[發明專利]一種低功耗低成本的溫度傳感無源標簽集成電路

有效

• 申請號: 202010915544.6
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112132247B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 張帥;唐曉慶;劉鑫
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: G06K19/07
• 分類號: G06K19/07
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 易濱

1.一種低功耗低成本的溫度傳感無源標簽集成電路，其特征在于：具體包括：

標簽天線和溫度傳感集成電路；所述標簽天線和所述溫度傳感集成電路電性連接；

所述標簽天線包括ANT+端和ANT-端，用于接收來自于閱讀器的電磁波能量；

所述溫度傳感集成電路包括：RF-DC整流電路、過壓保護/欠壓鎖定電路、帶隙基準源、環形振蕩器和射頻MOS管Q3；

所述RF-DC整流電路通過濾波電容C1與所述過壓保護/欠壓鎖定電路電性連接；所述過壓保護/欠壓鎖定電路與所述帶隙基準源電性連接；

所述帶隙基準源的輸出端與運算放大器的同相輸入端電性連接；所述運算放大器的輸出端與所述環形振蕩器電性連接；

所述環形振蕩器的輸出端接緩沖器的輸入端；所述緩沖器的輸出端與所述射頻MOS管Q3的柵極電性連接；所述射頻MOS管Q3的源極與電容C3的一端連接；所述射頻MOS管Q3的漏極與電容C2的一端連接；電容C3的另一端、電容C2的另一端與所述RF-DC整流電路電性連接；

所述電容C1為RF-DC的整流濾波電容，用于減小直流輸出的紋波；電容C2和電容C3為匹配電容，用于調節ANT+和ANT-端口阻抗和反射系數；電容C4為所述環形振蕩器的供電去耦電容，用于維持其電源穩定，減小其電源紋波；

所述緩沖器，用于驅動后級所述射頻MOS管；

所述一種低功耗低成本的溫度傳感無源標簽集成電路原理為：通過所述標簽天線收集閱讀器發射出的電磁波能量，并采用RF-DC整流電路將所述電磁波能量轉換成直流，作為供電電源；所述帶隙基準源產生基準源，所述環形振蕩器產生與溫度相關的頻率信號；使用所述頻率信號驅動射頻MOS管Q3來切換反射相位，配合閱讀器即實現無源溫度傳感功能；

所述RF-DC整流電路采用多級交叉耦合射頻整流電荷泵；

所述過壓保護/欠壓鎖定電路，包括兩個功能：當所述溫度傳感集成電路距離閱讀器小于預設的閾值下限時，防止溫度傳感集成電路遭到大功率破壞；當所述溫度傳感集成電路距離閱讀器超過預設的閾值上限時，防止溫度傳感集成電路工作于欠壓狀態而輸出不正常的頻率信號f_osc；

所述帶隙基準源的輸出端與運算放大器的同相輸入端電性連接；所述運算放大器的輸出端與所述環形振蕩器電性連接，具體為：所述帶隙基準源的輸出端與MOS管Q1的源極、運算放大器的同相輸入端電性連接；所述MOS管Q1的柵極與MOS管Q2的柵極、MOS管Q2的漏極、MOS管Q1的漏極電性連接；所述MOS管Q2的源極接地；所述運算放大器的反向輸入端與輸出端電性連接；所述運算放大器的輸出端與電容C4的一端連接；電容C4的另一端接地；所述運算放大器的輸出端還與所述環形振蕩器電性連接；所述帶隙基準源輸出的電流，經過MOS管Q1、Q2和運算放大器，形成與絕對溫度負相關的電壓信號VCTAT；所述VCTAT經過緩沖電容C4后，用于驅動所述環形振蕩器產生與絕對溫度負相關的頻率信號f_osc；

所述與絕對溫度負相關的頻率信號f_osc經過緩沖電容C2、C3，分別連接到所述標簽天線端口ANT+、ANT-，驅動射頻阻抗，完成散射信號的調制；

所述環形振蕩器，具體為修調環形振蕩器，通過采用熔絲修調/激光修調的方法和所述修調環形振蕩器的各級輸出電容，完成對f_osc的校準。