一种超高频电子客票的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种超高频电子客票。包括黏合在一起的顶部票面和底部票面，所述顶部票面设置在底部票面上方，所述顶部票面和底部票面之间设有天线和芯片；所述天线设置在底部票面上，所述天线包括基材PI层，所述基材PI层上设有带缺口的覆铜层，所述缺口和所述覆铜层构成压焊块；所述压焊块上设有至少一个凸起，所述芯片设置在所述凸起上。本实用新型提供了一种超高频(UHF)电子客票，通过对超高频电子客票结构和芯片内电路的改进，不仅信号传输效果好，而且加工方式简单，生产效率高，产品可靠性好，生产成本低，可以在本【技术领域】广泛使用。
【专利说明】一种超高频电子客票
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子客票，特别涉及一种超高频电子客票。
【背景技术】
[0002]在高铁、城铁、轻轨大规模建设的今天，轨道交通公交化对超高频电子客票的使用需求越来越迫切，尤其是在各个黄金假期人满为患时，只有采用廉价、安全、检票方式简单的超高频电子客票和检票疏导系统才能够对超规模的人流进行管理和控制。现有技术的超高频电子客票通常采用高频(UF)超高频电子客票，这种超高频电子客票采用双面蚀刻PET和A1的结构，芯片面积较大，且加工方式较为复杂、生产效率低、成本较高，因此需要提供一种新的、检票过程更加简单快捷且成本低廉的超高频电子客票。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超高频电子客票，解决了现有技术中高频超高频电子客票成本高、加工方式较复杂的技术问题。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种超高频电子客票，包括黏合在一起的顶部票面和底部票面，所述顶部票面设置在底部票面上方，所述顶部票面和底部票面之间设有天线和芯片；所述天线设置在底部票面上，所述天线包括基材PI层，所述基材PI层上设有带缺口的覆铜层，所述缺口和所述覆铜层构成压焊块；所述压焊块上设有至少一个凸起，所述芯片设置在所述凸起上。本实用新型中，所述基材采用聚酰亚胺(Polyimide，简称为PI)材料，其可以耐高温，且弯折性能佳，生产的电子产品可靠性较好。
[0005]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0006]进一步，所述凸起设置在所述覆铜层上靠近所述缺口处。
[0007]进一步，所述凸起为柱状或蘑菇状。
[0008]进一步，所述超高频电子客票的厚度为170um?420um。
[0009]进一步，所述芯片和所述顶部票面间设有第一黏合层；所述压焊块和所述顶部票面间设有第二黏合层；所述基材PI层与所述底部票面间设有第三黏合层。通过所述第一黏合层，将所述芯片和所述顶部票面黏合在一起；通过所述第二黏合层，将所述压焊块的覆铜层与所述顶部票面黏合在一起；通过所述第三黏合层，将所述基材PI层与所述底部票面黏合在一起。
[0010]进一步，所述天线为环形结构。本实施例超高频电子客票的天线设计为电容或者两片电极模型，天线采用环形结构，通过电场耦合的方式得到感应电流，从而超高频电子客票工作于近场模式状态。
[0011]进一步，所述芯片包括模拟射频电路和数字电路，所述模拟射频电路包括整流电路、稳压电路、上电复位电路、解调电路、调制电路和时钟电路。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种超高频(UHF)超高频电子客票，通过对超高频电子客票结构和芯片内电路的设计，不仅信号传输效果好，而且这种结构加工方式简单，生产效率高，产品可靠性高，生产成本低，可以在本【技术领域】广泛使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型超高频电子客票的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型整流电路的不意图；
[0015]图3为本实用新型稳压电路的示意图；
[0016]图4为本实用新型上电复位电路的示意图；
[0017]图5为本实用新型解调电路的示意图；
[0018]图6为本实用新型调制电路的不意图；
[0019]图7为本实用新型时钟电路的示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0021]图1为本实施例超高频电子客票的结构示意图，如图1所示，包括黏合在一起的顶部票面I和底部票面2，所述顶部票面I设置在底部票面2上方，所述顶部票面I和底部票面2之间设有天线和芯片7 ;所述天线设置在底部票面2上，所述天线包括基材PI层3，所述基材PI层3上设有带缺口 5的覆铜层4，所述缺口 5和所述覆铜层4构成压焊块；所述芯片7和所述顶部票面I间设有第一黏合层8 ;所述压焊块和所述顶部票面2间设有第二黏合层9 ;所述基材PI层3与所述底部票面2上设有第三黏合层10。通过所述第一黏合层8，将所述芯片7和所述顶部票面I黏合在一起；通过所述第二黏合层9，将所述压焊块的覆铜层4与所述顶部票面I黏合在一起；通过所述第三黏合层10，将所述基材PI层3与所述底部票面2黏合在一起。
[0022]本实施例中，所述覆铜层4上靠近所述缺口 5处设有两个凸起6，所述芯片7设置在所述凸起6上。在其他实施例中，可以根据需要设置至少一个凸起。本实用新型中，所述突起设置为柱状，在其他实施例中所述凸起可以设置为蘑菇状，在凸起上点导电胶，即可迅速的将所述芯片7粘压在凸起上。
[0023]本实施例中，所述超高频电子客票的厚度为170um?420um，其中顶部票面I和底部票面2的厚度分别为80um，天线厚度为50um，所述顶部票面I和底部票面2的材料为80g双铜版纸。
[0024]本实施例中，天线设计为电容或者两片电极模型，天线采用环形结构，通过电场耦合的方式得到感应电流，从而使所述超高频电子客票工作于近场模式状态。
[0025]本实施例的超高频电子客票的芯片包括模拟射频电路和数字电路，所述模拟射频电路包括整流电路、稳压电路、上电复位电路、解调电路、调制电路和时钟电路。所述模拟射频电路主要实现电源恢复、调制/解调、时钟产生、上电复位等功能，数字电路部分控制着所述超高频电子客票内部数据流向，按照接收到的指令，进行命令解析、数据编码、数据存储、读写等功能。
[0026]图2为本实施例超高频电子客票的芯片中整流电路的连接示意图，所述整流电路的功能主要是将天线感应的射频能量转化为供后级各模块使用的直流能量。如图2所示，所述整流电路包含2N只整流二极管和2N只耦合电容，与输出相连的电容为储能电容。天线的两端RFin+和RFin-直接或者通过匹配网络连接到整流电路的输入端，通常RFin-端接地。下标为奇数的电容与下标为偶数的电容分别在输入电压的负半周期和正半周期进行充电、储能，从而产生直流电压，表达式为:VDD= N.(Vp.KF-Vf.D)，其中，VDD是整流电路的输出直流电压，VP.KF是输入射频信号的幅度，Vf.D是整流二极管的正向电压，N是采用的整流级数。从上式中可以看出，整流二极管上消耗的电压越小，输出电压越大。然而，整流二极管上消耗的电压越小意味着其尺寸越大，将导致其反向泄露电流增大，从而降低整流效率。因此，设计中需要对各种指标进行折中。根据UHF RFID标签芯片系统需要，所设计的整流电路可以实现高低两个电平输出。
[0027]图3为本实施例超高频电子客票的芯片中稳压电路的连接示意图，稳压电路是将整流电路输出的直流电压稳定在特定电平上，为整个芯片提供稳定的工作电压。由于芯片空间位置的不确定性，使其与读写器的距离相应不固定，以至于天线接收的功率变化可达1000倍以上，因此，需设计稳压电路，以保证芯片不会由于物理位置变化引起直流工作电压幅度的改变，从而增大芯片的工作动态范围。稳压电路的具体连接如图3所示，其基本原理是将输出电压的和芯片内部的基准电压进行比较，比较的结果通过误差放大器放大，输入到调整管的栅极，改变调整管的栅源电压，调节其输出电流来跟踪负载，从而使低压差线性稳压器的输出电压稳定。
[0028]图4为本实施例超高频电子客票的芯片中上电复位电路的连接示意图，稳压电路输出电压稳定后，必须给芯片中的数字电路提供一个启动信号来使电路处于Stand by状态，等待数据帧的开始。这个启动信号由所述上电复位电路提供。本实施例上电复位电路的具体连接如图4所示，其工作原理为:随着电源电压VDD的升高，由于C1和反相器中4个长沟道PMOS的延迟作用，使得采样电路输出的低电压VB经过反相器得到的C点电压VC与电源电压VDD之间的压差大于晶体管MP10的阈值电压，且能为C2赢得足够的充电时间；当充电到电容C2上的电压VE大于整形电路第一个反相器中晶体管MN6的阈值电压时，晶体管MN6导通，输出电压VF翻转为低电平；再经过反相，在整形电路的输出端可以得到复位信号的上升沿。充电完成后，紧接着C2通过晶体管丽5放电，通常放电速度比充电速度更慢；当放电到C2上的电压小于晶体管MN6的阈值电压，晶体管MN6截止，输出电压VF翻转为高电平，此时在整形电路的输出端得到复位信号的下降沿。
[0029]图5为本实施例超高频电子客票的芯片中解调电路的连接示意图，本实用新型的超高频电子客票中芯片采用ASK解调电路，所述ASK解调电路通常采用包络检波方式，具体连接如图5所示。按照18000-6C/B标准，电路输入信号的包络频率范围为40KHz-160KHz，脉宽失真小于10%。包络检波器由一级Dickson电路和R2、C3组成的低通滤波器组成。产生的包络信号先送入比较器的负端，再通过低通滤波为比较器提供参考电压。比较器采用迟滞比较器，具有良好噪声抑制性能、高动态范围等特点。采用两级反相器目的是将输出电压进行整形，产生规则的方波信号。随着RFID标签距离阅读器远近不同，输入的射频信号幅度可能在几百毫伏到几伏之间变化，包络检波器输出的直流电平会有很大变化。在包络检波器输出端并联一个泄流电路，其作用是在输入信号过大时对后端比较电路起到泄流稳压的保护作用，从而避免后端电路工作失常。为了降低功耗，泄流电路在输入电平较小时需保持关断状态。
[0030]图6为本实施例超高频电子客票的芯片中调制电路的连接示意图，本实用新型的调制电路根据标准要求采用反向散射的调制方法，通过改变芯片输入阻抗来改变芯片与天线间的反射系数，从而实现ASK调制。天线阻抗与芯片输入阻抗在“O”状态下共轭匹配，而在“Γ状态下存在一定失配。如图6所示，电容Cl并联在天线两端，晶体管Ml等效为一个开关，通过控制开关的开启，决定了电容是否接入芯片输入端，从而改变了芯片的输入阻抗，最终实现ASK调制。
[0031]图7为本实施例超高频电子客票的芯片中时钟电路的连接示意图，所述时钟电路采用环形振荡器电路，并加入电压和温度补偿电路，保证在小同的工作电压和温度下，频率偏移在规定的范围(±1%)内，具体连接方式如图7所示。电压补偿主要依靠一个电压基准电路产生一个基准电压源，提供给5级环形振荡器作为工作电压，这样就能保证在输入电压在0.9V?1.1V变化范围内，最大频偏能满足要求。环形振荡器的振荡频率呈正温度系数特性，故需加入一个负温度系数的补偿电路，并优化5级环形振荡器的有源器件的宽长比，使其温度系数恰与自身的温度系数互补，使时钟电路输出频率稳定。
[0032]本实用新型提供了一种超高频(UHF)电子客票，通过对超高频电子客票结构和芯片内电路的设计，不仅信号传输效果好，而且加工方式简单，生产效率高，产品可靠性高，生产成本低，可以在本【技术领域】广泛使用。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种超高频电子客票，其特征在于:包括黏合在一起的顶部票面和底部票面，所述顶部票面设置在底部票面上方，所述顶部票面和底部票面之间设有天线和芯片；所述天线设置在底部票面上，所述天线包括基材PI层，所述基材PI层上设有带缺口的覆铜层，所述缺口和所述覆铜层构成压焊块；所述压焊块上设有至少一个凸起，所述芯片设置在所述凸起上。
2.根据权利要求1所述的超高频电子客票，其特征在于:所述凸起设置在所述覆铜层上靠近所述缺口处。
3.根据权利要求1所述的超高频电子客票，其特征在于:所述凸起为柱状或蘑菇状。
4.根据权利要求1所述的超高频电子客票，其特征在于:所述超高频电子客票的厚度为 170um ?420um。
5.根据权利要求1所述的超高频电子客票，其特征在于:所述芯片和所述顶部票面间设有第一黏合层；所述压焊块和所述顶部票面间设有第二黏合层；所述基材PI层与所述底部票面间设有第三黏合层。
6.根据权利要求1所述的超高频电子客票，其特征在于:所述天线为环形结构。
7.根据权利要求1?6任一所述的超高频电子客票，其特征在于:所述芯片包括模拟射频电路和数字电路，所述模拟射频电路包括整流电路、稳压电路、上电复位电路、解调电路、调制电路和时钟电路。
【文档编号】G06K19/077GK204204013SQ201420757728
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】范震, 高金宏, 杨志 申请人:武汉翔翼科技有限公司