被动式射频辨识系统的电源处理界面技术方案

技术编号:2930142 阅读:210 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种射频辨识系统的电源处理界面,包含:一谐振电路,感应一发送端传送的一第一调变信号,以其作为一交流电压来源;一第一整流电路,电连接于谐振电路,以将交流电压来源转换成一直流电压;一滤波电路,电连接于第一整流电路,以相应直流电压产生一稳定的工作电压;一电压侦测电路,电连接于滤波电路与第一整流电路,以侦测工作电压;一第二整流电路,电连接于一电压箝位调变电路与谐振电路;以及电压箝位调变电路,电连接于第一整流电路与第二整流电路,利用电压侦测电路的输出,相应侦测工作电压的大小控制第二整流电路的导通状态,以旁路掉超额的电流,并于调变发射过程中提供射频辨识系统一有效最低电压位准,以维持射频辨识系统的正常运作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种电源处理界面,尤指一种射频辨识系统的电源处理界面。
技术介绍
在习知的被动式无线射频身份识别系统(Radio Frequency IdentificationSystem,RFID)中,如图1所示,是通过读取器(reader)01与电子标签(tag)02上的电感L101,L111来进行电磁互感感应,以进行能量与信息传输行为。其中,电感L101是位于reader01的谐振电路10中,而电感L111则位于tag02的谐振电路11中。被动式RFID在tag02端的工作偏压供应来源,是利用tag02与reader01上平行的电感L101,L111来进行互感而产生感应电压,因此借由tag02端的电感L111,感应由reader01端的电感形式的天线L101所发出的固定射频载波信号,作为交流电源来源。然后,经过四个或两个二极管所构成的全波或半波的桥式整流电路12来进行交流/直流(AC/DC)转换,再经由一RC低通滤波器13,取出约略稳定的DC直流位准,以提供作为tag02端上的振荡电路15与数字逻辑电路16等电路工作的所需直流电压来源。而tag02内部的振荡电路15依据供应的直流偏压VDDA,自振出一系统时脉信号,将欲传送的数据信息通过编码方式,经由该调变发射电路17调变发送出去,而reader01端接收微弱的载波信息变化,经检波处理电路解调出正确的数据信息,再通过微处理器控制单元(Microprocessor Control Unit,MCU)发出预设的相应声音或动作,以完成信号的传递。然而,在习知被动式RFID系统中,Tag02本身为悬空使用,并未与大地连接,因此易受杂讯干扰;且在该桥式整流电路12后的RC低通滤波器13是受限于积体电路本身空问与成本考量等因素,无法提供足够大的滤波效果,因此在所产生的直流工作偏压电源上,常见高频寄生涟波,因而影响系统时脉运作的稳定度。在习知被动式RFID系统运作中,tag02与reader01二者并非在固定距离上使用。因为tag02上的工作电压是借由tag02移近reader01的过程中,利用tag02与reader01两端的电感L111,L101互感而发生感应电压,感应电压的大小受tag02与reader01二者距离远近影响很大。二者越近,则互感越大,当tag02移近reader01时,直流工作位准升高;而当tag02远离reader01时,直流工作位准降低。因此在一般tag02设计中,为避免因tag02与reader01的距离远近变动,致使工作电压上升或下降变动太大,直接影响系统运作稳定,除了该全波或半波桥式整流电路12和该RC低通滤波电路13外,常见电压限制器14的使用,除了稳压效果外,同时也避免感应电压超过半导体元件物理的耐电压能力而毁损。习知被动式RFID为节省耗电与成本考量下,常见以AM(振幅调变)型式进行传输动作,利用载波的振幅高低表现出数字逻辑的数据0(DATA0)与数据1(DATA1),而在tag02端会接收到具有不同振幅高低的载波信号,经过简单AM解调方式解出正确的DATA0与DATA1后,来完成后续指令动作。然而被动式RFID的tag02并无主动电源供应,完全依靠载波频率振幅,经该桥式整流电路12来整流出工作电压。因此,载波频率振幅的高与低,将直接反应在输出的工作电压上,若工作电压变化过大,或载波频率振幅过低导致工作电压不足,将会引发整个tag02能否正常运作的疑虑。同理,在tag02端的调变发射电路17利用AM方式进行数据调变发射时,数字逻辑电路16传送DATA0与DATA1来对reader01送过来的载波进行开关切换动作,改变LC谐振电路11的载波振幅发射出去,让reader01解调数据,但同时出现在tag02端的载波振幅也会立即反应在该桥式整流电路12的电压输出上,因此若LC谐振电路11不能提供足够的载波振幅,将致使tag02无法动作。因此,若能提供一限定载波振幅改变的最低电压位准,则不必担心调变时工作电压过低的情况发生。请参阅图2,其是一习知被动式RFID的tag的系统架构图。如图所示,tag端的LC谐振电路21的电感L211感应reader端所发出的载波信号,在tag端,利用tag与reader上平行的电感,进行互感而发生感应电压。然后,经由四个二极管D221,D222,D223,D224所组成的全波桥式整流电路22进行交流/直流(AC/DC)转换,再经由一由电阻R231与电容C232所组的RC低通滤波器23,取出约略稳定的DC直流位准VDDA与VSSA信号,以提供作为tag端的数字逻辑电路工作的直流电压来源。电压限制器24是利用VDDA与VSSA间的分压电阻R241与R242,来侦测tag的工作电压是否过高,并利用晶体管M243来线性限制VDDA的电压位准增加幅度。首先,利用晶体管M243线性直接限制VDDA的电压位准,会直接增加桥式整流电路22输出VDDA的负载,在有限资源(转换效率)下,增加VDDA的负载,实足是一种浪费。同时,在电源控置晶体管开与关之间,会改变VDDA负载,影响整个系统运作。此外,因为该桥式整流电路22的二极管D221,D222,D223,D224存在单向整流特性,致使该LC谐振电路21的电感L211的两端HF与HFl会出现较高的峰值电压,且因该电压限制器24是位于该桥式整流电路22后面,对前端的LC谐振电路21并无电压限制功能,为了在半导体制程有限耐电压条件下正常运作,亦即须考虑降低该电压限制器24的电压位准,使得整体tag的可工作电压范围下降,因而影响发射距离。如图2所示的习知电路,其中AM调变发射电路M251是置于LC谐振电路21的电感L211的两端HF与HF1,TXD传送发射的数据为DATA1时,会直接短路电感L211的两端HF与HF1的压差,减少出现于HF与HF1的峰值电压。如此一来,将导致tag的桥式整流电路22所输出的直流工作电压VDDA过低,如图3所示,以致整体电路无法继续运作。请参阅图4,其是另一习知被动式RFID的tag的系统架构图。如图所示,习知调变发射电路的另一作法,是将调变发射电路M252置于桥式整流电路22的输出VSSA与LC谐振电路21的电感L211的一端HF1来进行调变。因仅针对HFl与VSSA之间作单边调变,虽不致担心电压不足的情形,却衍生出减弱感应调变距离的问题,须予加强解调变电路的灵敏度来作为相应解决方式。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种射频辨识系统的电源处理界面,用以在被动式RFID进行AM数据调变与解调变的过程中,提供被动式RFID的tag端的工作电源稳定。本专利技术的另一目的为提供一种射频辨识系统的电源处理界面,用以于调变发射过程中,提供一有效最低工作电压,以避免调变时工作电压过低的情况发生。根据本专利技术提供一种射频辨识系统的电源处理界面,其包含一谐振电路,用以感应一发送端所传送的一第一调变信号,并以该第一调变信号作为一交流电压来源;一第一整流电路,电连接于该谐振电路,用以将该交流电压来源转换成一直流电压;一滤波电路,电连接于该第一整流电路,用以相应该直流电压而产生一稳定的工作电压;一电压侦测电路,电连接于该滤波电路与该第一整流电路,用以侦测该工作本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种射频辨识系统的电源处理界面,其包含:一谐振电路,用以感应一发送端所传送的一第一调变信号,并以该第一调变信号作为一交流电压来源;一第一整流电路,电连接于该谐振电路,用以将该交流电压来源转换成一直流电压;一滤波电路, 电连接于该第一整流电路,用以相应该直流电压而产生一稳定的工作电压;一电压侦测电路,电连接于该滤波电路与该第一整流电路,用以侦测该工作电压的大小;一第二整流电路,电连接于一电压箝位调变电路与该谐振电路;以及该电压箝位调 变电路,电连接于该第一整流电路与该第二整流电路,利用该电压侦测电路的输出,相应侦测工作电压的大小来控制该第二整流电路的导通状态,以旁路掉超额的电流,并于调变发射过程中提供该射频识别系统一有效最低电压位准,以维持该射频辨识系统的正常运作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王明坤沈俊林许绩贺陈锡彬
申请(专利权)人:盛群半导体股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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