時鐘輸入電路的製作方法
2023-06-11 13:21:36 5
專利名稱：時鐘輸入電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於一可攜式信息介質(即，一非接觸集成電路(「IC」)卡)中的時鐘輸入電路，這種可攜式信息介質是通過電磁裝置從外部信號源接收能量和數據而工作的。一時鐘信號連同該數據一起被傳送並且通過一天線而由該可攜式信息介質輸入。更詳細地說，本發明涉及一種具有一低功耗的時鐘輸入電路。
圖7A至7C示出了一種常規的非接觸IC卡，圖8示出了由該IC卡所產生的各種信號的波形。(該常規IC卡由待審的日本專利申請6-325229所披露)。
如圖7A所示，該IC卡包括一輸入天線701，一整流電路702，一時鐘輸入電路703，一檢測電路704，一電壓控制振蕩(「VCO」)706，一應答信號產生電路707，一載波發生器電路708，一調製器電路709和一輸出天線710。該輸入天線701從一卡閱讀器(未示出)接收一輸入信號801(圖8)並且將該輸入信號801輸出到整流電路702、時鐘輸入電路703和檢測電路704。
根據該輸入信號801該整流器產生一用於該IC卡的各個部件的電源電壓。檢測電路704對在該輸入信號801中包含的數據進行解調以產生一解調數據信號並將該被解調數據信號提供給該IC卡的內部電路。另外，根據該輸入信號801的載波信號該時鐘輸入電路703產生一基本時鐘並且該基本時鐘提供給IC卡的內部電路以同步IC卡的各種操作。
由整流電路702所產生的電源電壓還被提供給VCO 706，該VCO 706產生一具有與電源電壓頻率成比例的一頻率的振蕩信號。應答信號產生電路707輸入該振蕩信號並且根據這種信號的頻率產生一應答信號。載波電路產生電路708產生一載波，並且該調製電路709將應答信號疊加在該載波上以產生一輸出信號。然後，該輸出信號通過輸出天線710被傳送。
圖7B示出了時鐘輸入電路703的構成的一個例子。如該圖所示，電路703包括有二個反相器7031和7032。反相器7031從輸入天線701輸入該輸入信號801並且對該信號801進行反相以產生一被反相信號802。反相器7032輸入該被反相信號以產生基本時鐘信號803。
圖8示出了輸入信號801的詳細構成。該信號801具有第一間隔A和跟隨第一間隔A之後的第二間隔B。在第一間隔A期間，輸入信號801具有一大的幅度並規定了一高電壓輸入間隔(即，規定了一邏輯「1」。在第二間隔B期間，輸入信號801具有一小的幅度並規定為一低電壓間隔(即，規定一邏輯「0」)。該輸入信號801由反相器7031反相以產生信號802。換句話說，信號802在圖7B的點B7被取樣。因為用於反相器7031的電源電壓是從該整流電路702所提供的，所以從反相器7031輸出的高電平電壓等於該電源電壓的電壓值。
然後，信號802由反相器7032反相以產生信號803。換句話說，信號803是在圖7B中的點C7處被取樣，並且信號803作為基本時鐘被輸出。
圖7C示出了在圖7A中所示的時鐘輸入電路703的構成的另一個例子。除了還包括一電容7033和在天線701和反相器7031之間插入電晶體7035和7036之外，圖7C中的時鐘輸入電路703和圖7B中的時鐘輸入電路703是相同的。電容7033作為一保護電路，而電晶體7035和7036作為一箝位電路。該保護電路和箝位電路用來在時鐘電路703中的該反相器7031中的電晶體。特別是，為了增大該IC卡與該卡片閱讀器相通信的範圍，將從該卡片閱讀器輸出的輸入信號801設計成具有一高的電壓。但是，由於在該IC卡中的電晶體是小型化了的，所以電晶體的絕緣材料的強度較低，因此，該電晶體對於高電壓必須進行保護。
該電容7033的容量低於所接收的輸入信號801的電壓，但是即使該輸入信號801具有一低電壓(即，即使信號801的間隔B被傳送)也可選擇具有一可以由反相器7031檢測的電壓的值。如果一高於P型電晶體7035的閾電壓和電源電壓7034的和的電壓被輸入到箝位電路，則電晶體7035被導通並且將在點A7上的電壓箝位在電源電壓7034。另外，如果一電壓低於N型電晶體7036的閾電壓的和並且地電壓(「GND」)7037被輸入到該箝位電路，則電晶體7036被導通並且將點A7上的電壓箝位為GND 7037的電壓。因此，具有圖8所示波形的信號802和803可以分別從反相器7031和7032輸出而無須提供高電壓到反相器7031的輸入端。
即使該時鐘輸入電路無須提供一高電壓到反相器7031也能正常地操作，它也還有若干缺點。例如，因為在該時鐘輸入電路703中所包含的箝位電路消耗大量功率，因而該時鐘輸入電路703不能有效地使用從該卡片閱讀器(未示出)所接收的數據信號所得到的有限的功率。另外，因為該電路703需要消耗來自輸入數據信號的大量的功率，所以在該卡片閱讀器(未示出)和該IC卡之間的通信範圍被縮短了。
本發明的一個目的是通過降低時鐘輸入電路的功耗和延長可攜式信息的通信範圍來消除存在的上述問題。
為了實現上述和其它目的，在一可攜式信息介質中提供了一時鐘輸入電路。該時鐘輸入電路通過所述可攜式信息介質的一天線接收一輸入信號並根據所述輸入信號產生一時鐘信號。另外，該時鐘輸入電路，包括與所述天線相連接的一衰減器，其中所述衰減器接收所述輸入信號並輸出至少一個被衰減信號；與所述天線相連接的一控制信號發生器，其中所述控制信號發生器輸入所述輸入信號並且根據所述輸入信號的幅度產生至少一個控制信號；一與所述衰減器和所述控制信號發生器相連接的選擇電路，其中所述選擇電路輸入至少一個衰減的信號和根據所述至少一個被衰減信號和所述至少一個控制信號而建立一輸出信號；和一與所述選擇電路相連接的一時鐘信號處理器，其中所述時鐘信號處理器輸入所述輸出信號並且根據所述輸出信號產生所述時鐘信號。
在結合附圖對本發明的最佳實施例作了詳細說明之後可對本發明的上述器的和優點有更清楚的理解。
圖1A示出了根據本發明一實施例的一時鐘輸入電路；圖1B示出了由圖1A所示的該時鐘輸入電路所產生或處理的各種信號的波形；圖2A示出了圖1A所示的控制信號發生器電路的第一個例子；圖2B示出了圖1A所示的控制信號發生器電路的第二個例子；圖3示出了插入了圖2A中所示的控制信號發生器電路的圖1A中所示的時鐘輸入電路的一詳細電路圖的一個例子；圖4示出了由圖3中所示的時鐘輸入電路所產生或處理的各種信號的波形；圖5示出了插入了圖2B中所示的控制信號發生器電路的圖1A中所示的時鐘輸入電路的詳細電路圖的一個例子；圖6示出了由圖5中所示的時鐘輸入電路所產生或處理的各種信號的波形；圖7A示出了一常規的IC卡；圖7B示出了圖7A中所示的該常規IC卡的第一時鐘輸入電路；圖7C示出了圖7A中所示的該常規IC卡的第二時鐘輸入電路；圖8示出了由圖7B和7C所示的時鐘輸入電路所產生或處理的各種信號的波形；圖9示出了在圖1A中所示的時鐘輸入電路的詳細電路圖的一個例子；和圖10示出了由在圖9中所示的時鐘輸入電路所產生或處理的各種信號的波形。
本最佳實施例的下面的說明披露了特定的構成、組件和數值。但是該最佳實施例僅僅是本發明的例子而已，因此，下面所描述的特定的特徵僅用於更容易地說明這些實施例和提供對本發明的全面的了解。因此，本技術領域的普通技術人員將會理解到本發明並不僅限於如下所述的特定的實施例。另外，為了清楚和簡短起見省略了在本技術領域中普通技術人員所公知的本發明的各種構成、組件和數值的說明。
圖1A示出了根據本發明的一個實施例的一時鐘輸入電路的例子，圖1B示出了由該時鐘輸入電路而產生和處理的各種信號。如圖1A所示，該時鐘輸入電路包括(n)個衰減器電路21至2n，(n-1)個控制信號發生電路61至6n-1，一選擇電路3，一箝位電路4和一緩衝器電路5。一輸入信號101(圖1B)通過天線1被輸入並輸出到衰減器電路21至2n和輸出到控制信號發生電路61至6n-1。該衰減器電路21至2n衰減該輸入信號101的電壓以產生(n)個被衰減的電壓信號，並且該控制信號發生電路61至6n-1根據輸入信號101的電壓產生(n-1)個控制信號。
該選擇電路3輸入(n)個被衰減的電壓信號和(n-1)個控制信號並且根據該控制信號有選擇地輸出被衰減的電壓信號。特別是，該(n-1)個控制信號指示選擇電路3去有選擇地輸出該被衰減電壓的一個或多個以構成一具有接近該IC卡的內部電源電壓的幅值的合成信號。然後，該合成信號被輸入到箝位電路4，並且該箝位電路4產生一被箝位的電壓信號。隨後，該被箝位的電壓信號被輸出到緩衝器電路5，並且該緩衝器電路5輸出一相應的基本時鐘信號。因為該選擇電路3產生一具有接近於系統的內部電源電壓的一電壓的合成電壓信號，所以該箝位電路4很少需要去操作和執行一箝位功能去箝位該被衰減的電壓信號。因此，該時鐘輸入電路所消耗的功率大大地減少了。
圖2A示出了該控制信號發生電路61至6n-1的一電路的結構的例子。如圖所示，該控制發生電路6包括有衰減器電路61和箝位電路62。衰減器電路61輸入該輸入信號101並衰減該信號以產生一被衰減的信號。如果有必要，該箝位電路62箝位該被衰減信號，以產生一被箝位的信號並且作為一控制信號輸出該被箝位信號。
圖3示出了其中插入有圖2A中所示的控制信號發生電路6的一時鐘輸入電路的例子，圖4示出了在該電路中位於各點A至E的各個信號的波形。如圖3所示，該衰減器電路2包括電容22和23，選擇電路3包括有一傳送門31。另外，箝位電路4包括一P型MOS電晶體41和一N型MOS電晶體42，和緩衝電路5包括反相器51和52。
另外，該控制信號發生電路6包括衰減器電路61和箝位電路62。衰減器電路61包括一電容器611，和箝位電路包括一P型MOS電晶體621、一N型MOS電晶體622和一反相器625。
點A表示箝位電路4的輸出，點B表示反相器51的輸出和點C表示反相器52的輸出。另外，點D表示反相器625的輸入和點E表示反相器625的輸出。
圖4示出了由輸入天線1所接收的輸入信號401。該信號401具有第一間隔A和跟隨第1間隔A的第二間隔B。在第一間隔A期間，該輸入信號401具有規定為一高電壓輸入間隔(即，規定為一邏輯「1」)的一大的幅值。在第二間隔B期間，該輸入信號401具有規定為一低電壓間隔(即，規定為一邏輯「0」)的一小的幅值。信號402表示輸入到反相器625的信號(即，在點D處的信號)，信號403表示從反相器625輸出的信號(即，在點E處的信號)。信號404表示從箝位電路4輸出的信號(即，在點A處的信號)，信號405表示從反相器51輸出的信號(即，在點B處的信號)和信號406表示從反相器52輸出的信號(即，在點C處的信號)。
在本實施例中，電容22、23和611分別具有滿足下式(1)的電容量
C611＝C22(1)根據電容C22和C23之間的關係，電容C22和C23的比值取決於在間隔A中的輸入信號的幅值與在間隔B中的信號的幅值的比值。特別是，當該幅值的比值等於2時，電容C22和C23被設計為相等。與該幅值的比值大於2時，該電容C23被設計成大於電容C22，並且當該幅值的比值小於2時，電容C23被設計成小於電容C22。在下表中示出了該比值和電容C22及C23的例子。
另外，在輸入信號401的間隔A的期間，電容C22和C23的數值使得從電容22和611輸出的被衰減電壓信號僅具有一大於反相器51和625的閾值電壓的電壓。因而，在該輸入信號401的間隔B的期間，從電容22和611輸出的衰減電壓信號具有一小於反相器51和625的閾值電壓的電壓。其結果，在該輸入信號的間隔A期間，反相器51和625僅輸出一輸入信號401的反相信號。另一方面，即使在輸入信號401的間隔B期間，電容23的電容量C23的值使得反相器51可以輸出一反相的信號。因為在輸入信號401的間隔B期間該電容量C611將輸入信號401的電壓減小為低於反相器625的閾值，所以反相器625檢測到信號402是一邏輯「0」。
在輸入信號401的間隔A期間，當輸入信號401的電壓為正時該反相器625輸出一邏輯「0」，並且因此，當該輸入信號401的電壓為正時，傳送門31被關閉。另外，在間隔A期間，當輸入信號401的電壓為負時，反相器625輸出一邏輯「1」，並且因此，當該輸入信號的電壓為負時，傳送門31被導通。
如上述操作的結果，在間隔A期間當一正輸入信號401輸入該衰減器電路2時，該衰減器電路2僅根據電容22的電容量C22減小該輸入信號401的電壓以產生被衰減信號404(即，在點A處的信號。然後，反相器51反相信號404以產生信號405(即，在點B處的信號)，和反相器52反相信號405以產生信號406(即，在點C處的信號)。換句話說，反相器輸出具有與輸入信號401的相位相同的相位的作為基本時鐘信號的信號406。
另一方面，在輸入信號401的間隔B期間，電容611將輸入信號401的電壓降為低於反相器625閾值電壓。因此，當輸入信號401的電壓為正或負時反相器625輸出一邏輯「1」，並且因此，在間隔B期間傳送門31保持導通。其結果，在間隔B期間當輸入信號401輸入該衰減器電路2時，根據電容22和23的電容量C22和C23該衰減器電路2降低了輸入信號401的電壓以產生被衰減信號404。然後，反相器51反相信號404以產生信號405，和反相器52反相信號405以產生信號406。
為了說明本發明實施例的時鐘輸入電路如何明顯地降低功耗，將本實施例的功耗與圖7C中所示的常規電路的功耗作一比較。為了比較的目的，將使用如下的變量V401輸入信號401的電壓VA本實施例電路的點A(圖3)處的電壓VA7常規電路的點A7(圖7C)處的電壓I4本實施例的箝位電路4(圖3)流過的電流I7C常規電路(圖7C)流過的電流C22電容22(圖3)的電容量C23電容23(圖3)的電容量C7033電容7033(圖3)的電容量另外，在上述例子中，電容量C7033近似地等於電容量C22和C23之和(即，C7033C22+C23)。另外，用於輸入信號401的載波信號頻率為ω，和該虛數符號為j。因此，在間隔A期間當輸入信號401輸入本發明實施例的該電路時，等式(2)成立I4＝jωC22(V401-VA) (2)在間隔B期間當輸入信號401輸入本實施例的該電路時，等式(3)成立I4＝jω(C22+C23)(V401-VA)(3)在間隔A期間當輸入信號401輸入圖7C所示的常規電路時，等式(4)成立
I7C＝jωC7033(V401-VA7)(4)最後，在間隔B期間當信號401輸入圖7C所示的常規電路時，等式(5)成立I7C＝jωC7033(V401-VA7)(5)在上述等式中，電壓VA和VA7是相等的(即，VA＝VA7)，這是因為它們通過P型電晶體41和7035被分別地被箝位於相同的電源電壓之故。因此，因為C22小於C7033(即，C22＜C7033)，所以由等式(2)所確定的電流I4的值小於由等式(4)所確定的電流I7C的值。換句話說，在輸入信號401的間隔A期間，流經本實施例的箝位電路4的電流小於流經圖7C中所示常規箝位電路的電流。因此，箝位電路4的功耗明顯地小於常規箝位電路的功耗。
圖2B示出了另一個說明控制信號產生電路6的構成的例子。除了它包括有一用來保持自該箝位電路62控制信號輸出的保持電路63之外，電路6與圖2A中的控制產生電路6是相同的。
圖5示出了其中插入了圖2B中所示的控制信號產生電路的一時鐘輸入電路的例子。圖5中所示例子與圖3中所示例子不同，因為該保持電路被提供在箝位電路62和選擇電路3之間。如在圖中所示的，該保持電路包括有一鎖存電路631，一延遲電路632和一施密特(Schmitt)觸發器633。該施密特觸發器633輸入從箝位電路4輸出的信號並輸出一相應的被調整信號。延遲電路632輸入該被調整信號和輸出一相應的延遲信號。鎖存電路631輸入來自反相器625的信號，根據來自該延遲電路632的延遲信號鎖存這種信號，並輸出一相應的被鎖存信號。該時鐘輸入電路的其它部分與上面結合圖3所述的電路相同或者相似。
圖6示出了在圖5所示電路中位於A和C到G各點的各個信號的波形。如圖6中所示，輸入信號601具有第一間隔A和第二間隔B並且由輸入天線1接收輸入信號601。信號602表示輸入反相器625的信號(即，在點D處的信號)，和信號603表示從反相器625輸出的信號(即，在點G處的信號)。信號604表示從延遲電路632輸出的延遲信號(即，在點F處的信號)，和信號605表示從鎖存電路631輸出的鎖存信號(即，在點E處的信號)。信號604表示從箝位電路4輸出的信號(即，在點A處的信號)，和信號607表示從反相器52輸出的基本時鐘(即，在點C處的信號)。根據圖3和4與圖5和6的比較，可觀察到輸入信號601與輸入信號401相同，信號602與信號402相同，和信號603與信號403相同。
下面將說明圖5中所示的時鐘輸入電路的操作。輸入信號601通過輸入天線1輸入並由電容611衰減以產生一被衰減的信號。另外，由於電容611的電容量C611該被衰減信號的電壓小於輸入信號601的電壓。如有必要的話，該被衰減信號由箝位電路62箝位，並由反相器作為被反相信號602輸出(即，在點G處的信號)。
該輸入信號601還由電容22和/或電容23所衰減以產生一被衰減信號，被衰減信號由該箝位電路4箝位以產生被箝位信號606(即，在點A處的信號)。該被箝位信號606由施密特觸發器633處理並通過延遲電路632延遲一予置的時間周期以產生該被延遲信號604(即，在點F處的信號)。該予置的時間周期最好是比該鎖存電路631的建立時間要長。
通過適當地設置該延遲電路632的延遲，該被箝位信號606(即在點A處的信號)可被延遲使得在該間隔A期間當反相信號603等於一邏輯「0」時該被延遲信號604(即，在點F處的信號)指示該鎖存電路631鎖存該被反相的信號603(即，在點G處的信號)。其結果，在間隔A期間，被鎖存信號605(即，在點E處信號)等於一邏輯「0」。因此，在間隔A期間該輸入電壓601將僅由電容22所衰減，並且流過箝位電路4的電流將僅等於I4＝jωC22(V601-VA)(這裡V601表示信號601的電壓)。
另一方面，在間隔B期間，由電容611衰減輸入信號601的電壓使得信號602(即，在點D處的信號)的電壓決不超過反相器625的閾值電壓。其結果，在該間隔B期間，被反相信號603(即，在點G處的信號)恆定地等於邏輯「1」。因此，在整個間隔B期間被鎖存信號605(即，在點E處信號)變為邏輯「1」，並且傳送門31被導通。其結果，輸入信號601由電容22和23的電容C22和C23之和所衰減。因此，在間隔B期間流經箝位電路4的電流等於I4＝jω(C22+C23)(V601-VA)。
在圖3和5所示的該時鐘輸入電路中，當輸入信號401或601的電壓為低時輸入信號401或601由一大電容(C22+C23)所衰減和當該電壓為高電壓時由一小電容(C22)所衰減。其結果，該箝位電路可在一低電壓和一最小量電流情況下工作。因此，該箝位電路的工作實際上被取消並且該時鐘輸入電路的功耗明顯地降低。因此，當它距該卡片閱讀器有一較長距離時可很容易地提供充足的能量，並且因此，增大了該IC卡的通信範圍。
在上述實施例中，在上述開關電路3中的傳送門可包括一P型MOS電晶體。該P型MOS電晶體的源極(或漏極)可以連接到在該衰減器電路2中的電容22，並且該漏極(或源極)可連接到箝位電路4。另外該P型MOS電晶體的柵極可輸入來自該控制信號發生電路6的控制信號。
此外，該傳送門31可包括一N型MOS電晶體。該N型MOS電晶體的源極(或漏極)可連接到電容23，和該漏極(或源極)可連接到箝位電路4。另外，該N型電晶體的柵極可輸入來自控制信號發生電路6的一反相控制信號。
另外，該傳送門可包括一P型MOS電晶體和一N型MOS電晶體。該P型和N型MOS電晶體的各自的源極和柵極可被共同連接。另外，控制信號可以輸入到P型MOS電晶體的柵極，和一反相的控制信號可以輸入到N型MOS電晶體的柵極。
如上述實施例所示，該衰減器電路2包括二個電容22和23(即，包括(n)個電容)，和該控制信號產生電路6產生一控制信號(即，(n-1)個控制信號)。另外，選擇電路還選擇從第一電容22輸出的第一衰減信號和根據控制信號有選擇地輸出從第二電容23輸出的第二衰減信號。
為了更確切地改善從衰減器2輸出到箝位電路4的合成衰減信號，該衰減器2可包括附加的電容和控制信號產生電路6可包括有用來產生多個控制信號的冗餘的電路。例如，該衰減電路2可包括三個電容(即，(n)個電容)，這三個電容分別輸出三個衰減信號。另外，該控制信號產生電路6可包括二個冗餘電路(即，(n-1)個冗餘電路)，這二個冗餘電路分別輸出二個控制信號(即，(n-1)個控制信號)。該選擇器3還可從第一電容輸出第一信號和可包括二個傳送門，這二個傳送門根據第一和第二控制信號分別有選擇地輸出第二和第三衰減信號。
另外，該輸入信號不限於相應於二個數據值的二個幅值信號還可以是相應於三個(或多個)數據值的三個(或多個)幅值信號。因此，在該信號的第一幅值期間該選擇器可以自第一電容輸出第一衰減信號，在該信號的第二幅值期間該選擇器可以自第一和第二電容輸出第一和第二衰減信號，和在該信號的第三幅值期間該選擇器可以自第一、第二和第三電容輸出第一、第二和第三衰減信號。
圖9所示的實施例說明了上述和其它的概念，圖10示出了位於點F14、G14、D14、E14、B14和C14處各個信號的波形。如圖9所示，第一衰減電路1425包括電容1402、1403和1404，選擇電路1426包括傳送門1407和1408。第一箝位電路1427包括P型MOS電晶體1420和N型MOS電晶體1421，該緩衝電路1428包括反相器1423和1424。
另外，該控制信號產生電路1429包括第二和第三衰減電路以及第二和第三箝位電路。第二衰減電路包括一電容1405，和第三衰減電路包括一電容1406。第二箝位電路包括一P型MOS電晶體1410、一N型MOS電晶體1412和一反相器1411。第三箝位電路包括一P型MOS電晶體1416、一N型MOS電晶體1418和一反相器1414。
點B14表示反相器1423的輸出，和點C14表示反相器1424的輸出。點D14表示反相器1414的輸入，和點E14表示反相器1414的輸出。點F14表示反相器1411的輸入，和點G14表示反相器1411的輸出。
圖10示出了由輸入天線1401接收的輸入信號1501。該信號1501具有一為高幅值的間隔H，一中間幅值的間隔M和一低幅值的間隔L。在該間隔H、M和L期間，輸入信號1501分別規定了第一、第二和第三數據值。
信號1502表示輸入到反相器1411的信號(即，在點F14處的信號)，和信號1503表示從反相器1411輸出的信號(即，在點G14處的信號)。信號1504表示輸入到反相器1414的信號(即，在點D14處的信號)，和信號1505表示從反相器1414輸出的信號，(在點E14處的信號)。信號1506表示從反相器1423輸出的信號(即，在點B14處的信號)，和1507表示從反相器1424輸出的信號(即，在點C14處的信號)。
在本實施例中，電容1402、1403、1404、1405和1406分別具有電器C1402、C1403、C1404、C1405和C1406，並且這些電容滿足下列等式(6)和(7)C1405＝C1402(6)C1406＝C1402+C1403(7)另外，與在第一實施例中所述電容C22和C23之間的依賴關係的方式相類似，電容C1402、C1403和C1404之間的關係取決於輸入信號的各個幅值的比。在閱讀了本申請之後本技術領域的普通技術人員將會很清楚的了解如何確定這些電容的值。
另外，如圖10所示的電容C1405的值使得在輸入信號1501的間隔H期間從電容1405輸出的被衰減電壓信號僅具有一大於反相器1411的閾值電壓的電壓(見圖10中的信號1502)。因此，在輸入信號1501的間隔M和L期間從電容1405輸出的衰減電壓信號具有一小於反相器1411的閾值電壓的電壓。其結果，如由信號1503所示那樣，在輸入信號的H間隔期間反相器1411僅輸出該輸入信號1501的一反相信號。在間隔M和L期間，反相器1411輸出一邏輯「1」。
另外，電容量C1406的值使得在輸入信號1501的間隔H和M期間從電容1406輸出的衰減電壓信號僅具有一大於反相器1414的閾值的電壓(見圖10中的信號1504)。因而，在輸入信號1501的間隔L期間從電容1406輸出的衰減電壓信號具有一小於反相器1414的閾值電壓的電壓。其結果，如由信號1505所示的那樣，在輸入信號的間隔H和M期間，反相器1414僅輸出該輸入信號1501的一反相信號。在該間隔L期間，反相器1414輸出邏輯「1」。
根據上述構成，在間隔H期間當輸入信號1501為正時傳送門1407和1408均被截止。其結果，僅根據電容1402的電容量C1402輸入信號1501被衰減。另一方面，在間隔M期間當輸入信號1501為正時傳送門1407被導通。其結果，在間隔M期間輸入信號1501根據電容1402和1403的電容量C1402和C1403而被衰減。最後，在間隔L期間當輸入信號1501為正時傳送門1407和1408被導通。其結果，在間隔L期間該輸入信號1501根據電容1402、1403和1404的電容量C1402、C1403和C1404而被衰減。因此，類似於在第一和第二實施例中所討論的原因相同的原因，第三實施例可降低該時鐘輸入電路的功率。
前面所述的最佳實施例的說明使本技術領域的普通技術人員能製做或使用本發明。此外，對本技術領域的這些普通技術人員來說可對這些實施例作出各種修改，並且在這裡所規定的一般原理也可應用於其它的實施例中而無須使用有創造性的能力。因此，本發明並不僅限於這裡所述的實施例而與由權利要求所規定的最寬的範圍相一致。
權利要求
1.在一可攜式信息介質中所提供的一時鐘輸入電路，其中所述時鐘輸入電路通過所述可攜式信息介質的一天線而接收一輸入信號，並且根據所述輸入信號產生一時鐘信號，其中所述時鐘輸入電路包括一可行地連接到所述天線的衰減器，其中所述衰減器接收所述輸入信號並且輸出至少一個被衰減信號；一可行地連接到所述天線的控制信號產生器，其中所述控制信號產生器輸入所述輸入信號並且根據所述輸入信號的幅值產生至少一個控制信號；一可行地連接到所述衰減器和所述控制信號產生器的選擇電路，其中所述選擇電路輸入所述至少一個被衰減信號並且根據所述至少一個被衰減信號和至少一個控制信號產生一輸出信號；和一可行地連接到所述選擇電路的時鐘信號處理器，其中所述時鐘信號處理器輸入所述輸出信號並且根據所述輸出信號產生所述時鐘信號。
2.如權利要求1的時鐘輸入電路，其中所述衰減器包括(n)個衰減器電路，(n)個衰減器電路輸入所述輸入信號並且各自輸出(n)個被衰減信號，所述控制信號產生器包括(n-1)個控制信號產生電路，該(n-1)個控制信號產生電路輸入所述輸入信號並分別輸出(n-1)個控制信號，和所述選擇電路輸入所述(n)個被衰減信號並且根據所述(n-1)個控制信號有選擇地組合所述(n)個被衰減的信號以產生所述輸出信號。
3.如權利要求2的時鐘輸入電路，其中所述選擇電路包括(n-1)個傳送電路，該傳送電路各自輸入所述(n)個衰減信號的第一到第(n-1)被衰減信號並且分別輸入所述(n-1)個控制信號，其中所述(n-1)個傳送電路根據所述(n-1)個控制信號有選擇地分別輸出第一到第(n-1)被衰減信號作為(n-1)個被選擇的被衰減輸出信號，和其中所述選擇電路將所述(n-1)個選擇的衰減信號與所述(n)個衰減信號的一第(n)衰減信號相組合以產生所述輸出信號。
4.如權利要求1的時鐘輸入電路，其中所述時鐘信號處理器包括一箝位電路，可操作地與所述選擇電路相連並且箝位所述輸出信號以產生一被箝位的信號；和一緩衝器電路，可操作地與所述箝位電路相連，緩衝所述被箝位信號，並且輸出所述時鐘信號。
5.如權利要求2的時鐘輸入電路，其中每一個所述(n-1)個控制信號產生電路包括一控制信號產生電路(「CSGC」)衰減器電路，其中所述CSGC衰減器電路輸入所述輸入信號和輸出一CSGC衰減信號；和一CSGC箝位電路，它可操作地與所述CSGC衰減器電路相連接，其中所述CSGC箝位電路箝位所述CSGC衰減信號並輸出所述(n-1)個控制信號中的一個。
6.如權利要求5的時鐘輸入電路，其中所述CSGC箝位電路包括一箝位部分，在所述CSGC衰減信號上執行一箝位操作以產生一CSGC箝位信號；和一反相器，反相所述CSGC箝位信號以產生所述(n-1)個控制信號中的一個。
7.如權利要求2的時鐘輸入電路，其中每一個所述(n-1)個控制信號產生電路中包括一控制信號產生電路(「CSGC」)衰減器電路，其中所述CSGC衰減器電路輸入所述輸入信號和輸出一CSGC衰減信號；一CSGC箝位電路，可操作地與所述CSGC衰減器電路相連接，其中所述CSGC箝位電路箝位所述CSGC衰減信號並輸出一CSGC箝位信號；和一保持電路，它可行地與所述選擇電路和所述CSGC箝位電路相連接，其中所述保持電路輸入所述CSGC箝位信號和輸出所述CSGC箝位信號作為所述(n-1)控制信號中的一個。
8.如權利要求7的時鐘輸入電路，其中所述CSGC箝位電路包括一箝位部分，在所述CSGC衰減信號上執行箝位操作以產生一未反相信號；和一反相器，反相所述未反相信號以產生所述CSGC箝位信號。
9.如權利要求7的時鐘輸入電路，其中所述保持電路至少間接地輸入來自所述選擇電路的所述輸出信號並且根據所述輸出信號輸出所述CSGC箝位信號作為所述(n-1)個控制信號的一個。
10.如權利要求5的時鐘輸入電路，其中所述CSGC衰減電路等效於所述(n)個衰減器電路中的一個。
11.如權利要求7的時鐘輸入電路，其中所述CSGC衰減電路等效於所述(n)個衰減器電路中的一個。
12.如權利要求3的時鐘輸入電路，其中所述(n-1)個控制信號產生電路中的每一個包括一控制信號產生電路(「CSGC」)衰減電路，它是等效於一第(n)衰減電路的電路，第(n)個衰減電路輸出所述(n)個被衰減信號的一第(n)個衰減信號，其中所述CSGC衰減電路輸入所述輸入信號並且輸出一CSGC衰減信號；和一CSGC箝位電路，可行地與所述CSGC衰減電路相連接，其中所述CSGC箝位電路箝位所述CSGC箝位信號並且輸出所述(n-1)個控制信號中的一個。
13.如權利要求12的時鐘輸入電路，其中所述第(n)個衰減電路包括第一電容器和所述CSGC衰減電路包括有第二電容，和其中所述第一電容的第一電容量等於所述第二電容的第二電容量。
14.如權利要求3的時鐘輸入電路，其中所述(n-1)個傳送電路的第一傳送電路包括一P型電晶體，具有一至少間接地輸入一所述(n)個衰減信號中的第一衰減信號的源極，具有輸入所述(n-1)個控制信號的第一控制信號的一柵極，和通過一漏極有選擇地輸出所述第一衰減信號。
15.如權利要求3的時鐘輸入電路，其中所述(n-1)個傳送電路的第一傳送電路包括一N型電晶體，具有一至少間接地輸入一所述(n)個衰減信號的第一衰減信號的源極，具有輸入所述(n-1)個控制信號的第一控制信號的柵極，和有選擇地通過一漏極輸出所述第一衰減信號。
16.如權利要求3的時鐘輸入電路，其中所述(n-1)個傳送電路的第一傳送電路包括一P型電晶體，具有輸入所述(n)個衰減信號的第一衰減信號的P型源極，具有輸入所述(n-1)個控制信號的第一控制信號的一P型柵極，和通過P型漏極有選擇地輸出所述第一衰減信號；和一N型電晶體，具有耦合到所述P型源極的一N型源極，具有耦合到所述P型漏極的一N型漏極，和具有輸入一所述第一控制信號的反相信號的一N型柵極。
17.如權利要求4的時鐘輸入電路，其中所述緩衝器電路包括相互串聯的偶數個反相器，其中第一個所述反相器輸入所述鉗位信號。
18.一種在一可攜式信息介質上所提供的時鐘輸入電路，其中所述時鐘輸入電路通過所述可攜式信息介質的一天線接收一輸入信號，並且根據所述輸入信號產生一時鐘信號，和其中所述時鐘輸入電路包括一衰減器，可行地與所述天線相連接並包括有一第一衰減電路和一第二衰減電路，其中所述第一衰減電路接收所述輸入信號和輸出一第一衰減信號，所述第二衰減電路接收所述輸入信號和輸出一第二衰減信號；一控制信號產生電路，可行地與所述天線相連接，其中所述控制信號產生電路輸入所述輸入信號並且根據所述輸入信號的一幅值產生一控制信號；一選擇電路，可行地與所述衰減器和所述控制信號產生器相連接，其中所述選擇電路輸入所述第一衰減信號和所述第二衰減信號並且根據所述控制信號產生一輸出信號；和一時鐘信號處理器，可行地與所述選擇電路相連接，其中所述時鐘信號處理器輸入所述輸出信號並且根據所述輸出信號產生所述時鐘信號。
19.如權利要求18的時鐘輸入電路，其中所述選擇電路包括一傳送電路，輸入所述第二衰減信號和所述控制信號並且根據所述控制信號有選擇地輸出所述第二衰減信號作為一選擇的衰減輸出信號，和其中所述選擇電路有選擇地將所述第一衰減輸出信號與所述選擇的衰減輸出信號相組合以產生所述輸出信號。
20.如權利要求19的時鐘輸入電路，其中所述控制信號產生電路包括一控制信號產生電路(「CSGC」)衰減電路，輸入所述輸入信號和輸出一CSGC衰減信號；和一CSGC箝位電路，可操作地與所述CSGC衰減電路相連接，其中所述CSGC箝位電路箝位所述衰減信號和輸出所述控制信號。
21.如權利要求18的時鐘輸入電路，其中所述控制信號產生電路包括一控制信號產生電路(「CSGC」)衰減電路，輸入所述輸入信號和輸出一CSGC衰減信號；一CSGC箝位電路，可操作地與所述CSGC衰減電路相連接，其中所述CSGC箝位電路箝位所述CSGC衰減信號並且輸出一CSGC箝位信號；和一保持電路，可行地與所述選擇電路和所述CSGC箝位電路相連接，其中所述保持電路輸入所述CSGC箝位信號和輸出所述CSGC箝位信號作為所述控制信號。
22.如權利要求22的時鐘輸入電路，其中所述保持電路至少間接地輸入來自所述選擇電路的所述輸出信號並且根據所述輸出信號輸出所述CSGC箝位信號作為所述控制信號。
23.如權利要求20的時鐘輸入電路，其中所述CSGC衰減電路等效於所述第一衰減電路。
24.如權利要求21的時鐘輸入電路，其中所述CSGC衰減電路等效於所述第一衰減電路。
25.如權利要求23的時鐘輸入電路，其中所述第一衰減電路包括第一電容和所述CSGC衰減電路包括第二電容，和其中所述第一電容的第一電容量等於所述第二電容的第二電容量。
26.如權利要求24的時鐘輸入電路，其中所述第一衰減電路包括一第一電容和所述CSGC衰減電路包括一第二電容，和其中所述第一電容的第一電容量等於所述第二電容的第二電容量。
27.如權利要求25的時鐘輸入電路，其中與所述輸入信號表示第一邏輯值時所述輸入信號具有第一幅值而當所述輸入信號表示第二邏輯值時所述輸入信號具有第二幅值，其中所述選擇電路包括一傳送電路，傳送電路輸入所述第二衰減信和控制信號並且根據所述控制信號有選擇地輸出所述第二衰減信號作為一被選擇的衰減輸出信號，其中所述選擇電路將所述第一衰減輸出信號與所述選擇的衰減輸出信號相組合以產生所述輸出信號，和其中所述控制信號指示所述傳送電路當所述輸入信號具有一等效於所述第一幅值的電壓時輸出所述第二衰減信號作為所述選擇的衰減信號。
28.如權利要求26的時鐘輸入電路，其中當所述輸入信號表示第一邏輯值時所述輸入信號具有第一幅值和當所述輸入信號表示第二邏輯值時所述輸入信號具有第二幅值，其中所述選擇電路包括一傳送電路，傳送電路輸入所述第二衰減信號和所述控制信號並且根據所述控制信號有選擇地輸出所述第二衰減信號作為一所選擇的衰減輸出信號，其中所述選擇電路將所述第一衰減輸出信號與所述被選擇的衰減輸出信號相組合以產生所述輸出信號，和其中所述控制信號指示所述傳送電路當所述輸入信號具有第一幅值時輸出所述第二衰減信號作為所述被選擇的衰減信號。
29.如權利要求27的時鐘輸入電路，其中當所述輸入信號具有第二幅值時所述控制信號指示所述傳送電路不輸出所述第二衰減信號作為被選擇的衰減信號。
30.如權利要求28的時鐘輸入電路，其中當所述輸入信號具有第二幅值時所述控制信號指示所述傳送電路不輸出所述第二衰減信號作為被選擇的衰減信號。
31.如權利要求22的時鐘輸入電路，其中所述保持電路包括一延遲電路，至少間接地輸入所述輸出信號和輸出一相應的延遲信號；和一鎖存電路，輸入所述CSGC箝位信號並根據所述延遲信號鎖存所述CSGC箝位信號作為所述控制信號。
32.如權利要求31的時鐘輸入電路，其中所述時鐘信號處理器包括一箝位電路，可操作地連接到所述選擇電路，並且箝位所述輸出信號以產生一被箝位的信號；和一緩衝器電路，可操作地連接到所述箝位電路，緩衝所述被箝位信號，並且輸出所述時鐘信號，其中所述延遲電路至少間接地輸入所述被箝位信號並且延遲所述被箝位信號以產生所述延遲信號。
33.如權利要求31的時鐘輸入電路，其中當所述輸入信號表示第一邏輯值時所述輸入信號具有第一幅值和當所述輸入信號表示第二邏輯值時所述輸入信號具有第二幅值，和其中所述鎖存電路鎖存所述控制信號使得當所述輸入信號具有所述第一幅值時在一周期期間所述控制信號指示所述傳送電路輸出所述第二衰減信號作為所述被選擇的衰減信號。
34.如權利要求33的時鐘輸入電路，其中所述鎖存電路鎖存所述控制信號使得當所述輸入信號具有第二幅值時在一周期期間所述控制信號指示所述傳送電路不輸出所述第二衰減信號作為被選擇的衰減信號。
35.如權利要求20的時鐘輸入電路，其中所述衰減器包括第三衰減電路，接收所述輸入信號並且輸出第三衰減信號。
36.如權利要求35的時鐘輸入電路，其中所述選擇電路包括第二傳送電路，該傳送電路輸入所述第三衰減信號和第二控制信號並且根據所述第二控制信號有選擇地輸出所述第三衰減信號作為第三衰減輸出信號，其中所述選擇電路有選擇地組合第一衰減輸出信號、選擇衰減輸出信號和第二選擇衰減輸出信號以產生所述輸出信號。
37.如權利要求35的時鐘輸出電路，其中所述控制信號產生電路包括第二CSGC衰減電路，輸入所述輸入信號和輸出第二CSGC衰減信號；和第二CSGC箝位電路，可行地與所述第二CSGC衰減電路相連接，其中所述第二CSGC箝位電路箝位所述第二CSGC衰減信號並且輸出所述第二控制信號。
38.如權利要求37的時鐘輸入電路，其中第一衰減電路包括第一電容，所述CSGC衰減電路包括第二電容，和其中第一電容的第一電容量等於第二電容的第二電容量。
39.如權利要求38的時鐘輸入電路，其中所述輸入信號當所述輸入信號表示第一值時具有第一幅值，當所述輸入信號表示第二值時具有第二幅值，和當所述輸入信號表示第三值時具有第三幅值，其中當所述輸入信號表示第一值時，所述CSGC箝位電路和所述第二CSGC箝位電路分別地輸出所述控制信號和所述第二控制信號以指示傳送電路和第二傳送門不輸出所述第二衰減信號和所述第三衰減信號，其中當所述輸入信號表示第二值時，所述CSGC箝位電路輸出所述控制信號以指示所述傳送電路輸出所述第二衰減信號作為第二選擇衰減輸出信號和所述第二CSGC箝位電路輸出所述第二控制信號以指示所述第二傳送電路不輸出第三衰減信號，和其中當所述輸入信號表示第三值時，所述CSGC箝位電路和第二CSGC箝位電路分別輸出所述控制信號和第二控制信號以指示所述傳送電路和所述第二傳送電路輸出所述第二衰減信號和所述第三衰減信號作為所述選擇衰減輸出信號和所述第二選擇選擇輸出信號。
全文摘要
一種用於可攜式信息介質的時鐘輸入電路提供有低的功耗和延伸了該可攜式信息介質的通信範圍。該時鐘輸入電路通過該可攜式信息介質的天線接收輸入信號並且根據該輸入信號產生時鐘信號。另外,該時鐘輸入電路包括有一天線,一控制信號產生器,一選擇電路和一時鐘信號處理器。該衰減器接收輸入信號並輸出至少一個衰減信號。該控制信號產生器輸入該輸入信號並且根據該輸入信號的幅值產生至少一個控制信號。該選擇電路輸入至少一個衰減信號及根據至少一個衰減信號和至少一個控制信號產生一輸出信號。
文檔編號H04B5/00GK1207611SQ9810310
公開日1999年2月10日 申請日期1998年6月5日 優先權日1997年6月5日
發明者新行內健慈 申請人:日本電氣株式會社