一种带自动调节负载电阻的调制电路制造技术

本发明专利技术提供了一种带自动调节负载电阻的调制电路，所述调制电路包括电磁感应耦合电路、整流电路、限幅电路和自调节电路，其中，电磁感应耦合电路包括第一电感器、第二电感器和第一电容器，第一电感器的两端连接交流功率电源，第二电感器的一端连接第一电容器的一端，第二电感器的另一端与第一电容器的另一端相连接，第二电感器与第一电感器通过互感系数相连接。本发明专利技术由于整流电路和限幅电路中的NMOS晶体管分别独立连接成二极管形式，降低了整流电路和限幅电路以及所述调制电路之间的相互串扰。同时，本发明专利技术中所述调制电路中的NMOS晶体管可以成比例复制限幅电路中的NMOS晶体管的电流，能够降低调制电路的静态工作功耗。

A Modulation Circuit with Automatic Load Resistance Regulation

【技术实现步骤摘要】
一种带自动调节负载电阻的调制电路
本专利技术属于集成电路中的射频识别
，涉及一种带自动调节负载电阻的调制电路。
技术介绍
射频识别技术是一种非接触的自动识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID），它的基本原理就是利用无线射频信号在阅读器和应答器之间进行数据传输，实现目标识别和信息交换。应答器天线上的负载电阻（接通或断开）会造成阅读器天线的电压变化，从而实现应答器至阅读器的数据传输，这种数据传输方式称为负载调制，负载调制的工作原理示意图如图1所示。由于阅读器天线与应答器天线之间的耦合很弱，所以阅读器天线上的有用信号电压要远小于阅读器天线上的输出电压。实际中，对于13.56MHzRFID系统中，当阅读器天线的输出电压幅度为100V时，有用信号的电压幅度只有10mV左右，这样对阅读器解调电路的性能提出了很高的要求。当应答器处于强磁场调制时，为了有效地增大阅读器天线上的调制信号电压幅度，应答器的调制负载电阻必须要足够小，但是过小的调制负载电阻，也会增大应答器处于弱磁场调制时对阅读器天线上调制电压幅度的影响，这样会增大阅读器天线上的干扰信号，这样对高灵敏的阅读器不利，容易造成阅读器调解失败，所以设计和研究出高质量的应答器调制电路具有非常重要的意义。参看图2，串联谐振的阅读器等效电路，是由串联电感L1、串联电容C1、串联电阻R1和应答器复数变换阻抗构成，阅读器天线中的电流为，输出电压为（应答器和阅读器的磁互感量为，应答器天线中的电流为）：当阅读器等效电路处在串联谐振时，和互相抵消，此时可得:参看图3，阅读器邻近的应答器等效电路，是由电感L2、并联谐振电容C2、串联电阻R2和应答器负载电阻构成，应答器天线中的电流为：把公式（3）带入公式（2），可得应答器的变换阻抗：通过公式（4）可以看出，变换阻抗受耦合系数k、谐振电容C2、负载电阻的影响，因此可以通过二进制编码信号来改变谐振电容C2或负载电阻，实现应答器到阅读器的信息传送，这就是所谓的电阻负载调制或电容负载调制。传统上应答器会采用电阻负载调制，结构简单，电源系统稳定，而电容负载调制，不但结构复杂，而且谐振频率也不稳定，容易造成应答器电源系统的不稳定。现代射频识别技术中，如图4所示，传统应答器中的调制电路以及射频前端模拟电路，应答器120为了实现与不同型号以及不同距离的阅读器110进行信息传输，这就要求NMOS晶体管NM10的导通电阻要很小，满足应答器120处于强磁场时也能够有效影响阅读器110天线上的电压幅度，完成应答器120到阅读器110之间的通信。当然，这样会带来一些新的问题：1）、应答器120处在弱磁场调制时，调制负载电阻比较小，导致阅读器110的调制信号幅度比较大，此时阅读器110天线上的干扰信号也比较多，不利于信号的解调；2）、当应答器120处在弱场调制时，应答器120获取的能量会比较小，此时调制负载电阻也比较小，容易造成应答器120电源电压急速下降，进一步导致应答器120芯片工作不正常；3）、应答器120采用小负载电阻调制，就必须设计面积过大的调制负载电阻，会造成芯片面积过大，不易集成。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提出一种带自动调节负载电阻的调制电路，该调制电路适用于不同磁场强度，具有自动调节负载电阻，能够满足应答器在不同磁场强度下的使用要求。为了达到上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种带自动调节负载电阻的调制电路，所述调制电路包括电磁感应耦合电路、整流电路、限幅电路和自调节电路，其中，电磁感应耦合电路包括第一电感器、第二电感器和第一电容器，第一电感器的两端连接交流功率电源，第二电感器的一端连接第一电容器的一端，第二电感器的另一端与第一电容器的另一端相连接，第二电感器与第一电感器通过互感系数相连接；整流电路包括第二电容器、第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管，第一NMOS晶体管的源端、第二NMOS晶体管的源端与第二电容器的一端相连接并接地GND，第一NMOS晶体管的栅端、第二NMOS晶体管的漏端、第三NMOS晶体管的栅端、第三NMOS晶体管的漏端与电磁感应耦合电路中的第二电感器的一端相连接，第二NMOS晶体管的栅端、第一NMOS晶体管的漏端、第四NMOS晶体管的栅端、第四NMOS晶体管的漏端与电磁感应耦合电路中的第二电感器的另一端相连接，第三NMOS晶体管的源端、第四NMOS晶体管的源端与第二电容器的另一端相连接并作为整流电路输出端VCC；限幅电路包括第五NMOS晶体管、第六NMOS晶体管、第七NMOS晶体管、第八NMOS晶体管、第九NMOS晶体管、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管、第三PMOS晶体管和第四PMOS晶体管，第五NMOS晶体管的栅端、第五NMOS晶体管的漏端、第七NMOS晶体管的栅端、第七NMOS晶体管的漏端与接收天线的一端相连接，第六NMOS晶体管的栅端、第六NMOS晶体管的漏端、第八NMOS晶体管的栅端、第八NMOS晶体管的漏端与接收天线的另一端相连接，第五NMOS晶体管的源端、第六NMOS晶体管的源端与第一PMOS晶体管的源端相连接，第一PMOS晶体管的漏端、第二PMOS晶体管的栅端与第二PMOS晶体管的源端相连接，第二PMOS晶体管的漏端、第二PMOS晶体管的栅端与第三PMOS晶体管的源端相连接，第三PMOS晶体管的漏端、第三PMOS晶体管的栅端、第四PMOS晶体管的源端与第九NMOS晶体管的栅端相连接，第四PMOS晶体管的漏端、第四PMOS晶体管的栅端、第九NMOS晶体管的源端与地GND相连接，第七NMOS晶体管的源端、第八NMOS晶体管的源端与第九NMOS晶体管的漏端相连接；自调节电路包括第十NMOS晶体管、第十一NMOS晶体管、第五PMOS晶体管、第六PMOS晶体管、第一电阻、第一BUF、第一放大器和第一数字信号发生电路，第十NMOS晶体管的漏端、第五PMOS晶体管的漏端、第五PMOS晶体管的栅端与第六PMOS晶体管的栅端相连接，第五PMOS晶体管的源端、第六PMOS晶体管的源端、第一放大器的电源输入端与VCC相连接，第六PMOS晶体管的漏端、第一电阻的一端与第一放大器的正输入端相连接，第一放大器的负输入端、第一放大器的输出端与第一BUF的电源相连接，第一数字信号发生电路输出端与第一BUF的输入端相连接，第一BUF的输出端与第十一NMOS的栅极相连接，第十一NMOS晶体管的漏端与限幅电路的第九NMOS晶体管的漏端相连接，第十一NMOS晶体管的栅极与限幅电路的第九NMOS晶体管的栅端相连接，第十NMOS晶体管的源端、第十一NMOS晶体管的源端、第一电阻的另一端与地GND相连接。优选地，所述调制电路中，电磁感应耦合电路中的第一电感器为解读器，电磁感应耦合电路中的第二电感器和第一电容器，与调制电路中的整流电路、限幅电路和自调节电路组成应答器。优选地，所述调制电路工作中，当应答器处于发送信号时，此时自调节电路中的第一数字信号发生电路处于正常工作模式，当电磁感应耦合电路中的第一电感发射功率变大或者电磁感应耦合电路中的第一电感与第二电感之间的耦合系数变大，会使限幅电路中的第三PMOS晶体管的栅端电压变高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带自动调节负载电阻的调制电路，其特征在于，所述调制电路包括电磁感应耦合电路、整流电路、限幅电路和自调节电路，其中，电磁感应耦合电路包括第一电感器、第二电感器和第一电容器，第一电感器的两端连接交流功率电源，第二电感器的一端连接第一电容器的一端，第二电感器的另一端与第一电容器的另一端相连接，第二电感器与第一电感器通过互感系数相连接；整流电路包括第二电容器、第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管，第一NMOS晶体管的源端、第二NMOS晶体管的源端与第二电容器的一端相连接并接地GND，第一NMOS晶体管的栅端、第二NMOS晶体管的漏端、第三NMOS晶体管的栅端、第三NMOS晶体管的漏端与电磁感应耦合电路中的第二电感器的一端相连接，第二NMOS晶体管的栅端、第一NMOS晶体管的漏端、第四NMOS晶体管的栅端、第四NMOS晶体管的漏端与电磁感应耦合电路中的第二电感器的另一端相连接，第三NMOS晶体管的源端、第四NMOS晶体管的源端与第二电容器的另一端相连接并作为整流电路输出端VCC；限幅电路包括第五NMOS晶体管、第六NMOS晶体管、第七NMOS晶体管、第八NMOS晶体管、第九NMOS晶体管、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管、第三PMOS晶体管和第四PMOS晶体管，第五NMOS晶体管的栅端、第五NMOS晶体管的漏端、第七NMOS晶体管的栅端、第七NMOS晶体管的漏端与接收天线的一端相连接，第六NMOS晶体管的栅端、第六NMOS晶体管的漏端、第八NMOS晶体管的栅端、第八NMOS晶体管的漏端与接收天线的另一端相连接，第五NMOS晶体管的源端、第六NMOS晶体管的源端与第一PMOS晶体管的源端相连接，第一PMOS晶体管的漏端、第二PMOS晶体管的栅端与第二PMOS晶体管的源端相连接，第二PMOS晶体管的漏端、第二PMOS晶体管的栅端与第三PMOS晶体管的源端相连接，第三PMOS晶体管的漏端、第三PMOS晶体管的栅端、第四PMOS晶体管的源端与第九NMOS晶体管的栅端相连接，第四PMOS晶体管的漏端、第四PMOS晶体管的栅端、第九NMOS晶体管的源端与地GND相连接，第七NMOS晶体管的源端、第八NMOS晶体管的源端与第九NMOS晶体管的漏端相连接；自调节电路包括第十NMOS晶体管、第十一NMOS晶体管、第五PMOS晶体管、第六PMOS晶体管、第一电阻、第一BUF、第一放大器和第一数字信号发生电路，第十NMOS晶体管的漏端、第五PMOS晶体管的漏端、第五PMOS晶体管的栅端与第六PMOS晶体管的栅端相连接，第五PMOS晶体管的源端、第六PMOS晶体管的源端、第一放大器的电源输入端与VCC相连接，第六PMOS晶体管的漏端、第一电阻的一端与第一放大器的正输入端相连接，第一放大器的负输入端、第一放大器的输出端与第一BUF的电源相连接，第一数字信号发生电路输出端与第一BUF的输入端相连接，第一BUF的输出端与第十一NMOS的栅极相连接，第十一NMOS晶体管的漏端与限幅电路的第九NMOS晶体管的漏端相连接，第十一NMOS晶体管的栅极与限幅电路的第九NMOS晶体管的栅端相连接，第十NMOS晶体管的源端、第十一NMOS晶体管的源端、第一电阻的另一端与地GND相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种带自动调节负载电阻的调制电路，其特征在于，所述调制电路包括电磁感应耦合电路、整流电路、限幅电路和自调节电路，其中，电磁感应耦合电路包括第一电感器、第二电感器和第一电容器，第一电感器的两端连接交流功率电源，第二电感器的一端连接第一电容器的一端，第二电感器的另一端与第一电容器的另一端相连接，第二电感器与第一电感器通过互感系数相连接；整流电路包括第二电容器、第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管，第一NMOS晶体管的源端、第二NMOS晶体管的源端与第二电容器的一端相连接并接地GND，第一NMOS晶体管的栅端、第二NMOS晶体管的漏端、第三NMOS晶体管的栅端、第三NMOS晶体管的漏端与电磁感应耦合电路中的第二电感器的一端相连接，第二NMOS晶体管的栅端、第一NMOS晶体管的漏端、第四NMOS晶体管的栅端、第四NMOS晶体管的漏端与电磁感应耦合电路中的第二电感器的另一端相连接，第三NMOS晶体管的源端、第四NMOS晶体管的源端与第二电容器的另一端相连接并作为整流电路输出端VCC；限幅电路包括第五NMOS晶体管、第六NMOS晶体管、第七NMOS晶体管、第八NMOS晶体管、第九NMOS晶体管、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管、第三PMOS晶体管和第四PMOS晶体管，第五NMOS晶体管的栅端、第五NMOS晶体管的漏端、第七NMOS晶体管的栅端、第七NMOS晶体管的漏端与接收天线的一端相连接，第六NMOS晶体管的栅端、第六NMOS晶体管的漏端、第八NMOS晶体管的栅端、第八NMOS晶体管的漏端与接收天线的另一端相连接，第五NMOS晶体管的源端、第六NMOS晶体管的源端与第一PMOS晶体管的源端相连接，第一PMOS晶体管的漏端、第二PMOS晶体管的栅端与第二PMOS晶体管的源端相连接，第二PMOS晶体管的漏端、第二PMOS晶体管的栅端与第三PMOS晶体管的源端相连接，第三PMOS晶体管的漏端、第三PMOS晶体管的栅端、第四PMOS晶体管的源端与第九NMOS晶体管的栅端相连接，第四PMOS晶体管的漏端、第四PMOS晶体管的栅端、第九NMOS晶体管的源端与地GND相连接，第七NMOS晶体管的源端、第八NMOS晶体管的源端与第九NMOS晶体管的漏端相连接；自调节电路包括第十NMOS晶体管、第十一NMOS晶体管、第五PM...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志亮，朱永成，霍俊杰，况立雪，豆玉娇，
申请(专利权)人：北京同方微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11