[發(fā)明專利]一種帶自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻的調(diào)制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711336121.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109962723B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志亮;朱永成;霍俊杰;況立雪;豆玉嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紫光同芯微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B5/00
• 分類(lèi)號(hào): H04B5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種帶自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻的調(diào)制電路，所述調(diào)制電路包括電磁感應(yīng)耦合電路、整流電路、限幅電路和自調(diào)節(jié)電路，其中，電磁感應(yīng)耦合電路包括第一電感器、第二電感器和第一電容器，第一電感器的兩端連接交流功率電源，第二電感器的一端連接第一電容器的一端，第二電感器的另一端與第一電容器的另一端相連接，第二電感器與第一電感器通過(guò)互感系數(shù)相連接。本發(fā)明由于整流電路和限幅電路中的NMOS晶體管分別獨(dú)立連接成二極管形式，降低了整流電路和限幅電路以及所述調(diào)制電路之間的相互串?dāng)_。同時(shí)，本發(fā)明中所述調(diào)制電路中的NMOS晶體管可以成比例復(fù)制限幅電路中的NMOS晶體管的電流，能夠降低調(diào)制電路的靜態(tài)工作功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路中的射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種帶自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載電阻的調(diào)制電路。

背景技術(shù)

射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(Radio FrequencyIdentification，RFID)，它的基本原理就是利用無(wú)線射頻信號(hào)在閱讀器和應(yīng)答器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別和信息交換。應(yīng)答器天線上的負(fù)載電阻(接通或斷開(kāi))會(huì)造成閱讀器天線的電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)答器至閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸，這種數(shù)據(jù)傳輸方式稱為負(fù)載調(diào)制，負(fù)載調(diào)制的工作原理示意圖如圖1所示。

由于閱讀器天線與應(yīng)答器天線之間的耦合很弱，所以閱讀器天線上的有用信號(hào)電壓要遠(yuǎn)小于閱讀器天線上的輸出電壓。實(shí)際中，對(duì)于13.56MHz RFID系統(tǒng)中，當(dāng)閱讀器天線的輸出電壓幅度為100V時(shí)，有用信號(hào)的電壓幅度只有10mV左右，這樣對(duì)閱讀器解調(diào)電路的性能提出了很高的要求。當(dāng)應(yīng)答器處于強(qiáng)磁場(chǎng)調(diào)制時(shí)，為了有效地增大閱讀器天線上的調(diào)制信號(hào)電壓幅度，應(yīng)答器的調(diào)制負(fù)載電阻必須要足夠小，但是過(guò)小的調(diào)制負(fù)載電阻，也會(huì)增大應(yīng)答器處于弱磁場(chǎng)調(diào)制時(shí)對(duì)閱讀器天線上調(diào)制電壓幅度的影響，這樣會(huì)增大閱讀器天線上的干擾信號(hào)，這樣對(duì)高靈敏的閱讀器不利，容易造成閱讀器調(diào)解失敗，所以設(shè)計(jì)和研究出高質(zhì)量的應(yīng)答器調(diào)制電路具有非常重要的意義。

參看圖2，串聯(lián)諧振的閱讀器等效電路，是由串聯(lián)電感L1、串聯(lián)電容C1、串聯(lián)電阻R1和應(yīng)答器復(fù)數(shù)變換阻抗Z_T′構(gòu)成，閱讀器天線中的電流為i₁，輸出電壓為u_o：(應(yīng)答器和閱讀器的磁互感量為應(yīng)答器天線中的電流為i₂)

當(dāng)閱讀器等效電路處在串聯(lián)諧振時(shí)，和jωL1互相抵消，此時(shí)可得：

u_o＝i₁×R1-i₂×jωM (2)

參看圖3，閱讀器鄰近的應(yīng)答器等效電路，是由電感L2、并聯(lián)諧振電容C2、串聯(lián)電阻R2和應(yīng)答器負(fù)載電阻R_L構(gòu)成，應(yīng)答器天線中的電流為i₂：

把公式(3)帶入公式(2)，可得應(yīng)答器的變換阻抗：

通過(guò)公式(4)可以看出，變換阻抗Z_T′受耦合系數(shù)k、諧振電容C2、負(fù)載電阻R_L的影響，因此可以通過(guò)二進(jìn)制編碼信號(hào)來(lái)改變諧振電容C2或負(fù)載電阻R_L，實(shí)現(xiàn)應(yīng)答器到閱讀器的信息傳送，這就是所謂的電阻負(fù)載調(diào)制或電容負(fù)載調(diào)制。

傳統(tǒng)上應(yīng)答器會(huì)采用電阻負(fù)載調(diào)制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電源系統(tǒng)穩(wěn)定，而電容負(fù)載調(diào)制，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且諧振頻率也不穩(wěn)定，容易造成應(yīng)答器電源系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

現(xiàn)代射頻識(shí)別技術(shù)中，如圖4所示，傳統(tǒng)應(yīng)答器中的調(diào)制電路以及射頻前端模擬電路，應(yīng)答器120為了實(shí)現(xiàn)與不同型號(hào)以及不同距離的閱讀器110進(jìn)行信息傳輸，這就要求NMOS晶體管NM10的導(dǎo)通電阻要很小，滿足應(yīng)答器120處于強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)也能夠有效影響閱讀器110天線上的電壓幅度，完成應(yīng)答器120到閱讀器110之間的通信。當(dāng)然，這樣會(huì)帶來(lái)一些新的問(wèn)題：