能量测试模拟卡谐振频率校准装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能量测试模拟卡谐振频率校准装置，包括信号发生器、测量线圈、待测能量测试模拟卡、具有显示装置的测量仪器；测量线圈包括等效电容C1和电感L1，等效电容C1和电感L1组成振荡电路一，信号发生器与所述振荡电路一连接；可调电容C3、待测能量测试模拟卡的线圈电感L2与电容C2构成振荡电路二，振荡电路二与振荡电路一构成电感耦合电路；测量仪器在待测能量测试模拟卡的输出端采集信号并在显示装置上进行显示。本发明专利技术提供了一种能量测试模拟卡校准装置，为研制参考PICC标准装置提供测量技术支持，从而有助于实现在中国量值溯源和传递。为法定证件产品质量控制和管理提供计量保障，为13.56MHz射频识别相关产品的技术进步提供技术服务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仪器测试
，更具体地，涉及适用于13.56MHz的能量测试模拟卡的谐振频率的计量方法研究。背景内容随着身份证在人们日常社会活动中的广泛应用，居民身份证阅读器的需求量增大。为了保障法定证件的正常使用，公安部发布实施了GA450-2013居民身份证阅读器通用技术要求，中国安全技术防范认证中心对社会发布实施社会公共安全产品认证实施规则(以下简称《认证实施规则》)。就居民身份证阅读器而言，保证能够与身份证正常通讯的首要指标就是输出的能量值要符合要求，因此对输出的能量值的定量测试及溯源性研究，是产品质量一致性、使用可靠性与稳定性的关键点，是身份证件公共安全管理的重要技术支持。能量测试模拟卡(参考PICC(Hmax、Hmin))是用于13.56MHz射频识别设备的关键参数，即射频识别设备能量值测试的专用计量标准器，能量测试模拟卡根据使用需求分为两种，一种是用于最大工作场强，即7.5A/m rms测量的称为最大场强测试模拟卡(参考PICC(Hmax)，一种是用于最小工作场强即1.5A/m rms测试的称为最小场强测试模拟卡(参考PICC(Hmin)，对此在GA450、《认证实施规则》、身份证产品标准中均有详细使用规定。能量测试模拟卡有两个关键参数：谐振频率与磁场强度。但是到目前为止，在中国无法实现计量和量值溯源，使得能量测试模拟卡无法作为计量器具在相关产品质量控制、评价中使用。这种智能卡关键参数计量溯源体系的不完善，会造成身份证产品由于生产中电子芯片的工作灵敏度量值的不一致，导致每批产品读写性能不一致的情况；会造成阅读器产品由于输出磁场强度量值不同，形成的阅读距离不同、读取身份证信息数据兼容性差、读取数据信息稳定性差、通信没有保障；会造成法定证件产品合格评定没有科学统一的测量标准，使得身份证件使用中出现多种麻烦，进而对整个社会公共安全形成严重威胁。要保证参考PICC(Hmin、Hmax)关键量值的统一，建立国家量值传递体系非常重要，对此公安部相关管理部门和国家质检总局高度重视参考PICC(Hmin、Hmax)计量溯源体系的建立工作，2013年在公安部建议下，国内首套参考PICC(Hmin、Hmax)计量标准的筹建工作已列入(2013-2020)年国家计量发展规划。目前，只提出参考PICC(Hmin，Hmax)要调谐振，但是没有方法程序，参考PICC(Hmin，Hmax)谐振频率的测量方法不统一，测试中有许多不确定因素影响到数据的重复性和稳定性，如采用什么测试系统、测试距离、测试环境的确定等，不确定的条件使得测量数据的准确性无法确定。由电磁感应定量知道，谐振频率与磁场强度密切相关，因此研究其测量方法确定其准确性是场强计量的先决条件，有非常重要的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种能量测试模拟卡谐振频率校准装置，以填补国内的空白，为研制参考PICC标准装置提供测量技术支持。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：能量测试模拟卡谐振频率校准装置，包括信号发生器、测量线圈、待测能量测试模拟卡、具有显示装置的测量仪器；所述测量线圈包括等效电容C1和电感L1，所述等效电容C1和电感L1组成振荡电路一，所述信号发生器与所述振荡电路一连接；可调电容C3、待测能量测试模拟卡的线圈电感L2与电容C2构成振荡电路二，所述振荡电路二与振荡电路一构成电感耦合电路；所述测量仪器在待测能量测试模拟卡的输出端采集信号并在显示装置上进行显示。需要说明的是，所述振荡电路一与所述振荡电路二通过一测试架正相对平行固定，相互之间间距为10mm。需要说明的是，所述测量仪器采用高阻抗电压表，而所述信号发生器为射频信号发生器；所述射频信号发生器通过功率放大器连接于所述振荡电路一。需要说明的是，所述测量仪器采用矢量网络分析仪，而所述信号发生器为矢网信号发生器。需要说明的是，所述测量线圈包括接插件和导线，所述导线围成四个圆角的方形线圈，其两个端部连接于所述接插件；所述接插件为SMA射频同轴连接器；与测量线圈连接的测试线采用半柔性电缆，两端连接器为SMA/BNC，长度小于30Cm，测试线一端与测量线圈的SMA射频同轴连接器连接，另一端与信号发生器连接。需要说明的是，能量测试模拟卡与显示装置的测试线采用双绞线或半柔性电缆。进一步需要说明的是，所述导线围成的方形线圈为长72mm×宽42mm，四个圆角半径为5mm，导线宽度为0.5mm。本专利技术的有益效果在于：提供了一种能量测试模拟卡(参考PICC(Hmin，Hmax))校准装置，为研制参考PICC标准装置提供测量技术支持，从而有助于实现在中国量值溯源和传递。为法定证件产品质量控制和管理提供计量保障，为13.56MHz射频识别相关产品的技术进步提供技术服务。附图说明图1为本专利技术实施例一的电路示意图；图2为本专利技术实施例二的电路示意图；图3为本专利技术实施例二的连接示意框图；图4为测量线圈的结构示意图；图5为能量测试模拟卡的结构示意图；图6为能量测试模拟卡的电路示意图；图7为能量测试模拟卡谐振频率的量值溯源与传递示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。参考PICC(Hmin，Hmax)由于用途不同分为：用于测量最小场强(1.5A/m)的能量测试模拟卡参考PICC(Hmin)和用于测量最大场强(7.5A/m)的能量测试模拟卡参考PICC(Hmax)。参考PICC(Hmin，Hmax)的主要技术指标如下：参考PICC(Hmin)谐振频率：13.56MHz，最大允许误差不超过±2kHz；直流电压：3V，最大允许误差不超过±6％；参考PICC(Hmax)谐振频率：19MHz，最大允许误差不超过±2kHz；直流电压：3V，最大允许误差不超过±6％。参考PICC(Hmin，Hmax)由PICC活动区和PICC功能模拟区组成，如图5所示。参考PICC(Hmin，Hmax)根据电磁感应定律，采用电感耦合方式与射频读写设备进行能量的传递和工作。其中活动区部分模拟IC卡的线圈部分，功能模拟区模拟IC卡能量电路，将感应电压转换为给微型芯片提供工作需要的直流电压。如图6所示，参考PICC(Hmin，Hmax)从电路上分包括2个模块，分别是：(1)谐振电路模块：由电感(线圈)和电容C2C3组成的谐振电路。功能：谐振在特定的频率点，接收高频信号的能量。工作原理：参考PICC(Hmin，Hmax)线圈回路的分布电容C2和外接调谐振电容C3与线圈L2并联形成LC振荡回路2，其谐振频率为f，当参考PICC(Hmin，Hmax)线圈置于阅读器的交变磁场中并且谐振频率f与阅读器交变磁场的频率f0相同时，谐振回路1，2产生谐振。谐振使的阅读器天线线圈产生非常大的电流，使得参考PICC(Hmin，Hmax)线圈上的感应电压达到最大值。(2)电压模块：由两部分组成：第一部分由四个二极管D1D2D3D4组成的检波电路。功能：是把高频信号的交流变成直流信号。第二部分是由后面的C4和R1R2R3组成的滤波输出电路。功能：主要是平滑滤波前面检波出来的直流信号并按照要求调整为3V输出。工作原本文档来自技高网...

【技术保护点】
能量测试模拟卡谐振频率校准装置，其特征在于，包括信号发生器、测量线圈、待测能量测试模拟卡、具有显示装置的测量仪器；所述测量线圈包括等效电容C1和电感L1，所述等效电容C1和电感L1组成振荡电路一，所述信号发生器与所述振荡电路一连接；可调电容C3、待测能量测试模拟卡的线圈电感L2与电容C2构成振荡电路二，所述振荡电路二与振荡电路一构成电感耦合电路；所述测量仪器在待测能量测试模拟卡的输出端采集信号并在显示装置上进行显示。

【技术特征摘要】
1.能量测试模拟卡谐振频率校准装置，其特征在于，包括信号发生器、测量线圈、待测能量测试模拟卡、具有显示装置的测量仪器；所述测量线圈包括等效电容C1和电感L1，所述等效电容C1和电感L1组成振荡电路一，所述信号发生器与所述振荡电路一连接；可调电容C3、待测能量测试模拟卡的线圈电感L2与电容C2构成振荡电路二，所述振荡电路二与振荡电路一构成电感耦合电路；所述测量仪器在待测能量测试模拟卡的输出端采集信号并在显示装置上进行显示。2.根据权利要求1所述的能量测试模拟卡谐振频率校准装置，其特征在于，所述振荡电路一与所述振荡电路二通过一测试架正相对平行固定，相互之间间距为10mm。3.根据权利要求1所述的能量测试模拟卡谐振频率校准装置，其特征在于，所述测量仪器采用高阻抗电压表，而所述信号发生器为射频信号发生器；所述射频信号发生器通过功率放大器连接于所述振荡电路一。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：汪民，胡志昂，席小雷，金明亮，李文洁，邬鹏程，刘飞，田昕，胡佳，谢峰，孙静，张艳军，
申请(专利权)人：公安部第一研究所，北京中盾安全技术开发公司，
类型：发明
国别省市：北京;11