[發明專利]一種射頻識別標簽電路系統結構及其工作方法與應用

無效

• 申請號: 200710058875.7
• 申請日: 2007-08-20
• 公開（公告）號: CN101373524A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 呂英杰;戴宇杰;張小興;樊勃
• 申請（專利權）人: 天津南大強芯半導體芯片設計有限公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077
• 代理公司: 國嘉律師事務所
• 代理人: 盧楓

(一)技術領域：

本專利涉及與射頻識別標簽有關的電路及其工作方法以及對該電路的射頻識別系統的應用。

(二)技術背景：

目前射頻識別標簽系統構成通常結構如圖4所示。首先由天線接收到空間電磁波，將電磁波的能量轉化為交流電信號輸出為RF1和RF2，然后通過電壓整流器電路將輸入的交流電信號轉化為直流電信號VDD，作為整體電路的電源，為電路提供能量。VDD是高于電路工作的電壓，因此需要電壓穩定電路把輸入電源電壓穩定到適合電路工作的電壓REGVDD。上電復位電路用來監測REGVDD的電壓，當達到適合電路工作的范圍時，對于整體電路進行復位，系統開始工作。同時還有解調用于接收讀卡器的數據，調制電路用于發送數據返回給讀卡器。電路的核心控制模塊為邏輯控制電路，用來處理來自解調電路的數據并輸出處理后的返回數據給調制電路，發送給讀卡器。同時邏輯控制電路還要與存儲器通訊，完成讀出或修改存儲器存儲數據的功能。存儲器中包含有高壓產生電路用于對存儲單元完成擦寫操作。整體電路的輸入部分設有保護電路，對于整體電路進行輸入限壓保護以及ESD保護。

通常情況下高壓產生電路的輸入是來自REGVDD的這樣就會降低高壓產生電路利用能量的效率，從而減小了RFID系統的寫距離。而且電壓整流器電路只有一個VDD輸出用于給整體電路各個模塊提供電源，這樣必然導致當各個子模塊工作時，各個子模塊之間通過公共的電源而產生很大的相互干擾，降低了整體電路工作的可靠性。

如上所述，利用從天線輸入的能量的效率會極大影響射頻識別標簽電路的工作距離，并且由于結構的不合理會導致一些可靠性的問題。這些問題會影響射頻識別標簽電路的性能。

(三)發明內容：

本發明的目的在于提供一種射頻識別標簽電路系統結構及其工作方法與應用，它為了解決與現有技術相關的上述問題，是一種比普通射頻識別標簽電路結構利用能量效率更高，并且能夠提高電路工作可靠性的一種新型射頻識別標簽電路結構。

本發明的技術方案：一種射頻識別標簽電路系統結構，其特征在于它是由天線、電壓整流器電路、電壓穩定電路、保護電路、上電復位電路、解調電路、調制電路、時鐘產生電路、邏輯控制電路、存儲器組成，其中：天線輸出連接電壓整流器電路輸入；電壓整流器電路輸出包括一個以上的支路，分別為電壓穩定電路、調制電路、解調電路、限幅電路以及存儲器電路高壓產生模塊提供直流電壓輸入；電壓穩定電路輸出直流電源電壓，為整個系統提供適合電路工作的電源電壓；上電復位電路輸入連接電壓穩定電路輸出的電源電壓，輸出上電復位信號POR給邏輯控制電路；解調電路輸入連接電壓整流器電路的一個輸出支路，輸出解調信號DATA_IN給邏輯控制電路；調制電路輸入連接邏輯控制電路輸出信號DATA_OUT，輸出連接電壓整流器電路一個輸出支路；時鐘產生電路輸出時鐘信號CLK為邏輯控制電路的輸入；邏輯控存儲器電路輸入存儲器電路中高壓產生電路的電源直接連接電壓整流器電路一個輸出支路；存儲器電路輸入輸出信號與邏輯控制電路相連。

一種上述射頻識別標簽電路系統結構的工作方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)天線吸收空間的電磁波能量，把電磁波能量轉化為電信號輸入；

(2)電壓整流器電路把從天線收集的能量轉化為直流電壓，為整個RFID芯片提供直流電源；

(3)電壓穩定電路，將由電壓整流器電路輸出的直流電壓調整為適用于芯片工作的直流電源電壓；

(4)對于整個電路起到保護的作用的保護電路進行ESD保護以及泄放多余的輸入功率；

(5)當電壓穩定電路輸出電壓達到系統工作允許范圍時，上電復位電路向解調電路、邏輯控制電路、時鐘產生電路發出上電復位指示信號POR；

(6)解調電路解調從天線接收到的調制信號，把解調數據輸出給邏輯控制電路進行處理；

(7)調制電路發送RFID卡響應讀卡器的數據，使用負載調制的方法，把數據調制到讀卡器發送的載波上，發送給讀卡器；

(8)時鐘產生電路在輸入信號為10％~100％調制深度情況下產生適合芯片邏輯電路工作的頻率的時鐘；

(9)邏輯控制電路處理來自于解調電路的解調數據并輸出響應讀卡器的數據；

(10)存儲器存儲數據，選擇可擦寫存儲器，通過控制邏輯讀出和修改存儲器中的內容；電壓整流器電路的一個輸出支路VDD1直接提供給存儲器高壓產生電路的電源，并直接從天線輸入能量。

一種上述射頻識別標簽電路系統結構的應用，其特征在于它作為射頻識別卡電路，用于射頻識別系統。