[發明專利]一種磁卡解碼芯片中自適應控制增益的方法

無效

• 申請號: 201310015957.9
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103117720A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 劉新寧;王鎮;瞿曉;奚錦程;劉淦;成世祺
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;G06K7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，涉及一種磁卡讀卡芯片中自適應增益控制方法。

背景技術

磁卡技術

如今，磁卡技術已經應用到人們生活的方方面面。磁卡使用方便，造價便宜，用途極為廣泛，可用于制作信用卡、銀行卡、地鐵卡、公交卡、門票卡、電話卡；電子游戲卡、車票、機票以及各種交通收費卡等。今天在許多場合我們都會用到磁卡，如在食堂就餐，在商場購物，乘公共汽車，打電話等等。

磁卡是一種磁記錄介質卡片。它由高強度、耐高溫的塑料或紙質涂覆塑料制成,能防潮、耐磨且有一定的柔韌性，攜帶方便、使用較為穩定可靠。通常，磁卡的一面印刷有說明提示性信息，如插卡方向；另一面則有磁層或磁條，具有2-3個磁道以記錄有關信息數據。

磁卡記錄信息原理是，磁卡隨著電流的變化被磁頭不同程度地磁化，如果電流信號（或者說磁場強度）按正弦規律變化，那么磁卡上的剩余磁通也同樣按正弦規律變化，記錄信號就以正弦變化的剩磁形式記錄，貯存在磁卡上。磁卡上面剩余磁感應強度Br在磁卡工作過程中起著決定性的作用。磁卡以一定的速度通過裝有線圈的工作磁頭，磁卡的的外部磁力線切割線圈，在線圈中產生感應電動勢，從而傳輸了被記錄的信號。

磁條讀卡器

配合磁卡應用的設備，稱為磁卡讀寫設備。通常名稱有：磁條讀寫器、磁卡讀寫器、讀卡器等。

磁卡讀卡器中最重要的部分便是讀卡芯片。磁頭將磁條中記錄的數據信息以模擬信號的形式讀出，傳輸給讀卡芯片，芯片內部識別模擬信號，轉化為數字信號，之后進行解碼，讀出磁條信息，進行進一步的加密、傳輸。在讀卡芯片中使用自適應增益控制技術（AGC）將使讀卡效率更高。

以往的磁卡讀卡電路中，由于沒有使用自動增益控制技術，因此在讀卡磁頭磨損較嚴重或磁卡磁性淡化時，難以正確讀取磁卡數據。

發明內容

本發明提供了一種磁卡解碼芯片中自適應控制增益的方法，解決了由于磁卡上磁條的磨損，磁性弱化，局部磁特性破壞以及磁頭的磨損，刷卡方式的不當等因素，使得磁頭輸出的模擬電壓信號呈現不規則的幅度不均勻現象，避免了在進行模擬數字轉化時，容易出現轉化錯誤，影響后級解碼電路。

本發明采用的技術方案為：一種磁卡解碼芯片中自適應控制增益的方法，該方法包括以下步驟：

1）可控放大電路接收經過前級阻抗匹配的磁卡模擬信號，磁卡時鐘零時，默認使用最大增益檔位，將波形進行放大，輸出給后級峰值檢測電路。

2）峰值檢測電路檢測到放大后的波形，若峰值超過高電壓限值，則調低一級增益放大檔位，若峰值低于低電壓限值，則調高一級增益放大檔位。

3）后一個波形的放大采用上一波形調整好的增益檔位，放大后再進行步驟2）中的峰值檢測與檔位調整。

4）調整增益檔位的同時調整后級的密勒電容值以適應電路協調工作。

作為優選，所述方法采用檔位調整方式進行增益控制。所述的檔位調整電路分為多檔，以使放大后的波形峰值適應性地控制在高電壓限值與低電壓限值之間。

作為優選，所述磁卡時鐘零用來產生適合磁卡信號的阻抗匹配的檔位和運放放大倍數的檔位，后面有效數據位的運放增益檔位是由數字處理電路結合上一個數據波形的檔位和波形信息產生的，即數字處理電路根據某位數據波形信息預測下一位數據的電壓增益。

本發明的有益效果：通過該自適應增益控制電路，前級信號將被允許有較大的動態范圍，且較大的噪聲信號也可以被及時的識別出，并不會被當做有用信號。應用本發明的讀卡芯片，相對于現有讀卡芯片，有如下優勢：（1）具有超寬的讀卡范圍，能解讀ISO7811標準幅度為30%-200%的卡片，能實現磁卡幅度的自適應調整；（2）即使磁頭已有相當程度的磨損，但還能正確讀取數據。（3）抗干擾能力更強，前級阻抗匹配網絡與可控放大器輸入阻抗相匹配，且峰值檢測中引入噪聲檢測機制，會使讀卡芯片的抗干擾能么更強。（4）本發明可以適應采用硬件解碼電路而非軟解碼電路，所以可以一邊自適應，一邊解碼，實現快速讀卡。（5）自適應增益控制電路精巧簡單，易于電路實現。因此在讀卡芯片中，本發明的自適應增益控制電路的使用將會使讀卡芯片具有更高的讀取性能。

附圖說明

圖1是磁卡讀卡器刷卡磁頭圖；

圖2是磁卡讀卡芯片自適應增益控制電路框架圖；

圖3是本發明方案自適應增益調整流程圖；

圖4是本發明方案電壓自適應調整原理示意圖；

圖5是本發明方案中自適應增益控制電路功能圖。