一种集成在RFID标签中的温度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种集成在RFID标签中的温度传感器，包括温度脉冲转换电路、计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路，计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路均为温度传感器与其它模块间的共用模块电路，RFID标签时钟的输出端依次通过振荡器和计数器进而与数字控制电路的输入端连接，温度脉冲转换电路的输出端与计数器的使能端连接，数字控制电路的输出端还分别与计数器的复位端、温度脉冲转换电路的温度使能端以及振荡器的使能端连接，计数器的输出端还与负载调制电路的输入端连接。本发明专利技术具有芯片面积小、功耗低和成本低的优点，可广泛应用于RFID技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及RFID
，尤其是一种集成在RFID标签中的温度传感器。
技术介绍
RFID技术具有诸多优点，经过多年的发展日趋成熟，而CMOS工艺集成芯片的产生更降低了其生产成本，拓宽了其应用领域。物联网等技术战略的提出，为作为硬件基础的传感器带来广阔的应用前景，同时提出了体积小、成本低、功耗低的应用新要求。而基于标准CMOS工艺并集成在RFID标签上的温度传感器，同时拥有RFID成熟的低功耗技术基础和CMOS工艺成本低、面积小的技术优势，能够满足应用新需求，具有很好的实用价值。RFID标签采用无源结构时，系统的功耗严格受限，需要温度传感器在满足精度的前提下具有低功耗。如图1所示，CMOS集成温度传感器，根据系统结构主要划分为3大类：(1)BJT(双极晶体管)结合ADC结构的温度传感器，该传感器的优点为精度高、测量范围较宽，缺点为芯片面积大，功耗非常高而数据转换率较低，不适合集成于无源标签；(2)振荡器结合频率数字转换结构的温度传感器，该传感器需要额外设计振荡器，不能有效利用标签中固有振荡器，造成不必要的面积和能量消耗，也不适合集成于无源标签；(3)脉冲结合时间数字转换结构的温度传感器，该传感器的最大优势在于功耗低，占用芯片面积小，较适合集成于无源标签。虽然脉冲结合时间数字转换结构的温度传感器较适合集成于RFID无源标签，但由于其温度传感器与其它模块间的共用模块电路仍相对较少，限制了芯片面积的进一步减少和功耗的进一步降低，同时也不利于成本的进一步降低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种芯片面积小、功耗低和成本低的，集成在RFID标签中的温度传感器。本专利技术所采取的技术方案是：一种集成在RFID标签中的温度传感器，包括温度脉冲转换电路、计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路，所述计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路均为温度传感器与其它模块间的共用模块电路，所述其它模块为RFID标签中除温度传感器外的模块，所述RFID标签时钟的输出端依次通过振荡器和计数器进而
与数字控制电路的输入端连接，所述温度脉冲转换电路的输出端与计数器的使能端连接，所述数字控制电路的输出端还分别与计数器的复位端、温度脉冲转换电路的温度使能端以及振荡器的使能端连接，所述计数器的输出端还与负载调制电路的输入端连接。进一步，所述温度脉冲转换电路包括双路电流偏置单元和脉冲生成单元，所述双路电流偏置单元的使能端与数字控制电路的输出端连接，所述双路电流偏置单元的输出端通过脉冲生成单元进而与计数器的使能端连接。进一步，所述双路电流偏置单元包括PTAT偏置电流源和CTAT偏置电流源，所述脉冲生成单元包括第一延迟单元、第二延迟单元及异或门，所述PTAT偏置电流源的温度使能端和CTAT偏置电流源的温度使能端均与数字控制电路的输出端连接，所述PTAT偏置电流源的输出端端通过第一延迟单元进而与异或门的第一输入端连接，所述CTAT偏置电流源的输出端通过第二延迟单元进而与异或门的第二输入端连接，所述异或门的输出端与计数器的使能端连接。进一步，所述第一延迟单元和第二延迟单元采用对称的延时电路结构。进一步，所述计数器采用8位异步计数器。进一步，所述8位异步计数器由与非门和8个D触发器组成，所述与非门的时钟信号端与RFID标签时钟的输出端连接，所述与非门的使能端与振荡器的输出端连接，所述8个D触发器的D信号输入端均与输出端连接；所述8个D触发器中和与非门相邻的D触发器的clk时钟信号端和与非门的输出端连接，且在相邻的两个D触发器中，前一个D触发器的Q输出端与后一个D触发器的clk时钟信号端连接。本专利技术的有益效果是：包括温度脉冲转换电路、计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路，计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路均为温度传感器与其它模块间的共用模块电路，克服了现有技术温度传感器与其它模块间的共用模块电路少的缺陷，有利于芯片面积的进一步减少、功耗的进一步降低以及成本的进一步降低。进一步，温度脉冲转换电路中，第一延迟单元和第二延迟单元采用对称的延时电路结构，使脉冲经过这2路延迟单元后，由工艺误差造成的延迟完全相同，进而经过异或门后将这2路延迟单元的延长完全抵消，更加稳定和精确。进一步，采用8位异步计数器替代模数转换器来实现温度模拟采集到数字输出的转换，功耗更低。附图说明图1为传统CMOS集成温度传感器的3种结构图；图2为本专利技术一种集成在RFID标签中的温度传感器的系统结构图；图3为本专利技术温度脉冲转换电路的结构框图；图4为本专利技术8位异步计数器的电路原理图。具体实施方式参照图2，一种集成在RFID标签中的温度传感器，包括温度脉冲转换电路、计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路，所述计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路均为温度传感器与其它模块间的共用模块电路，所述其它模块为RFID标签中除温度传感器外的模块，所述RFID标签时钟的输出端依次通过振荡器和计数器进而与数字控制电路的输入端连接，所述温度脉冲转换电路的输出端与计数器的使能端连接，所述数字控制电路的输出端还分别与计数器的复位端、温度脉冲转换电路的温度使能端以及振荡器的使能端连接，所述计数器的输出端还与负载调制电路的输入端连接。参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述温度脉冲转换电路包括双路电流偏置单元和脉冲生成单元，所述双路电流偏置单元的使能端与数字控制电路的输出端连接，所述双路电流偏置单元的输出端通过脉冲生成单元进而与计数器的使能端连接。参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述双路电流偏置单元包括PTAT偏置电流源和CTAT偏置电流源，所述脉冲生成单元包括第一延迟单元、第二延迟单元及异或门，所述PTAT偏置电流源的温度使能端和CTAT偏置电流源的温度使能端均与数字控制电路的输出端连接，所述PTAT偏置电流源的输出端端通过第一延迟单元进而与异或门的第一输入端连接，所述CTAT偏置电流源的输出端通过第二延迟单元进而与异或门的第二输入端连接，所述异或门的输出端与计数器的使能端连接。进一步作为优选的实施方式，所述第一延迟单元和第二延迟单元采用对称的延时电路结构。进一步作为优选的实施方式，所述计数器采用8位异步计数器。参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述8位异步计数器由与非门和8个D触发器组成，所述与非门的时钟信号端clk与RFID标签时钟的输出端连接，所述与非门的使能端en与振荡器的输出端连接，所述8个D触发器的D信号输入端均与输出端连接；所述8个D触发器中和与非门相邻的D触发器的clk时钟信号端和与非门的输出端连接，且在相邻的两个D触发器中，前一个D触发器的Q输出端与后一个D触发器的clk时钟信号端连接。下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。参照图2、3和4，本专利技术的第一实施例：针对现有技术温度传感器与其它模块间的共用模块电路相对较少的问题，本专利技术提出了一种全新的集成在RFID标签中的温度传感器，该温度传感器的系统结构如图2所示，主要由温度脉冲转换电路、计数器、数字控制电路、振荡器、RFID标签时钟和负载调制电路组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成在RFID标签中的温度传感器，其特征在于：包括温度脉冲转换电路、计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路，所述计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路均为温度传感器与其它模块间的共用模块电路，所述其它模块为RFID标签中除温度传感器外的模块，所述RFID标签时钟的输出端依次通过振荡器和计数器进而与数字控制电路的输入端连接，所述温度脉冲转换电路的输出端与计数器的使能端连接，所述数字控制电路的输出端还分别与计数器的复位端、温度脉冲转换电路的温度使能端以及振荡器的使能端连接，所述计数器的输出端还与负载调制电路的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种集成在RFID标签中的温度传感器，其特征在于：包括温度脉冲转换电路、计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路，所述计数器、振荡器、RFID标签时钟、数字控制电路和负载调制电路均为温度传感器与其它模块间的共用模块电路，所述其它模块为RFID标签中除温度传感器外的模块，所述RFID标签时钟的输出端依次通过振荡器和计数器进而与数字控制电路的输入端连接，所述温度脉冲转换电路的输出端与计数器的使能端连接，所述数字控制电路的输出端还分别与计数器的复位端、温度脉冲转换电路的温度使能端以及振荡器的使能端连接，所述计数器的输出端还与负载调制电路的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种集成在RFID标签中的温度传感器，其特征在于：所述温度脉冲转换电路包括双路电流偏置单元和脉冲生成单元，所述双路电流偏置单元的使能端与数字控制电路的输出端连接，所述双路电流偏置单元的输出端通过脉冲生成单元进而与计数器的使能端连接。3.根据权利要求2所述的一种集成在RFID标签中的温度传感器，其特征在于：所述双路电流偏置单元包括PTAT偏置电流源和CTAT偏置电流源，所述脉冲生成单元包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建国，吴劲，王德明，段志奎，李启文，周婧，
申请(专利权)人：广州中大微电子有限公司，广州智慧城市发展研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44