低功率超宽带发射机制造技术

公开了用于能够取决于电压电平和/或主机中断信号而以不同功率模式进行操作的超宽带(UWB)发射机标签的系统、设备和方法。所述发射机标签包括功率管理电路、一次可编程存储器(OTP)、读/写存储器、用于控制/监控标签操作的状态机。当电源斜升到预设的电压电平时，所述标签进入高功率模式。在高功率模式期间，所述标签消耗由电池电流信号所指示的较高的电流电平。在高功耗活动(例如，OTP存储器下载)完成时，所述标签退出高功率模式并进入低功率模式。电源电流变为低电平以使标签的功耗最小化。

Low power UWB transmitter

A system, device and method for ultra wideband (UWB) transmitter tag operating in different power modes that can be determined by voltage level and / or host interrupt signal are disclosed. The transmitter label includes a power management circuit, a primary programmable memory (OTP), a read / write memory, and a state machine for controlling / monitoring the operation of the label. When the power is slanted to the preset voltage, the label goes into the high power mode. During the high power mode, the label consumes the higher current level indicated by the battery current signal. When the high power activity (for example, OTP memory downloads) is completed, the label exits the high power mode and enters the low power mode. The power current changes to a low level to minimize the power consumption of the label.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低功率超宽带发射机优先权本申请要求于2015年5月29日提交的名称为“LowPowerUltra-Wide-BandTransmitter”的美国临时专利申请62/168,004的优先权，在此通过引用以其全部内容将其合并。
本专利技术涉及信号发射机，并且更具体而言，涉及超宽带(UWB)发射机。
技术介绍
UWB是使用无线电频谱中的大部分用于短距离、高带宽通信的在非常低的能量水平下进行使用的无线电技术。UWB通信提供了许多优点。例如，UWB信号比窄带(基本上是单一频率)信号更难以检测，并因此与传统的窄带无线系统相比宽频谱、低功率和极短脉冲的组合所引起的对其它设备的干扰还要小得多。此外，UWB比其它无线技术更能抵抗来自其它设备的电气干扰。因此，UWB的数据容量、速度、低功率要求和抗干扰性使其成为具有吸引力的通信技术。通常，UWB发射机由电池供电，并因此电池容量可能是影响UWB发射机寿命的因素之一。对于给定的电池容量，UWB发射机的寿命可能受到功耗率的影响。此外，如果当电池电压低于阈值电平时可以向用户发送适当的警告，则用户可以更换电池或对电池进行再充电。这样，强烈需要可以适当地管理UWB发射机的功耗的系统和/或可以当电池的电压电平低于预设电平时向用户发送警告信号的警告系统。附图说明将参考本专利技术的实施例，其示例可以在附图中示出。这些附图旨在是说明性的而非限制性的。尽管在这些实施例的语境下总体地描述了本专利技术，但是应该理解的是，这不旨在将本专利技术的范围限于这些特定的实施例。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的示例性UWB通信系统的示意图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的UWB发射机的示意图。图3示出了图2中的UWB发射机的操作图。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的图2中的UWB发射机的示例性内部电路时序图。图5示出了在UWB发射机的电源随着时间而退化时由UWB发射机发射的UWB信号。图6示出了根据本专利技术的另一个实施例的用于监控UWB发射机的电源的退化的电路的示意图。图7示出了根据本专利技术的另一个实施例的用于指示UWB电源的电压电平低于预设电平的示例性UWB信号。图8示出了根据本专利技术的另一个实施例的UWB发射机的示意图。图9示出了根据本专利技术的另一个实施例的图8中的UWB发射机的示例性内部电路时序图。具体实施方式在以下描述中，为了解释的目的，阐述了具体细节以便提供对本专利技术的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实践本专利技术。本领域技术人员将认识到，下面所描述的本专利技术的实施例可以以各种方式并使用各种手段来执行。本领域技术人员还将认识到，其它修改、应用和实施例在本专利技术的范围内，如同本专利技术可以提供实用性的其它领域。因此，下面所描述的实施例说明了本专利技术的具体实施例，并且意在避免使本专利技术难以理解。在说明书中提及“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例所描述的特定特征、结构、特性或功能被包括在本专利技术的至少一个实施例中。说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”等不一定都是指同一个实施例。此外，附图中的部件之间的连接不限于直接实现的连接。相反，在附图中示出的部件之间的连接可以通过向其添加中间部件而被修改或者以其它方式进行改变，而不脱离本专利技术的教导。图1示出了根据本专利技术一个实施例的示例性UWB通信系统100的示意图。如所示，一个或多个UWB发射机106a-106c可以将UWB信号/信标120发射到一个或多个接收机104a-104n。来自接收机104a-104n的输出信号可以被发送到交换模块108(例如，以太网供电交换机)，其中交换模块108可以控制从接收机104a-104n到服务器110(例如，计算机)的数据流。例如，交换模块108可以经由单根电缆耦合到服务器110，以便从接收机104a-104n发射数据并向接收机104a-104n提供电力。应当注意的是，可以在系统100中包括任何适当数量的UWB发射机。同样，应当注意的是，可以在系统100中包括任何适当数量的UWB接收机。在实施例中，发射机106a-106c中的每一个可以是能够在预设频带中发射UWB信号的标签。在实施例中，使用由接收机104a-104n接收的UWB信号和三角测量技术(triangulationtechnique)，可以确定发射机106a-106c的确切位置。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的UWB发射机的示意图200。如所示，UWB发射机200包括：标签202；以及诸如钮扣电池之类的电源206，用于向标签202提供电力。(注意，标签202和电源206可以形成整体。)在实施例中，可以将标签202实施在集成电路(IC)芯片中。UWB发射机200还可以包括在通过端口254从振荡器210接收电力时振荡的外部晶振208。由于使外部晶振208和振荡器210一起工作以生成时钟信号XTAL_CLK，因此术语振荡器可以统一指外部晶振208和振荡器210。标签202可以包括用于管理标签的功耗的功率管理电路230(或简称为功率管理器)；用于存储信息的一次可编程存储器(OTP)220；用于存储从OTP220下载的信息的读/写存储器218(例如，串行外围接口(SPI)注册表)；用于控制/监控对标签202的一个或多个部件的操作的状态机212；用于经由TEST端口250向外部主机控制器204发送信息的测试/校准及微控制器通路(access)214(或简称为TC通路)；用于生成波形的脉冲整形电路216；用于以期望的频率生成载波信号的压控振荡器(VCO)240；用于生成和发送放大的信号的功率放大器242(优选为差分放大器)；用于将UWB信号发射到(一个或多个)接收机的天线241；以及用于将标签的部件彼此电连接的一条或多条总线260。功率管理器230可以包括：用于监控电源206的电压电平的电源检测器232；以及用于发送处于预设电压电平的输出信号的低压降(LDO)&带隙调节器234(或简称为LDO)。注意，UWB发射机200可以包括其它部件和/或部件中的某些可以被其它适当的电气部件替换的部件。在实施例中，为了优化功耗，标签202可以在其正常操作(即，发射UWB信号)期间保持在低功率模式下，并且仅当其执行某些任务(例如，将存储在OTP220中的信息下载到读/写存储器218以及测试/调试标签202)时才进入高功率模式。在实施例中，OTP220包含诸如芯片配置、标签标识(TID)、睡眠模式持续时间、VCO240的校准值、以及用于操作标签202的其它参数之类的信息。OTP220的功耗可以高于读/写存储器218的功耗。因此，在实施例中，为了降低功耗，将存储在OTP220中的信息下载到读/写存储器218中，并且标签202为了所下载的信息访问读/写存储器218。图3示出了图2中的UWB发射机200的操作图300。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的图2中的UWB发射机200的示例性内部电路时序图。如图3和图4所示，当电源206斜升到预设电压电平时，标签202进入到高功率模式302中。更具体而言，当电源206连接到标签202(或者用户激活标签)时，VBATT信号402在转变周期A之后达到其稳定状态。注意，处于稳定状态的VBATT信号402和转变周期可以取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽带(UWB)发射机标签，包括：耦合到电源用于对所述UWB发射机标签进行功耗管理的功率管理电路，在所述电源斜升到预设电压电平之后所述标签进入高功率模式；经由开关耦合到所述功率管理电路的存储器，所述存储器在所述高功率模式中被开启，以将存储在所述存储器中的信息下载到读和写存储器中；以及耦合到所述功率管理电路的状态机，在从所述存储器下载所述信息完成之后，所述状态机改变存储器下载信号的状态，以使所述UWB发射机标签能够进入低功率模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 US 62/168,0041.一种超宽带(UWB)发射机标签，包括：耦合到电源用于对所述UWB发射机标签进行功耗管理的功率管理电路，在所述电源斜升到预设电压电平之后所述标签进入高功率模式；经由开关耦合到所述功率管理电路的存储器，所述存储器在所述高功率模式中被开启，以将存储在所述存储器中的信息下载到读和写存储器中；以及耦合到所述功率管理电路的状态机，在从所述存储器下载所述信息完成之后，所述状态机改变存储器下载信号的状态，以使所述UWB发射机标签能够进入低功率模式。2.根据权利要求1所述的UWB发射机标签，其中，所述存储器是一次可编程存储器(OTP)。3.根据权利要求1所述的UWB发射机标签，其中，所述存储器下载信号在所述信息下载期间被设为低，并在所述信息下载完成之后被设为高。4.根据权利要求1所述的UWB发射机标签，其中，在所述低功率模式中，所述UWB发射机标签在预设时间间隔期间处于睡眠模式，并在所述预设时间间隔期间结束时进入过渡模式以发射UWB信号。5.根据权利要求4所述的UWB发射机标签，其中，在发射所述UWB信号之后，所述UWB发射机标签从所述过渡模式返回到所述睡眠模式。6.根据权利要求1所述的UWB发射机标签，还包括耦合到所述状态机的测试和校准通路(TC通路)，所述TC通路经由所述UWB发射机标签上的测试端口与外部主机控制器通信。7.根据权利要求6所述的UWB发射机标签，其中，在所述主机控制器发送中断信号之后，当所述状态机将主机中断信号设为高时，所述UWB发射机标签进入所述高功率模式。8.根据权利要求7所述的UWB发射机标签，其中，在一个或多个主机控制器启动的任务完成之后，当所述状态机将所述主机中断信号设为低时，所述UWB发射机标签进入所述低功率模式。9.一种超宽带(UWB)发射机标签，包括：用于生成参考电压的调节器；用于读取所述电源的电压电平的分压器；耦合到所述调节器和所述分压器的比较器，所述比较器将所述分压器的输出电压与所述参考电压进行比较，并当所述分压器的输出电压低于所述参考电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·S·慕塔尔，K·帕尔拉万，E·E·柯昂，C·J·拉泽尔，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国,US