李向宏/王光春

    經(jīng)過(guò)幾年的迅速發(fā)展，非接觸式智能卡（IC卡）逐漸深入到社會(huì)生活的各個(gè)方面，在小額電子消費(fèi)、公共交通、公共安全等方面的應(yīng)用日益展開，可以預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年之內(nèi)，隨著非接觸卡成本的降低和人們接受程度的提高，非接觸卡的應(yīng)用必然擴(kuò)展到占市場(chǎng)份額最大的物流標(biāo)簽領(lǐng)域，因此非接觸式智能標(biāo)簽的設(shè)計(jì)開發(fā)日益受到重視。

    和目前進(jìn)入較大規(guī)模應(yīng)用的其它用途非接觸卡類產(chǎn)品相比，對(duì)非接觸式電子標(biāo)簽產(chǎn)品的特殊要求主要集中在低成本、遠(yuǎn)距離、高適用性（防沖突、抗干擾并不干擾其它設(shè)備）這幾個(gè)方面，所以我們可以定義電子智能標(biāo)簽是一種具有靈活的封裝形式，而廣泛適用于工業(yè)和商業(yè)環(huán)境以及多種用途、能夠裝載物品有效信息（而不是1比特）并具備防沖突功能的一種遠(yuǎn)距離（1米左右）低成本（因而能夠大規(guī)模應(yīng)用的）非接觸式IC卡產(chǎn)品。

    上海貝嶺公司本著“為客戶創(chuàng)造價(jià)值”的先進(jìn)經(jīng)營(yíng)理念，針對(duì)非接觸智能標(biāo)簽的未來(lái)的廣闊市場(chǎng)，適時(shí)而作，開發(fā)出具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的智能電子標(biāo)簽產(chǎn)品BL75R02。BL75R02是一款遠(yuǎn)距離讀寫電子標(biāo)簽芯片，主要適用于航空包裹和行李識(shí)別、郵件分選、商品流通控制以及電子防盜等領(lǐng)域。該芯片工作頻率為13.56 MHz，配合適當(dāng)?shù)奶炀�其有效作用距離可達(dá)70cm ，具備防沖突功能，讀寫器能同時(shí)處理多個(gè)芯片。芯片E2PROM容量為512比特，可分頁(yè)讀寫，具有64位唯一序列號(hào)和特殊功能標(biāo)識(shí)位（用于頁(yè)鎖定、應(yīng)用識(shí)別等），具有至少400比特容量供用戶使用。

    設(shè)計(jì)指標(biāo)

    ·  工作頻率： 13.56MHz

    ·  讀寫距離： 可達(dá)70cm

    ·  上行速率： 26.5Kbit/s

    ·  幀校驗(yàn)方式 16位CRC校驗(yàn)

    ·  具備防沖突功能

    ·  支持應(yīng)用類型識(shí)別（AFI）

    ·  特有快速讀寫模式

    ·  獨(dú)有抗波動(dòng)技術(shù)保證在快速移動(dòng)時(shí)仍能正確讀寫

    ·  512位EEPROM

    ·  數(shù)據(jù)保持時(shí)間 >= 10年

    ·  讀寫次數(shù)達(dá) >= 10萬(wàn)次

    ·  唯一序列號(hào)

    ·  數(shù)據(jù)可分頁(yè)鎖定，一旦被鎖定無(wú)法修改

    系統(tǒng)原理框圖

    上述智能電子標(biāo)簽的特殊應(yīng)用要求，決定了在設(shè)計(jì)時(shí)必須在以下幾個(gè)方面采用特殊技術(shù)：

    1、低電壓損耗的全波整流技術(shù)

    2、10 ％調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)和限幅電路的合理設(shè)計(jì)

    3、電源的低功耗處理

    4、支持EEPROM讀寫的高壓產(chǎn)生、控制電路的低功耗設(shè)計(jì)（包括低電壓工作的電荷泵，數(shù)字化頻率自動(dòng)調(diào)整，高壓轉(zhuǎn)換，EEPROM讀寫限流等電路的設(shè)計(jì)）

    5、負(fù)載調(diào)制電路的設(shè)計(jì)

    6、超低功耗數(shù)字電路的設(shè)計(jì)

    7、可測(cè)性設(shè)計(jì)DFT

    本文將對(duì)其中的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。

    低電壓損耗的全波整流技術(shù)

    工作距離是非接觸式智能標(biāo)簽最重要的一個(gè)指標(biāo)。非接觸卡不同于其它電路的最基本特征是自身不帶電源，工作所需能量全部由天線通過(guò)射頻場(chǎng)耦合獲得，在一定發(fā)射強(qiáng)度下，芯片能獲得所需電源的最遠(yuǎn)距離基本決定了智能電子標(biāo)簽的最大工作距離。設(shè)計(jì)一個(gè)電壓損失小和轉(zhuǎn)換效率高的整流（電源產(chǎn)生）電路，使芯片在較遠(yuǎn)的距離（或低的發(fā)射功率下）仍能獲得可靠的供電，對(duì)提高智能標(biāo)簽的讀寫距離、可靠性等關(guān)鍵指標(biāo)至關(guān)重要。

    目前非接觸卡芯片電源的產(chǎn)生普遍采用橋式全波整流，但在具體整流電路的實(shí)現(xiàn)上則根據(jù)各廠家工藝和設(shè)計(jì)的不同，有很大的差別。使用分離器件構(gòu)成橋式整流電路時(shí)，只要將4個(gè)PN結(jié)二極管連成如下形式即可：