磁條讀取器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁條讀取器，并尤其涉及一種使用簡單的模擬和數(shù)字信號處理技術(shù)直接提取磁條中所嵌入的二進(jìn)制信息的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。一旦磁條中所存儲的信息被磁條讀取器作為F-2F波形而提取，就對峰值、谷值以及每個(gè)連續(xù)的峰值與谷值之間的中間級變換點(diǎn)進(jìn)行檢測。直接得出峰值到峰值周期和平均時(shí)間，以確定對應(yīng)的峰值到峰值變換是否與二進(jìn)制位“1”或“0”相關(guān)聯(lián)。該磁條讀取器節(jié)省了對多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和大型存儲器的需要，并且因此構(gòu)成了一種可以以降低的功耗和改進(jìn)的成本效率讀出磁條上所存儲的二進(jìn)制信息的簡單且獨(dú)立的解決方案。
【專利說明】磁條讀取器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁條讀取器，并尤其涉及一種使用簡單的模擬和數(shù)字信號處理技術(shù)直接提取磁條中所嵌入的二進(jìn)制信息的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。該磁條讀取器節(jié)省了對于多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和大型存儲器的需要，并且因此構(gòu)成了一種可以以有所降低的功耗和有所改進(jìn)的成本效率讀出磁條上的二進(jìn)制信息的簡單且獨(dú)立的解決方案。
【背景技術(shù)】
[0002]磁條被廣泛應(yīng)用于承載與金融交易或個(gè)人身份相關(guān)的安全信息。安全信息根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)或者與具體應(yīng)用和行業(yè)相符的自定義協(xié)議而被編碼到磁條上的磁軌中。典型的磁條包含三條平行磁軌，其具有每英寸75比特或每英寸210比特的記錄密度。迄今為止，磁條已經(jīng)被嵌入駕駛員執(zhí)照、信用卡或借記卡、禮品卡或現(xiàn)金卡、優(yōu)惠卡、電話卡、酒店鑰匙卡、會員卡、食品卷、以及在各種應(yīng)用中使用的許多其它卡片中。
[0003]通過與磁卡讀取系統(tǒng)中所包括的讀取磁頭物理接觸或刷過該讀取磁頭，來從磁條中提取安全信息。圖1示出了常規(guī)磁卡讀取系統(tǒng)的框圖100，并且圖2示出了由常規(guī)磁卡讀取系統(tǒng)100恢復(fù)并處理的相關(guān)信號的時(shí)序圖202-204。磁條102在磁性材料的帶中存儲多個(gè)比特的數(shù)據(jù)。當(dāng)磁條102刷過讀取磁頭(MRH) 104時(shí)，MRH104檢測與磁條102相關(guān)聯(lián)的磁場的變化。MRH104—般由以其寄生電感、電容和電阻為特征的線圈所制成。在現(xiàn)有技術(shù)中，MRH104在正常情況下與離散無源組件相耦合，以使得可以響應(yīng)于該磁場而由MRH104適當(dāng)感應(yīng)電信號202。電信號202被稱作雙相或雙頻(F/2F)數(shù)據(jù)信號，即F-2F波形202，因?yàn)槠湓谡?fù)通量峰值之間交替變化，該正負(fù)通量峰值在時(shí)間上以兩個(gè)特征周期T和T/2作為間隔。兩個(gè)連續(xù)T/2周期208與數(shù)據(jù)位“I”相關(guān)聯(lián)，而一個(gè)T周期與數(shù)據(jù)位“O”相關(guān)聯(lián)。
[0004]電信號202在放大器106中被放大，并且在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 108中被進(jìn)一步采樣和轉(zhuǎn)換為多位數(shù)字信號。該多位數(shù)字信號根據(jù)采樣頻率而對放大的F-2F波形的幅度進(jìn)行追蹤。該多位數(shù)字信號可以被臨時(shí)存儲在存儲器110中，并且最終被軟件或硬件解碼模塊112恢復(fù)為數(shù)字輸出206。數(shù)字輸出206形成與存儲在磁條102內(nèi)的多個(gè)比特的數(shù)據(jù)相一致的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制比特流。
[0005]F-2F波形202的振幅和頻率這兩者均可能發(fā)生多個(gè)幅度量級的變化?，F(xiàn)有的磁卡讀取器解決方案通過使用大量外部組件、使用更多功率或超裕度設(shè)計(jì)來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有解決方案能夠大致被劃分為模擬的或數(shù)字的。在所謂的模擬解決方案中，使用模擬功能對絕大多數(shù)所讀取的F-2F波形進(jìn)行連續(xù)處理和解碼。這需要額外的無噪聲電源(quietpower supply)、額外管腳以及相當(dāng)大量的外部組件,從而導(dǎo)致了龐大、昂貴且高耗能的磁卡讀取器系統(tǒng)。
[0006]另一方面，數(shù)字解決方案依賴數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)來處理和解碼F-2F波形，而并不需要許多外部組件。圖1示出了這樣的數(shù)字解決方案的示例。然而，需要多位ADC來對模擬波形進(jìn)行數(shù)字化，并且需要大型存儲器設(shè)備來存儲數(shù)字化波形。為了消除(accommodate)大的振幅變化，高分辨率的ADC被應(yīng)用，并且該分辨率比在大多數(shù)情況下所實(shí)際需要得要高。ADC中的一個(gè)附加位增大了面積，使待處理和存儲的數(shù)據(jù)加倍，并且使得由ADC108消耗的功率翻了四倍。數(shù)字解決方案從信號處理和功耗這兩方面來看是低效的。
[0007]因此，盡管性能尚可接受，但是大多數(shù)常規(guī)的磁卡讀取器被包括高成本、大型硬件覆蓋區(qū)(footprint)和大功耗的許多問題所累。需要更好的解決方案來解決現(xiàn)有的磁卡讀取器解決方案，并尤其是對于由電池供電的那些低功率應(yīng)用而言所存在的包括成本、硬件覆蓋區(qū)和功率在內(nèi)的主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種磁條讀取器，并尤其涉及一種使用簡單的模擬和數(shù)字信號處理技術(shù)直接提取磁條中所嵌入的二進(jìn)制信息的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。該磁條讀取器節(jié)省了對于多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和大型存儲器的需要，并且因此構(gòu)成了一種可以以降低的功耗和改進(jìn)的成本效率讀出磁條上的二進(jìn)制信息的簡單且獨(dú)立的解決方案。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方面是一種磁條讀取器，其將存儲在磁卡中的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。條接口被耦合至磁卡以產(chǎn)生F-2F波形。過零檢測器在該F-2F波形通過位于每個(gè)相鄰的峰值和谷值對之間的中間級變換點(diǎn)時(shí)檢測多個(gè)過零事件，并且峰值檢測器在F-2F波形到達(dá)每個(gè)峰值和谷值時(shí)對其進(jìn)行追蹤。頻率分析器對F-2F波形中的峰值和谷值進(jìn)行標(biāo)記，針對多個(gè)相鄰的峰值和谷值對計(jì)算多個(gè)峰值到峰值周期，并且基于該多個(gè)峰值到峰值周期得出位時(shí)間(bit time)。位解碼器根據(jù)多個(gè)峰值到峰值周期和位時(shí)間產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
[0010]本發(fā)明的另一方面是一種讀取磁條的方法。從磁卡中所存儲的二進(jìn)制信息中提取F-2F波形。在該F-2F波形中檢測過零事件、峰值和谷值。針對多個(gè)相鄰的峰值和谷值對計(jì)算多個(gè)峰值到峰值周期，以使得基于該多個(gè)峰值到峰值周期得出并更新位時(shí)間。作為結(jié)果，根據(jù)多個(gè)峰值到峰值周期和位時(shí)間產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
[0011]本發(fā)明的另一方面是一種將F-2F波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的方法。該F-2F波形以包括第一頻率和雙倍于第一頻率的第二頻率的兩個(gè)頻率在峰值和谷值之間交替變化。在該F-2F波形中檢測峰值和谷值。針對相鄰的峰值和谷值對產(chǎn)生多個(gè)峰值到峰值周期，以使得基于該多個(gè)峰值到峰值周期得出位時(shí)間。根據(jù)該多個(gè)峰值到峰值周期和位時(shí)間產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。特別地，在第一頻率的峰值到峰值周期與位“O”相關(guān)聯(lián)，并且在第二頻率的兩個(gè)連續(xù)峰值到峰值周期與位“ I ”相關(guān)聯(lián)。
[0012]在該
【發(fā)明內(nèi)容】
部分已經(jīng)對本發(fā)明的某些特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總體描述；然而，另外的特征、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例在這里被給出或者由于其附圖、說明書和權(quán)利要求而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的范圍并不由該
【發(fā)明內(nèi)容】
部分所公開的特定實(shí)施例進(jìn)行限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]現(xiàn)在將參照本發(fā)明的實(shí)施例，其示例可以在附圖中進(jìn)行示出。這些附圖意在說明性而非限制性的。雖然本發(fā)明在這些實(shí)施例的上下文中進(jìn)行了總體描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，并非意在將本發(fā)明的范圍限制于這些特定實(shí)施例。
[0014]圖1示出了常規(guī)磁卡讀取系統(tǒng)的框圖，并且圖2示出了由常規(guī)磁卡讀取系統(tǒng)恢復(fù)并處理的相關(guān)信號的時(shí)序圖。
[0015]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的磁條讀取器的示例性框圖。
[0016]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的F-2F波形、過零信號和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的示例性時(shí)序圖。
[0017]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的在其中應(yīng)用磁滯來檢測中間級變換點(diǎn)Vmid的放大F-2F波形的示例性時(shí)序圖。
[0018]圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的峰值檢測器的示例性框圖，并且圖6B示出了在根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的峰值檢測過程期間的對應(yīng)信號的時(shí)序圖。
[0019]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的頻率分析器的示例性框圖。
[0020]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的基于自動增益控制的F-2F波形的示例性時(shí)序圖。
[0021]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的位解碼器的示例性框圖。
[0022]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的磁條讀取的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在以下描述中，出于說明的目的，給出了具體細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明能夠在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下進(jìn)行實(shí)踐。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，以下所描述的本發(fā)明的實(shí)施例可以以各種方式以及使用各種手段來執(zhí)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將會認(rèn)識到，如本發(fā)明能夠提供實(shí)用性的另外領(lǐng)域那樣，另外的修改、應(yīng)用和實(shí)施例處于其范圍之內(nèi)。因此，以下所描述的實(shí)施例是本發(fā)明具體實(shí)施例的說明并且意在避免對本發(fā)明造成混淆。
[0024]說明書中對“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、特性或功能包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書各處出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”等并非必然全部指代相同的實(shí)施例。
[0025]此外，圖中組件之間或方法步驟之間的連接并非被限制為直接實(shí)施的連接。相反，在不背離本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，圖中在組件或方法步驟之間所示出的連接可以通過向其添加中間組件或方法步驟而進(jìn)行修改或以其它方式進(jìn)行改變。
[0026]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及一種磁條讀取器，并尤其涉及一種使用簡單的模擬和數(shù)字信號處理技術(shù)來直接提取磁條中所嵌入的二進(jìn)制信息的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。從磁條提取F-2F波形，并且針對F-2F中的每對相鄰的峰值和谷值以及將每對分離的中間級變換點(diǎn)來識別位置。隨后直接根據(jù)峰值、谷值和變換點(diǎn)的位置對二進(jìn)制信息進(jìn)行解碼。這樣的混合信號處理技術(shù)節(jié)省了對多位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和大型存儲器的需要，并且特別地，采用電流模式的技術(shù)方便地避免了需要額外的模擬電源管腳和外部組件。作為結(jié)果，本發(fā)明的磁條讀取器構(gòu)成了一種可以以降低的功耗和改進(jìn)的成本效率來讀出磁條上的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的簡單且獨(dú)立的解決方案。
[0027]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的磁條讀取器的示例性框圖300。磁條讀取器300被耦合以讀出嵌入在磁條350中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并且將該二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。該磁條讀取器300包括條接口 302、放大器304、過零檢測器306、峰值檢測器308、頻率分析器310、位解碼器312和計(jì)時(shí)控制器314。在該磁條讀取器300中，時(shí)序控制器314用作中央處理單元，其對峰值檢測器308、頻率分析器310以及可選地被用來控制放大器304的增益的AGC316的操作進(jìn)行控制和同步。
[0028]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的F-2F波形402、過零信號404和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流406的示例性時(shí)序圖。條接口 302被耦合至磁條350，并且根據(jù)以磁性格式存儲在磁條350內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)產(chǎn)生模擬信號，即F-2F波形402。
[0029]F-2F波形402在峰值和谷值之間交替變化。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，相鄰的峰值和谷值對包含了峰值(即，正通量峰值)和谷值(即，負(fù)通量峰值)。相鄰的峰值和谷值對可以與峰值到谷值變換或谷值到峰值變換相關(guān)聯(lián)。任一種類型的變換的變換時(shí)間通常被稱作峰值到峰值周期。F-2F波形中的峰值到峰值周期實(shí)質(zhì)上與兩個(gè)頻率(fHia^PfOT)相關(guān)聯(lián)。高頻fHrcH大約是低頻的兩倍。在頻率下的峰值到谷值變換408A和谷值到峰值變換408B與“F”周期和數(shù)字位“O”相關(guān)聯(lián)，而在頻率fHKH下的兩個(gè)連續(xù)變換410則與兩個(gè)“2F”周期和數(shù)字位“ I ”相關(guān)聯(lián)。
[0030]F-2F波形402可以由放大器304進(jìn)行放大。在特定實(shí)施例中，放大器304直接并入條接口 302中。峰值檢測器308進(jìn)一步追蹤F-2F波形以達(dá)到峰值和谷值，同時(shí)過零檢測器306確定過零信號404。過零信號404的每個(gè)變換沿指示F-2F波形通過每一對相鄰的峰值和谷值之間的中間級變換點(diǎn)時(shí)的過零事件。頻率分析器310根據(jù)時(shí)鐘信號對在F-2F波形中的峰值和谷值加以時(shí)間標(biāo)記，對峰值到峰值周期進(jìn)行追蹤，并且對用來區(qū)分“F”和“2F”周期的位時(shí)間進(jìn)行更新。位解碼器312進(jìn)一步基于由頻率分析器310提供的所更新的位時(shí)間，從針對峰值和谷值的峰值到峰值周期來恢復(fù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流406。
[0031]F-2F波形402的振幅和頻率可以在條、刷卡操作和條讀取器之間發(fā)生明顯改變。在一些實(shí)施例中，振幅水平以高達(dá)50倍發(fā)生改變，而頻率變化則達(dá)到1000倍。大多數(shù)信號變化是由與磁條102的質(zhì)量和物理狀況相關(guān)聯(lián)的磁場強(qiáng)度變化、各持卡人的刷卡速度和風(fēng)格的變化、MRH的配置、不同軌道當(dāng)中的數(shù)據(jù)速率以及來自例如開關(guān)、磁性材料和電源的各種來源的噪聲所引起的。F-2F波形402的頻率變化由頻率分析器310中的實(shí)時(shí)頻率分析進(jìn)行方便地補(bǔ)償。`
[0032]在一些實(shí)施例中，振幅變化由允許可編程增益的放大器304所消除。F-2F波形402的峰值到峰值的幅度在正常情況下處于毫伏的級別，但是可能會發(fā)生兩個(gè)幅度量級的變化。簡單放大器304可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)為將F-2F波形放大至超出噪聲水平的增強(qiáng)信號電平而同時(shí)處于整個(gè)磁條讀取系統(tǒng)300的動態(tài)范圍內(nèi)。然而，一旦以大的增益進(jìn)行放大，所放大的F-2F波形波形會在系統(tǒng)的余量(headroom)處發(fā)生飽和，并且被剪除?？梢酝ㄟ^結(jié)合自動增益控制器(AGC) 316來建立反饋，該自動增益控制器(AGC) 316根據(jù)在放大器304的輸出端的信號電平，來對放大器304的可編程增益進(jìn)行調(diào)整。通過這種方式，磁條讀取器300可以避免信號飽和并且處于合適的操作范圍內(nèi)。
[0033]在特定實(shí)施例中，基于電流模式方法而不是常規(guī)的電壓模式方法來實(shí)施放大器304，從而增強(qiáng)對電壓噪聲的抗擾性。電流模式方法在正常情況下需要較少的芯片區(qū)，同時(shí)允許加法、減法、除法和濾波的簡單實(shí)施方式。在電流模式配置中，F(xiàn)-2F波形402被示為差分電壓信號，并且首先在放大器304內(nèi)被轉(zhuǎn)換為F-2F電流。F-2F電流在后續(xù)功能電路中被鏡像并區(qū)別處理。例如，在峰值檢測器306中，鏡像的F-2F電流保持線性；然而在過零檢測器308中，鏡像的F-2F電流可以被微分或積分以便快速且準(zhǔn)確地檢測過零。此外，通過對信號延遲、除法、加法和減法使用簡單電流鏡像或者通過F-2F電流的傅里葉系數(shù)變換，可以以高效的方式拒絕切換噪聲和磁條噪聲。除了以上性能優(yōu)點(diǎn)之外，這樣采用的電流模式技術(shù)方便地避免了對額外模擬電源管腳和外部組件的需要。
[0034]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用磁滯來檢測過零事件的放大F-2F波形的示例性時(shí)序圖500。由于其在峰值和谷值之間交替變化，即在正負(fù)通量峰值之間交替變化，所以F-2F波形500必然通過基本上對相鄰峰值和谷值的幅度進(jìn)行平均的中間級變換點(diǎn)Vmido該中間級變換點(diǎn)Vmid也被稱作過零點(diǎn)。然而，F(xiàn)-2F波形500正常情況下在中間級變換點(diǎn)周圍包含有噪聲。過零檢測器306將基于磁滯來考慮噪聲，并且將處理點(diǎn)確定為F-2F波形500在相鄰的正負(fù)通量峰值之間的切換(toggle)。
[0035]在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，上限過零閾值Vhkh和下限過零閾值Vot被確定用于基于磁滯的過零檢測。具體而言，在中間級變換點(diǎn)周圍的噪聲被包絡(luò)在上限和下限過零閾值之間。在上升沿，在從中間級變換點(diǎn)Vmid上升了上限過零閾值V_的電平VMID+V_處選擇變換點(diǎn)。在下降沿，在從中間級變換點(diǎn)Vmid減小了下限過零閾值Vot的電平Vmid-Vot處選擇變換點(diǎn)。作為結(jié)果，即使在中間級變換點(diǎn)周圍的噪聲可能會導(dǎo)致多個(gè)過零事件，也能夠在每個(gè)上升沿或下降沿確定單個(gè)變換點(diǎn)。
[0036]雖然過零時(shí)間的準(zhǔn)確性并非關(guān)鍵所在，但是在過零信號404的每個(gè)邊沿處的多個(gè)過零檢測對于磁條讀取器300而言是有害的。偏移中間級變換點(diǎn)將有效克服在中間級變換點(diǎn)周圍的有害噪聲，并且能夠使得在過零檢測器306的輸出端的過零信號404是可靠的。在特定實(shí)施例中，該過零信號404在F-2F波形的上升沿切換到高，但是在隨后的下降沿切換為低。
[0037]F-2F波形500常常在中間級變換點(diǎn)周圍包含更多噪聲。在特定實(shí)施例中，將電流模式信號處理技術(shù)與可配置的過零閾值相結(jié)合以避免在每個(gè)邊沿處的多個(gè)檢測。
[0038]圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的峰值檢測器的示例性框圖308，并且圖6B示出了在根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的峰值檢測過程期間的對應(yīng)信號的時(shí)序圖。峰值檢測器308包括開關(guān)電容器602和米樣比較器604, 二者均稱合在放大器304的輸出端。峰值檢測器308由周期性采樣控制606所控制，并產(chǎn)生峰值檢測輸出608。周期性采樣控制606包括在頻率fSAMaE下計(jì)時(shí)的多個(gè)采樣脈沖。峰值檢測輸出608在F-2F波形達(dá)到每個(gè)峰值和谷值時(shí)對其進(jìn)行追蹤，并且特別是在該實(shí)施例中，指示F-2F在每個(gè)山域(mountain domain)向著峰值上升并在每個(gè)谷域(valley domain)向著谷值下降。
[0039]開關(guān)電容器602由電容器復(fù)位610進(jìn)行復(fù)位，并且被使能以保持用于確定每個(gè)對應(yīng)的山域或谷域中的峰值或谷值的第一電壓。電容器復(fù)位610與由過零檢測器306提供的過零信號404的每個(gè)上升沿和下降沿同步，以使得F-2F波形可以根據(jù)過零信號404而被劃分為山域612和谷域614。一旦復(fù)位事件被電容器復(fù)位610使能，則第一電壓大致在中間級變換點(diǎn)處被初始化。在周期性采樣控制606的每個(gè)采樣脈沖中，第一電壓可以被更新以保持電壓電平隨F-2F波形上升至峰值而上升，并且電壓電平隨F-2F波形下降至谷值而減小。該第一電壓被比較器604用作基準(zhǔn)，以與從所放大的F-2F波形進(jìn)行采樣的第二電壓相比較，并確定是否達(dá)到峰值或谷值。
[0040]在F-2F波形的山域612中，峰值檢測輸出608在第二電壓高于每個(gè)采樣脈沖時(shí)的第一電壓時(shí)保持高電壓電平。當(dāng)峰值檢測輸出608為高時(shí)，開關(guān)電容器602采用第二電壓電平作為后續(xù)采樣脈沖的第一電壓電平。相反地，當(dāng)?shù)诙妷旱陀诘谝浑妷簳r(shí)，峰值檢測輸出608切換至低電壓并保持在該低電壓。當(dāng)峰值檢測輸出608為低時(shí)，開關(guān)電容器602對后續(xù)采樣脈沖保持其之前的電壓電平，即第一電壓電平。因此，峰值檢測輸出608中的高電壓電平與F-2F波形增大以達(dá)到峰值618的過程相關(guān)聯(lián)，并且由開關(guān)電容器602保持的第一電壓在上升沿增加并且保持峰值電壓電平。
[0041]圖6B中的該峰值檢測方案有效地捕獲了山域612的上升沿和下降沿上的毛刺，以使得這些毛刺可以與F-2F波形的實(shí)際峰值618相區(qū)別。首先，除了與毛刺618B相關(guān)的持續(xù)時(shí)間618A之外，峰值檢測輸出608在域612中的上升沿大部分為高。只有在F-2F波形與在峰值檢測輸出608在山域612中為高時(shí)的最后的采樣脈沖相關(guān)聯(lián)的情況下，該F-2F波形才被認(rèn)為達(dá)到了峰值618。因此在上升沿的毛刺618B通過峰值檢測輸出608上的持續(xù)時(shí)間618A而與峰值618相區(qū)別。此外，在峰值618的電壓被存儲在開關(guān)電容器602中。由于在下降沿的任何采樣F-2F電壓都無法超過峰值618處的電壓，因此峰值檢測輸出608保持為低，并且在下降沿的毛刺是看不到的。作為結(jié)果，在F-2F波形中的峰值618在不受毛刺(即二級峰值)干擾的情況下被可靠識別。
[0042]在F-2F波形的谷域614中，由于是對谷值而不是峰值進(jìn)行搜索，所以必須將比較器的邏輯反轉(zhuǎn)。相反地，峰值檢測輸出608在第二電壓低于在開關(guān)電容器602保持的第一電壓時(shí)保持為高電壓，并且在第二電壓高于第一電壓時(shí)保持為低電壓。在每個(gè)采樣脈沖，開關(guān)電容器602在峰值檢測輸出608為高時(shí)利用當(dāng)前第二電壓更新其第一電壓，并且在峰值檢測輸出608為低時(shí)保持第一電壓。以類似方式，F(xiàn)-2F波形中的谷值可以在不受谷域614內(nèi)的毛刺(即二級峰值)干擾的情況下被可靠識別。在谷域614中，峰值檢測輸出608的高電壓電平與F-2F波形下降以達(dá)到谷值的過程相關(guān)聯(lián)。開關(guān)電容器602所保持的第一電壓在下降沿減小并且保持谷值電壓電平。山域612和谷域614通過過零信號404的邊沿和電平來區(qū)分。
[0043]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的頻率分析器的示例性框圖310。頻率分析器310包括峰值時(shí)間標(biāo)記單元702和移動平均值單元704。峰值標(biāo)記單元310耦合至過零檢測器306和峰值檢測器308，并產(chǎn)生圖6B中的峰值標(biāo)記信號620以及峰值到峰值周期720。移動平均值單元704耦合至峰值時(shí)間標(biāo)記單元702，對多個(gè)峰值到峰值變換上的峰值到峰值周期720進(jìn)行平均，并產(chǎn)生半位(halfbit)平均值740。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，峰值到峰值周期720和半位平均值740在F-2F波形的過零點(diǎn)處(即在過零信號404的邊沿處)進(jìn)行計(jì)算和更新。
[0044]峰值時(shí)間標(biāo)記單元702包括時(shí)鐘產(chǎn)生器706、自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器708和峰值時(shí)間標(biāo)記器(stamper)710。時(shí)鐘產(chǎn)生器706產(chǎn)生也可以被提供至計(jì)時(shí)控制器314的系統(tǒng)時(shí)鐘。在特定實(shí)施例中，周期性采樣控制606根據(jù)該系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行配置。自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器708耦合至?xí)r鐘產(chǎn)生器706，并且使用系統(tǒng)時(shí)鐘對事件的絕對時(shí)間進(jìn)行追蹤，并特別是對峰值時(shí)間進(jìn)行追蹤。
[0045]峰值時(shí)間標(biāo)記器710根據(jù)計(jì)時(shí)控制器314所提供的系統(tǒng)時(shí)鐘對峰值或谷值加以時(shí)間標(biāo)記。如圖6B所示，峰值標(biāo)記信號620由峰值時(shí)間標(biāo)記器710間歇性地產(chǎn)生，并且識別在F-2F波形增大至山域612中的峰值618以及下降至其在谷域618中的谷值時(shí)的采樣脈沖。第一峰值時(shí)間被標(biāo)記在山域612內(nèi)的峰值標(biāo)記信號620的最后脈沖處，并且被認(rèn)為是F-2F波形中的真實(shí)峰值。類似地，第二峰值時(shí)間被標(biāo)記在后續(xù)谷域614內(nèi)的最后脈沖處，并且被認(rèn)為是真實(shí)谷值。第一和第二峰值時(shí)間由自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器706根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行追蹤，并臨時(shí)存儲在峰值時(shí)間緩沖器712A和712B中。第一和第二時(shí)間之間的差值被計(jì)算為瞬時(shí)峰值到峰值周期720，以便進(jìn)一步由位解碼器312和內(nèi)部移動平均值單元704使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，通過這種方式，任意兩個(gè)相鄰的峰值和谷值可以被標(biāo)記、臨時(shí)存儲并用于實(shí)時(shí)計(jì)算峰值到峰值周期720。
[0046]移動平均值單元704通過計(jì)算移動平均值來對F-2F波形的頻率變化進(jìn)行補(bǔ)償。平均運(yùn)算根據(jù)半位時(shí)標(biāo)來實(shí)施。單元704包括多個(gè)半時(shí)緩沖器714A-714C，其存儲從之前的峰值到峰值變換所產(chǎn)生的多個(gè)半位平均值740。根據(jù)所存儲的半位時(shí)間和當(dāng)前捕捉的峰值到峰值周期720產(chǎn)生半位平均值740。該半位平均值740可以用作時(shí)間基礎(chǔ)來識別用于位解碼器轉(zhuǎn)換的“F”周期和“2F”周期。在一些實(shí)施例中，半位平均值740也被用來對峰值檢測器308的采樣率進(jìn)行調(diào)整。
[0047]在一些實(shí)施例中，根據(jù)位平均方法從峰值到峰值周期740、當(dāng)前在輸出端保持的半位平均值740、以及之前存儲在緩沖器714A-714C中的半位平均值來計(jì)算半位平均值740。在一個(gè)實(shí)施例中，磁條所提供的二進(jìn)制信息中的前幾位必須根據(jù)具體形式(例如，0000)來明確表達(dá)。在另一實(shí)施例中，半位平均值740在對二進(jìn)制信息進(jìn)行任何處理之前以特定值來復(fù)位。無論如何，使用位平均方法將半位平均值740的值基本控制為“2F”周期，即l/fHKH。
[0048]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的基于自動增益控制的F-2F波形的示例性時(shí)序圖800。AGC316對放大的F-2F波形的峰值電壓電平進(jìn)行監(jiān)視，并據(jù)此對放大器304的增益進(jìn)行調(diào)整。AGC316確定包括最大振幅和低振幅閾值的多個(gè)基準(zhǔn)電壓電平。處于峰值和谷值時(shí)間的電壓電平由AGC316記錄，并用來確定中級變換點(diǎn)和F-2F波形的振幅。該振幅可以直接從F-2F波形的峰值和谷值電壓進(jìn)行確定，或者參照中間級變換點(diǎn)而從其相應(yīng)水平進(jìn)行確定。AGC316在振幅大于最大振幅時(shí)減小增益。類似地，在振幅下降至低振幅閾值以下時(shí)，AGC316增加增益并且提升信號電平。在特定實(shí)施例中，分別針對F-2F波形的峰值和谷值來定義最優(yōu)上限范圍和最優(yōu)下限范圍，并且AGC316對增益進(jìn)行調(diào)整以使得峰值和谷值的電壓電平處于相對應(yīng)的范圍中。
[0049]在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，AGC316在F_2F波形通過中間級變換點(diǎn)時(shí)(即，在過零事件時(shí))，對增益進(jìn)行控制。具體來說，在低電壓谷值點(diǎn)804之后，當(dāng)F-2F波形在上升沿通過中間級變換點(diǎn)802時(shí)，增加增益。同樣，在高電壓峰值點(diǎn)808之后，當(dāng)F-2F波形在下降沿通過中間級變換點(diǎn)806時(shí)，減小增益。
[0050]雖然可以根據(jù)分離且獨(dú)立的電路來進(jìn)行構(gòu)造，但是可以根據(jù)峰值檢測器308、過零檢測器306和/或頻率分析器310來配置AGC316。在峰值和谷值的電壓電平被保持在峰值檢測器308中的開關(guān)電容器602，并且也可以被重復(fù)用于AGC316中的增益控制。AGC316考慮到其預(yù)定的基準(zhǔn)電壓，來根據(jù)這些峰值和谷值電壓電平確定合適的增益，并進(jìn)一步在過零檢測器306識別出過零點(diǎn)時(shí)使能該增益。作為結(jié)果，放大器304可以基于這樣的自動增益控制來快速提供高質(zhì)量的F-2F波形。
[0051]峰值檢測和自動增益控制由計(jì)時(shí)控制器314所控制。計(jì)時(shí)控制器314耦合至頻率分析器310，并接收周期性采樣控制606。在特定實(shí)施例中，時(shí)鐘產(chǎn)生器706可以包括在計(jì)時(shí)控制器314中，并且采樣控制606被提供至頻率分析器310以便由計(jì)數(shù)器708使用。計(jì)時(shí)控制器314進(jìn)一步產(chǎn)生采樣控制606、AGC控制和電容器復(fù)位610，并且這些信號根據(jù)采樣控制606而被同步。采樣控制606用在峰值檢測器308中，來對F-2F波形的電壓進(jìn)行采樣。AGC控制被應(yīng)用于對增益控制進(jìn)行使能，并且電容器復(fù)位610被用來在過零檢測時(shí)對峰值檢測器308中的開關(guān)電容器602進(jìn)行復(fù)位。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，峰值檢測器308中包括的采樣比較器604被可能導(dǎo)致錯(cuò)誤峰值檢測的比較器誤差(offset)所影響。一旦過采樣，兩個(gè)連續(xù)采樣之間的信號變化就可能不足以克服比較器誤差，并且因此可能針對F-2F波形無法檢測到峰值，或者檢測到錯(cuò)誤峰值。雖然誤差在欠采樣時(shí)的不利影響較小，但是比較器仍然會與不準(zhǔn)確的峰值檢測相關(guān)聯(lián)。除了來自諸如磁條之類的其它來源的抖動噪聲之外，這樣的不準(zhǔn)確性也不可避免地導(dǎo)致了峰值到峰值周期720中的抖動。當(dāng)整體抖動超過了閾值抖動時(shí)，將導(dǎo)致位解碼器312對數(shù)據(jù)比特流的錯(cuò)誤解碼。
[0053]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的位解碼器312的示例性框圖。位解碼器312耦合至頻率分析器310，并且接收峰值到峰值周期720和半位平均值740。半位平均值740在縮放器(scaler)902中進(jìn)行縮放以提供閾值位時(shí)間。在優(yōu)選實(shí)施例中，半位平均值740被縮放一倍半，以使得將閾值位時(shí)間設(shè)定在“F”周期和“2F”周期之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看到，該縮放器902可以與頻率分析器310中的移動平均值單元704集成在一起，以使得閾值位時(shí)間被直接提供至位解碼器來區(qū)分“F”和“2F”周期。
[0054]隨后，每個(gè)峰值到峰值周期720在比較器904中與閾值位時(shí)間進(jìn)行比較。當(dāng)峰值到峰值周期720大于閾值位時(shí)間時(shí)，檢測到“F”周期；否則，檢測到“2F”周期。F2F解碼器906通過由過零檢測器306提供的過零信號404來控制。在F-2F波形的每個(gè)過零處，F(xiàn)2F解碼器906在檢測到一個(gè)“F”周期時(shí)輸出高電壓(二進(jìn)制數(shù)據(jù)“O”)，并且在檢測到兩個(gè)連續(xù)的“2F”周期時(shí)輸出低電壓(二進(jìn)制數(shù)據(jù)“I”)。作為結(jié)果，位解碼器312產(chǎn)生根據(jù)磁條350中存儲的數(shù)據(jù)來恢復(fù)的時(shí)間復(fù)用的數(shù)據(jù)流。
[0055]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的磁條讀取的示例性方法1000。在步驟1002，根據(jù)存儲在條上的二進(jìn)制信息從磁條提取輸入信號。在特定實(shí)施例中，輸入信號已經(jīng)通過可調(diào)整增益進(jìn)行了放大，以使得放大信號被控制為優(yōu)選范圍。輸入信號基本上以兩個(gè)頻率fHIGH和在峰值和谷值之間交替變化。高頻率fHKH大約為低頻率的兩倍。因此，輸入信號或所放大的輸入信號也被稱作F-2F波形。
[0056]在步驟1004，在放大的F-2F波形中檢測峰值、谷值、以及過零事件(S卩，中間級變換點(diǎn))。在一些實(shí)施例中，應(yīng)用周期性采樣控制以對放大的F-2F波形的電平進(jìn)行監(jiān)視。在山域中，波形沿上升沿被加以時(shí)間標(biāo)記，而在谷域中，其沿下降沿被加以時(shí)間標(biāo)記。具體來說，為了加時(shí)間標(biāo)記的目的，在周期性采樣控制期間將峰值標(biāo)記信號使能。在峰值標(biāo)記信號中的在后續(xù)過零事件之前的任意最后脈沖被視為峰值或谷值。
[0057]在步驟1006,根據(jù)相鄰峰值來計(jì)算并更新峰值到峰值時(shí)間。在步驟1008,通過對多個(gè)峰值到峰值時(shí)間進(jìn)行處理來產(chǎn)生閾值位時(shí)間。這些峰值至峰值時(shí)間在各個(gè)時(shí)間與F-2F波形相關(guān)聯(lián)并且存儲在緩沖器中。這些峰值到峰值時(shí)間被平均并被縮放至閾值位時(shí)間，以使得將該位時(shí)間設(shè)定在“F”周期和“2F”周期之間。在步驟1010，將峰值到峰值時(shí)間與閾值位時(shí)間進(jìn)行比較。在優(yōu)選實(shí)施例中，在每個(gè)過零事件處，計(jì)算峰值到峰值時(shí)間和閾值位時(shí)間并進(jìn)行比較。[0058]在步驟1012A，針對峰值到峰值時(shí)間來確定在頻率fOT的“F”周期，并且輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)“I”。在步驟1012B，針對峰值到峰值時(shí)間來確定在頻率fHrcH的兩個(gè)“2F”周期，并且輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)“O”。作為結(jié)果，對二進(jìn)制位的數(shù)據(jù)流進(jìn)行時(shí)間復(fù)用，并基于從磁條恢復(fù)的F-2F波形來提供該二進(jìn)制位的數(shù)據(jù)流。
[0059]本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的是，峰值到峰值時(shí)間涉及峰值到谷值時(shí)間或谷值到峰值時(shí)間。F-2F波形的谷值可以被寬泛地視為負(fù)通量峰值，以使得峰值到峰值時(shí)間在本發(fā)明中可以被寬泛地用來描述峰值到谷值時(shí)間和谷值到峰值時(shí)間。
[0060]雖然本發(fā)明易于作出各種修改和可替換形式，但是其具體示例已經(jīng)在附圖中示出并且在這里進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于所公開的特定形式，而是與之相反，本發(fā)明覆蓋落入所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的所有修改形式、等同形式和替換形式。
【權(quán)利要求】
1.一種磁條讀取器，包括: 條接口，其耦合至磁卡，所述條接口根據(jù)存儲在所述磁卡中的二進(jìn)制信息來產(chǎn)生F-2F波形； 過零檢測器，其耦合至所述條接口，所述過零檢測器在所述F-2F波形通過位于每個(gè)相鄰的峰值和谷值對之間的中間級變換點(diǎn)時(shí)檢測多個(gè)過零事件； 峰值檢測器，其耦合至所述條接口，所述峰值檢測器在所述F-2F波形達(dá)到每個(gè)峰值和谷值時(shí)產(chǎn)生峰值檢測輸出，以對所述F-2F波形進(jìn)行追蹤； 頻率分析器，其耦合至所述過零檢測器和所述峰值檢測器，所述頻率分析器針對多個(gè)相鄰的峰值和谷值對來計(jì)算多個(gè)峰值到峰值周期，并且基于所述多個(gè)峰值到峰值周期得出位時(shí)間；以及 位解碼器，其耦合至所述頻率分析器，所述位解碼器根據(jù)所述多個(gè)峰值到峰值周期和所述位時(shí)間來產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，還包括: 計(jì)時(shí)控制器，其耦合至所述峰值檢測器和所述頻率分析器，所述計(jì)時(shí)控制器對所述峰值檢測器、所述過零檢測器和所述頻率分析器進(jìn)行同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，還包括: 放大器，其耦合至所述條接口，所述放大器在過零檢測和峰值檢測之前通過增益對所述F-2F波形進(jìn)行放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁`條讀取器，還包括: 自動增益控制器，其耦合至所述放大器，所述自動增益控制器在所述放大器的輸出端接收所放大的F-2F波形，并且根據(jù)所放大的F-2F波形的電平來對所述增益進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁條讀取器，其中所述放大器、所述峰值檢測器和所述過零檢測器使用電流模式技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，其中所述F-2F波形以包括第一頻率以及兩倍于所述第一頻率的第二頻率的兩個(gè)頻率在峰值與谷值之間交替變化，并且其中在所述第一頻率的峰值到峰值周期與位“I”相關(guān)聯(lián)并且在所述第二頻率的兩個(gè)連續(xù)峰值到峰值周期與位“O”相關(guān)聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁條讀取器，其中所述位時(shí)間根據(jù)位平均方法得出，以使得所述位時(shí)間可以被縮放為基本上小于與所述第一頻率相關(guān)聯(lián)的第一峰值到峰值時(shí)間并大于與所述第二頻率相關(guān)聯(lián)的第二峰值到峰值時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，其中所述頻率分析器針對對應(yīng)的相鄰峰值和谷值對，計(jì)算所述多個(gè)峰值到峰值周期中的每一個(gè)，并且在緊隨所述對應(yīng)的相鄰峰值和谷值對之后的過零事件處對所述位時(shí)間進(jìn)行更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，其中所述峰值檢測輸出指示所述F-2F波形在山域中朝向峰值上升并且在谷域中朝向谷值下降，并且在所述F-2F波形的每個(gè)山域中將二級噪聲峰值與所述峰值相應(yīng)地區(qū)分開。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，其中使用上限過零閾值和下限過零閾值、基于磁滯來對所述多個(gè)過零事件進(jìn)行檢測，以調(diào)整所述中間級變換點(diǎn)并且消除在所述中間級變換點(diǎn)周圍的噪聲，在所述F-2F波形的電壓比所述中間級變換點(diǎn)大所述上限過零閾值時(shí)，在所述F-2F波形的多個(gè)上升沿檢測所述多個(gè)過零事件的第一子集，在所述F-2F波形的電壓比所述中間級變換點(diǎn)小所述下限過零閾值時(shí)，在所述F-2F波形的多個(gè)下降沿檢測所述多個(gè)過零事件的第二子集。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，其中所述頻率分析器還包括: 時(shí)鐘產(chǎn)生器，其產(chǎn)生時(shí)鐘，所述時(shí)鐘進(jìn)一步被用于所述過零檢測器中的采樣控制，以及所述峰值檢測器中的峰值采樣和谷值采樣；以及 自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器，其耦合至所述時(shí)鐘產(chǎn)生器，所述自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器對所述F-2F波形中的峰值和谷值進(jìn)行追蹤，以計(jì)算所述多個(gè)峰值到峰值周期。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁條讀取器，其中所述過零檢測器還包括: 比較器，其由周期性采樣控制所控制，以將從所述F-2F波形采樣的電壓與試驗(yàn)性峰值數(shù)值進(jìn)行比較；以及 開關(guān)電容器，其保持所述試驗(yàn)性峰值數(shù)值，并且根據(jù)在所述F-2F波形在每個(gè)山域中朝向峰值上升以及在每個(gè)谷域中朝向谷值下降時(shí)從所述F-2F波形采樣的電壓，來更新所述試驗(yàn)性峰值數(shù)值。
13.一種讀取磁條的方法，包括步驟: 根據(jù)存儲在磁卡中的二進(jìn)制信息來提取F-2F波形； 在所述F-2F波形通過位于每個(gè)相鄰的峰值和谷值對之間的中間級變換點(diǎn)時(shí)檢測多個(gè)過零事件； 追蹤所述F-2F波形中的多個(gè)峰值和谷值； 針對多個(gè)相鄰的峰值和谷值對，計(jì)算多個(gè)峰值到峰值周期； 基于所述多個(gè)峰值到峰值周期得出位時(shí)間，所述位時(shí)間被用來區(qū)分位“I”和位“O”；以及 根據(jù)所述多個(gè)峰值到峰值周期和所述位時(shí)間來產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述F-2F波形以包括第一頻率以及兩倍于所述第一頻率的第二頻率的兩個(gè)頻率在峰值和谷值之間交替變化，并且其中在所述第一頻率的峰值到峰值周期與位“ I ”相關(guān)聯(lián)并且在所述第二頻率的兩個(gè)連續(xù)峰值到峰值周期與位“O”相關(guān)聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在緊隨每個(gè)相鄰峰值和谷值對之后的過零事件處對所述位時(shí)間進(jìn)行更新。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中追蹤在所述F-2F波形中的多個(gè)峰值和谷值的步驟與峰值檢測輸出相關(guān)聯(lián)，所述峰值檢測輸出指示所述F-2F波形在山域中朝向峰值上升以及在谷域中朝向谷值下降，并且在所述F-2F波形的每個(gè)山域中將二級噪聲峰值與所述峰值區(qū)分開。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中使用上限過零閾值和下限過零閾值、基于磁滯來對所述多個(gè)過零事件進(jìn)行檢測，以調(diào)整中間級變換點(diǎn)并且消除在所述中間級變換點(diǎn)周圍的噪聲，在所述F-2F波形的電壓比所述中間級變換點(diǎn)大所述上限過零閾值時(shí)，在所述F-2F波形的多個(gè)上升沿檢測所述多個(gè)過零事件的第一子集，在所述F-2F波形的電壓比所述中間級變換點(diǎn)小所述下限過零閾值時(shí)，在所述F-2F波形的多個(gè)下降沿檢測所述多個(gè)過零事件的第二子集。
18.—種將F-2F波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的方法，包括步驟: 追蹤在所述F-2F波形中的多個(gè)峰值和谷值，所述F-2F波形以包括第一頻率以及兩倍于所述第一頻率的第二頻率的兩個(gè)頻率在峰值和谷值之間交替變化； 針對多個(gè)相鄰的峰值和谷值對，計(jì)算多個(gè)峰值到峰值周期； 基于所述多個(gè)峰值到峰值周期得出位時(shí)間，所述位時(shí)間被用來區(qū)分位“ I ”和位“O” ；以及 根據(jù)所述多個(gè)峰值到峰值周期和所述位時(shí)間來產(chǎn)生所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，其中在所述第一頻率的峰值到峰值周期與位“ I”相關(guān)聯(lián)，并且在所述第二頻率的兩個(gè)連續(xù)峰值到峰值周期與位“O”相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中追蹤在所述F-2F波形中的多個(gè)峰值和谷值的步驟與峰值檢測輸出相關(guān)聯(lián)，所述峰值檢測輸出指示所述F-2F波形在山域中朝向峰值上升以及在谷域中朝向谷值下降，并且在所述F-2F波形的每個(gè)山域中將二級噪聲峰值與所述峰值區(qū)分開。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中基于磁滯在所述多個(gè)相鄰的峰值和谷值對之間對多個(gè)過零事件進(jìn)行檢測，使用上限過零閾值和下限過零閾值以調(diào)整中間級變換點(diǎn)并且消除在所述中間級變換點(diǎn)周圍的噪聲，在所述F-2F波形的電壓比所述中間級變換點(diǎn)大所述上限過零閾值時(shí)，在所述F-2F波形的多個(gè)上升沿檢測所述多個(gè)過零事件的第一子集，在所述F-2F波形的電壓比 所 述中間級變換點(diǎn)小所述下限過零閾值時(shí)，在所述F-2F波形的多個(gè)下降沿檢測所述多個(gè)過零事件的第二子集。
【文檔編號】G06K7/08GK103679104SQ201310532687
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】M·H·維爾德利, S·U·夸克, G·V·桑德斯 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司