和分析。
[0022]参看图4,为本发明中有源非接触IC卡内部单元相位延迟示意图。将总相位延迟划分为两条路径进行测量:
路径1:相位补偿单元5输出至整形单元一3输出；相位比较参考信号来自相位补偿单元5的输出，该路径相位差为
pd—pathl= pd—mod+pd—pa+pd—shpl(2)
路径2:功率放大单元2.1输出至整形单元二 2输出；相位比较参考信号来自功率放大单元2.1的输出，该路径相位差为:
pd_path2= pd—ant+pd—amp+pd—shp2_pd—shpI (3)
其次，计算通路总相位延迟表达为:
pd—total= pd—ant+pd—amp+pd—shp2+pd—pi1+pd—cal+pd—mod+pd—pa=pd—path2+pd—pI1+pd—cal+pd—pathl(4)
其中pd—cal为相位补偿单元5当前相位补偿量；pd—pll为锁相环7锁定时与输入基准频率相位差。锁相环7锁定是残余的相位差与因电路相位延迟相比较小，此处忽略不计。
[0023]pd—total= pd_path2+ pd—cal+pd—pathl(5)
要满足发射信号与外部场时钟同步的条件，计入通路各单元相位延迟后，总通路相移最小为360° ο变量为pd—cal，根据式(13)，有
pd—cal= 360° -pd—pathl-pd—path2(6)
其中相位补偿单元5相位补偿范围为O?360°。若预设一个起始相位延时量,记为pd_cal0，则其补偿范围变为-pd_cal0?360° -pd_cal0。另记相位补偿变量为pd_calc，则 pd_calc= pd_cal-pd_calO
=360° -pd_cal0-pd_pathl-pd_path2(7)
参看图5，本发明有源非接触式IC卡的场时钟自动同步使用方法步骤为:
1)上电初始化，使能场时钟自动同步流程；
2)测量第I条子路径的相位延迟并量化存储；
3)若有其它子路径，直至测完所有子路径相位延迟并量化存储；
4)所有子路径相位延迟量化值累加作为通路总相位延迟数据；
5)开始相位补偿，其中:INC=0表示减小一个相位补偿步长；INC=1表示增加一个相位补偿步长；起始时默认INC=I ；
6)测量当前相位补偿配置下通路总相位延迟数据；
7)判断当前相位补偿配置还是前一配置得到的测量数据大，较大的数据对应的相位补偿配置保留；
8)判断应增加相位补偿还是减小相位补偿，并按此设置:INC=1，当前相位补偿配置加I ；INC=O,当前相位补偿配置减I ;
9)判断相位补偿是否到达极大值/极小值，若是，跳至第10步；若否，返回第6)步；
10)终止流程，流程终止时第7)步保存的相位补偿配置作为相位补偿单元的最终相位补偿配置。
[0024]本发明的场时钟自动同步方法中，包括:
1)将场信号经过的所有延迟单元划分为几个独立的子相位延迟通路；
2)产生模拟场信号，即内部产生一个与外部场信号相同频率的时钟信号，幅度信息根据具体应用环境确定，占空比50%，对该信号相位无要求。
[0025]3)选择其中一条子相位延迟通路；
4)模拟场信号经选中的子相位延迟通路后整形，即内部产生的模拟场时钟信号通过指定的相位延迟通路，将输出波形整形为方波。
[0026]5)比较待测节点整形信号与参考信号相位差，即整形信号与参考场信号做逻辑与操作获得相位差信号。
[0027]6)将相位差转换为可存储数字形式包括:将相位差信号转变为可被量化编码的电压/电流形式；采用模数转换器将与相位差信息相关的电压/电流信号量化编码为数字逻辑信号；采用逻辑寄存器存储上述数字化后的相位差数据。
[0028]7)遍历外部场信号需通过的所有相位延迟子单元，存储对应相位延迟信息。
[0029]8)计算外部场信号相位延迟路径的总相位延迟，若划分的子单元通路有模块重叠，需保证重叠模块相位延迟远小于(〈=1/5)待测量子单元通路相位延时；若划分的子单元通路没有模块重叠，则累加各子单元相位延迟作为总相位延迟。
[0030]9)按相位补偿算法对输出的模拟场信号进行相位补偿包括:按最小步长补偿相位，执行相位差检测和量化编码步骤并存储；本次相位差测量结果与上一次测量结果比较，保存二者中较大的结果，保存对应的相位补偿配置状态；重复执行测量，量化编码，调整，比较步骤，直至在所有相位补偿配置状态中，当前状态所获得的相位差量化编码结果最大；保留该相位补偿配置状态作为最终相位补偿配置。
[0031]10)经相位补偿后的模拟场信号作为与外部场通信的时钟信号包括:接收外部场信号，以外部场信号作为基准时钟，使内部产生的模拟场信号与外部场信号保持频率和相位锁定；暂停接收外部场信号时，内部产生的模拟场信号经过相位补偿单元，以相位补偿方式预补偿通路相位延时，保证内部信号与外部场信号相位差最大不超过360° ±1个相位调整步长。
【主权项】
1.一种场时钟自动同步的有源非接触式IC卡，它包括发射通路(2)、接收通路(4)、锁相环(7)、主控单元(8)和天线网络(9)，所述发射通路(2)包括调制单元(2.2)和功率放大单元(2.1)，所述接收通路(4)包括放大单元(4.1)、整形单元二(4.2)和解调单元(4.3);天线网络(9)依次经放大单元(4.1)、整形单元二(4.2)、解调单元(4.3)、主控单元(8)、调制单元(2.2)和功率放大单元(2.1)形成回路，主控单元(8)和锁相环(7)相互连接；其特征在于，它还包括控制单元(I)、整形单元一(3)和相位补偿单元(5)，所述整形单元二(4.2)的输出端依次经锁相环(7)和相位补偿单元(5)连接到调制单元(2.2)，整形单元二(4.2)的输出端还连接到控制单元(I )，主控单元(8)和整形单元一(3)都分别连接到控制单元(I )，控制单元(I)和相位补偿单元(5 )相互连接，功率放大单元(2.1)的输出端连接到整形单元一(3)。
2.根据权利要求1所述的场时钟自动同步的有源非接触式IC卡，其特征在于，所述控制单元(I)包括依次连接的相位比较单元(1.1)、相位转换单元(1.2)、模数转换器(1.3)和逻辑单元(1.4)。
3.如权利要求1所述的场时钟自动同步的有源非接触式IC卡的使用方法，它使用包括发射通路(2)、接收通路(4)、锁相环(7)、主控单元(8)、天线网络(9)、控制单元(I)、整形单元一(3)和相位补偿单元(5)，其方法步骤为: 1)上电初始化，使能场时钟自动同步流程； 2)测量第I条子路径的相位延迟并量化存储； 3)若有其它子路径，直至测完所有子路径相位延迟并量化存储； 4)所有子路径相位延迟量化值累加作为通路总相位延迟数据； 5)开始相位补偿，其中=INC=O表示减小一个相位补偿步长；INC=1表示增加一个相位补偿步长；起始时默认INC=I ； 6)测量当前相位补偿配置下通路总相位延迟数据； 7)判断当前相位补偿配置还是前一配置得到的测量数据大，较大的数据对应的相位补偿配置保留； 8)判断应增加相位补偿还是减小相位补偿，并按此设置:INC=1，当前相位补偿配置加I ；INC=O,当前相位补偿配置减I ; 9)判断相位补偿是否到达极大值/极小值，若是，跳至第10步；若否，返回第6)步； 10)终止流程，流程终止时第7)步保存的相位补偿配置作为相位补偿单元的最终相位补偿配置。
【专利摘要】一种场时钟自动同步的有源非接触式IC卡及其使用方法，涉及非接触式IC卡技术领域。本发明有源非接触式IC卡包括发射通路、接收通路、锁相环、主控单元和天线网络。其结构特点是，它还包括控制单元、整形单元一和相位补偿单元。所述整形单元二的输出端依次经锁相环和相位补偿单元连接到调制单元，整形单元二的输出端还连接到控制单元。主控单元和整形单元一都分别连接到控制单元，控制单元和相位补偿单元相互连接，功率放大单元的输出端连接到整形单元一。本发明能克服有源非接触式IC卡存在的发射信号与外部场信号之间的相位差，使通信顺畅，保证IC卡的正常工作。
【IPC分类】G06K19-07
【公开号】CN104732261
【申请号】CN201310696188
【发明人】杨媛, 范明浩, 王晓晖, 豆玉娇, 安治龙, 毋磊, 张靖云, 姚金科, 韩书光
【申请人】北京同方微电子有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日