)被提供到解碼模塊106，解碼模塊106被配置成在電路100的輸出107處從偏壓調(diào)整后的輸入信號(hào)I_dc提供輸出代碼ADCout。在圖1中的實(shí)例實(shí)施例中，解碼模塊106包括電流鏡108、109、110和可變電流源111、112，這些元件一起被布置成將輸入級(jí)輸出105處的偏壓調(diào)整信號(hào)I_dc變換成差分信號(hào)對(duì)I_src、I_snk，該差分信號(hào)對(duì)被提供到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)113。因此，輸入102處的差分信號(hào)通過PMOS差分共柵對(duì)104a、104b被轉(zhuǎn)換成單端電流I_dc，接著通過電流鏡108、109、 110被按比例調(diào)整，從而將該信號(hào)轉(zhuǎn)換回差模并且移除任何DC分量。從信號(hào)中移除DC分量能放寬ADC輸入電流動(dòng)態(tài)范圍要求。ADC接著將信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字域中。該實(shí)例實(shí)施例中的ADC是逐次逼近寄存器(SAR)ADC，EP2752792中描述了SAR ADC的實(shí)例。

第一電流鏡108提供輸出信號(hào)I_dc的鏡像到第二電流鏡109。第二電流鏡109提供兩個(gè)輸出：第一輸出和第二輸出I_src，第一輸出是提供到第三電流鏡110的鏡像信號(hào)，第二輸出I_src是電流信號(hào)的根據(jù)N1∶N2比率按比例縮放后的版本?？梢酝ㄟ^選擇N1和N2的值來確定縮放程度并因此處理不同的數(shù)據(jù)速率。較高的N2∶N1比率(即較大的N2和/或較小的N1)更適合于較高的數(shù)據(jù)速率。N2的值還可經(jīng)過調(diào)整以提供自動(dòng)增益控制(AGC)功能以便控制ADC 113的輸出信號(hào)擺幅。第三電流鏡110還根據(jù)N1∶N2比率按比例縮放電流，并且提供第二電流鏡109的輸出的負(fù)版本I_snk。

SAR ADC 113對(duì)所提供的差分輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并且在電路輸出107處輸出輸出代碼ADC_out，該輸出代碼采用一連串N位的字的形式，其中N是ADC 113的分辨率。在時(shí)鐘輸入114處提供時(shí)鐘信號(hào)到ADC 113，該時(shí)鐘信號(hào)是由積分清除型時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器115提供的。時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器115經(jīng)由天線緩沖器116連接到輸入102，并且從輸入信號(hào)推導(dǎo)時(shí)鐘信號(hào)。EP2752792中進(jìn)一步描述了積分清除型時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器的實(shí)例。

偏壓調(diào)整模塊117被連接以從ADC 113接收輸出代碼ADC_out，并且被配置成提供偏壓調(diào)整信號(hào)V_g到輸入級(jí)101的第二輸入103。偏壓調(diào)整模塊117(下文更詳細(xì)描述其操作)被配置成基于輸出代碼ADC_out的測(cè)量值迭代地調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)V_g，其中逐次步驟涉及以較小的量來調(diào)諧偏壓調(diào)整信號(hào)，直到輸出代碼ADC_out在解碼范圍內(nèi)為止。在典型實(shí)例中，解碼范圍處于ADC輸出的中間范圍，例如如果ADC輸出范圍是從0到255(即其中N＝8)，則解碼范圍將包括值128，這處于輸出范圍的中間位置。換句話說，如果ADC輸出的分辨率是N位，則解碼范圍可以包括值為2^N-1的輸出。解碼范圍可以例如具有優(yōu)選的中間范圍值的任 一側(cè)的一定范圍的值，或者可替換地可以是特定的單個(gè)值。

當(dāng)電路100初始化時(shí)，在一些實(shí)例實(shí)施例中，偏壓調(diào)整模塊117可以被配置成起初將偏壓調(diào)整信號(hào)V_g設(shè)置成對(duì)應(yīng)于模塊的輸出范圍的中間范圍值的值。舉例來說，如果偏壓調(diào)整模塊117被配置成輸出具有M位的分辨率的信號(hào)，則模塊117可被配置成起初將偏壓調(diào)整信號(hào)設(shè)置成對(duì)應(yīng)于2^M-1的值。

在圖1的實(shí)例實(shí)施例中，ADC 113基于差分輸入在電路輸出107處提供無符號(hào)輸出。其它布置可為可能的，例如有符號(hào)輸出和/或單端輸入。

偏壓調(diào)整模塊117可以執(zhí)行如圖2的實(shí)例流程圖中概述的迭代調(diào)諧程序。當(dāng)初始化(步驟200)時(shí)，將偏壓調(diào)整模塊117的輸出代碼初始化成2^M-1，并且將變量m的起始值設(shè)定成等于M(步驟201)，其中初始化可以例如通過提供觸發(fā)信號(hào)到所述模塊117來進(jìn)行。模塊117接著檢查ADC輸出代碼，并且將ADC輸出代碼與2^N-1的值比較(步驟202)，這個(gè)值限定了無符號(hào)輸出的在0與2^N之間的中間位置的必需的解碼范圍。如果ADC輸出代碼大于2^N-1，則模塊117的輸出代碼增加2^m-2(步驟203)。如果，可替換地，ADC輸出代碼小于2^N-1，則模塊117的輸出代碼減小2^m-2(步驟204)。根據(jù)從偏壓V_g到ADC輸出代碼的增益的符號(hào)，步驟203可以可替換地實(shí)施減小，并且步驟204可以實(shí)施模塊117的輸出代碼的增加。在任一步驟203、204之后，m的值接著遞減1(步驟205、206)，然后進(jìn)行檢查以查看m是否等于一(步驟207、208)。如果m＝1，則搜索過程終止(步驟209)。如果m不等于一，則檢查ADC輸出代碼的步驟重復(fù)(步驟202)?？梢蕴峁┲苯忧斑M(jìn)到終止步驟209的另外的選項(xiàng)，以便考慮ADC代碼等于2^N-1的情況。然而，通過使連接步驟202與步驟203和204的分支之一考慮輸出代碼大于或等于或者小于或等于2^N-1的情況，可以實(shí)現(xiàn)同樣的效果。

上述偏壓自適應(yīng)調(diào)諧方法可以用來找到不管輸入信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)如何都會(huì)產(chǎn)生最大ADC輸出信號(hào)范圍的正確偏壓v_g，輸入信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)通?？赡芙橛?A/m到8A/m。

場(chǎng)強(qiáng)可以根據(jù)PICC是否相對(duì)于讀取器移動(dòng)而改變，這樣可能使得 場(chǎng)強(qiáng)隨初始化進(jìn)程而改變。為了補(bǔ)償這種可能性，可以提供DC追蹤控制以控制ADC輸出DC電平，例如通過逐漸更新模塊117的先前建立的代碼，使得經(jīng)過更新的值V_g接著讓ADC輸出代碼更接近期望DC電平，從而防止輸出發(fā)生限幅(clipping)。同在申請(qǐng)中的歐洲申請(qǐng)案14192871.3中描述了實(shí)例DC追蹤控制算法和電路。然而，在正常情況下，初始化期間的場(chǎng)強(qiáng)變化將很小，因此不必要執(zhí)行這樣的補(bǔ)償。

圖3示出并入有本文所描述的類型的電路的ASK B型信號(hào)路徑300的實(shí)例實(shí)施例。ASK調(diào)制信號(hào)發(fā)生器301生成調(diào)制后的信號(hào)，連接到代表性負(fù)載303的天線模型302接收該調(diào)制后的信號(hào)。差分信號(hào)LA、LB被提供到ASK B型解調(diào)器304，ASK B型解調(diào)器304提供差分輸出信號(hào)I_src、I_snk到積分清除型SAR ADC 305。為解調(diào)器提供穩(wěn)壓電源(vddreg)、啟用信號(hào)(En)、時(shí)鐘信號(hào)(integrate)、初始化信號(hào)(init)以及調(diào)諧信號(hào)N1、N2，并且解調(diào)器監(jiān)控ADC 305提供的輸出ADC代碼。

圖4是根據(jù)實(shí)例實(shí)施例的在電路初始化之前、期間和之后的隨時(shí)間而變的典型ADC輸出代碼411和LA/LB輸入412的曲線圖。在第一時(shí)間周期401期間，在信號(hào)和電源變穩(wěn)定的同時(shí)設(shè)置該系統(tǒng)。在周期401結(jié)束時(shí)，ADC代碼在其范圍的下端處限幅，從而使得不可能進(jìn)行信號(hào)接收。大約200s之后，在第二時(shí)間周期402中，偏壓調(diào)整模塊117(圖1)初始化，并且自適應(yīng)偏壓調(diào)諧程序(圖2)開始。這個(gè)程序可能僅僅持續(xù)幾微秒，然后調(diào)諧程序就完成了，接著是第三靜默時(shí)間周期403，然后在第四時(shí)間周期404中傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。

圖5中示出典型的ADC代碼511和偏壓信號(hào)512序列的展開圖，該展開圖表示對(duì)應(yīng)于圖4中的第二時(shí)間周期402的調(diào)諧進(jìn)程，調(diào)諧進(jìn)程包括一連串連續(xù)的ADC輸出代碼比較和偏壓信號(hào)調(diào)諧步驟。在第一周期501中，停用偏壓調(diào)整模塊117。在第二周期502開始時(shí)提供初始化信號(hào)，通過將模塊117的輸出設(shè)置成初始值而使得模塊117初始化，在上述實(shí)施例中，該初始值對(duì)應(yīng)于可用調(diào)諧范圍的中間范圍。這樣使得偏壓在第二周期502中轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝恢?14。在第三周期503中，對(duì)ADC輸出代碼進(jìn)行比較，從而使得發(fā)現(xiàn)輸出代碼大于中間范圍513(對(duì)于N位 分辨率輸出是對(duì)應(yīng)于2^N-1)。接著在第四周期504中將偏壓調(diào)整成第二值515。這樣使得ADC輸出代碼下降到中間范圍值513以下，并且，在第五周期505中的另一比較步驟之后，在第六周期506中再次調(diào)整偏壓(調(diào)整較小的量)，從而使得ADC代碼上升并且更接近中間范圍值513。在周期507和508中的另一調(diào)諧循環(huán)之后，調(diào)諧進(jìn)程終止，這時(shí)ADC輸出代碼接近中間范圍值513。

通過閱讀本公開內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白其它變化和修改。此類變化和修改可涉及等效和其它特征，這些等效和其它特征在無線通信技術(shù)中已經(jīng)為我們知曉，且可用作本文已經(jīng)描述的特征的替代或補(bǔ)充。

盡管所附權(quán)利要求書是針對(duì)特定特征組合，但應(yīng)理解，本發(fā)明的公開內(nèi)容的范圍還包括本文中明確地或隱含地公開的任何新穎特征或任何新穎特征組合或其任何一般化形式，而不管其是否涉及與當(dāng)前在任何權(quán)利要求中要求的相同的發(fā)明或其是否緩解與本發(fā)明所緩解的任一或全部技術(shù)問題相同的技術(shù)問題。

在多個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例的上下文中描述的特征也可以組合地提供于單個(gè)實(shí)施例中。相反，為了簡(jiǎn)潔起見，在單個(gè)實(shí)施例的上下文中所描述的各種特征也可以單獨(dú)地或以任何合適的子組合提供。申請(qǐng)人特此提醒，在審查本申請(qǐng)或由此衍生的任何另外的申請(qǐng)期間，可根據(jù)此類特征及/或此類特征的組合而制訂新的權(quán)利要求。

為完整性起見，還規(guī)定術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其它元件或步驟，術(shù)語(yǔ)“一”不排除多個(gè)，單個(gè)處理器或其它單元可實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中敘述的若干裝置的功能，且權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制權(quán)利要求的范圍。