放大器调制制造技术

总体而言，本发明专利技术旨在提供高效的放大器用于无线射频识别（ＲＦＩＤ）的应用。具体来说，本发明专利技术提供高效放大器，其需要很小的功率而具有显著的调制带宽达到高数据通信速率。该放大器利用Ｅ类放大器很多元件，包括第一晶体管、连接第一晶体管至电源的电感器，以及并行连接至电源晶体管的并联电容。第二晶体管并行连接至第一晶体管。控制器有选择地控制第一和第二晶体管以得到在高调制带宽上的幅度调制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线射频系统，更具体的，本专利技术涉及无线射频系统中的放大器调制。背景无线射频识别(RFID)技术已被广泛地用于几乎每个行业，包括交通、制造、废物管理、邮件跟踪、航空行李核对系统和高速公路收费管理。RFID技术的一个普通应用是用在防止入店偷窃或非未经授权就移除商品的电子商品监视(EAS)系统中。具体地，EAS系统可用来检测经过激励场的EAS标记(标签)的存在。零售点、图书馆、音像店等利用RFID技术结合EAS系统来协助进行资产管理、组织和存货跟踪。典型的RFID系统包括RFID标签、RFID阅读器和计算装置。RFID阅读器包括可传送能量或信息给标签的发送器、从标签接收身份和其它信息的接收器。计算装置处理RFID阅读器得到的信息。通常，接收到的来自标签的信息对特定的应用是明确的，但该信息也常常提供标签所附物品的识别标识，它可以是制成品、车辆、动物或个体，或几乎其它任何有形的物品。也可提供该物品的其它数据。在制造过程中，标签可用于，如指示制造过程中汽车底盘的油漆颜色和其它有用的信息。发送器输出无线射频(RF)信号产生激励场，标签由此得到功率使得之能够返回携带信息的无线射频信号。标签使用预定义的协议进行通信，使得RFID阅读器能并行地或基本上同时地接收来自多标签的信息。计算装置作为信息管理系统而使用，接收来自RFID阅读器的信息并进行一些动作，如更新数据库或发出警报。另外，计算装置也作为用于经由发送器把数据编程进标签的一种装置。为了传送数据，发送器和标签根据各种调制技术，包括振幅调制(AM)、相位调制(PM)、频率调制(FM)、频移键控(FSK)、脉冲位置调制(PPM)、脉冲宽度调制(PDM)和连续波调制(CW)，来调制载波。具体地，发送器利用放大器，典型为A类或A/B放大器来驱动带有已调制输出信号的天线。放大器需要，例如10瓦特的功率来产生只有一瓦特功率的无线射频信号。换句话说，传统的阅读器消耗超过9瓦特的功率来产生一瓦特的输出，导致只有大约10％的功效。这种放大器的散热要求和功率消耗不太适合很多的应用，包括那些要求低成本的手持RF阅读器。因此，虽然传统的手持阅读器有诸如100毫瓦等更小的功率输出，但它已经限制了通信范围并有着相似的功率无效性。摘要总体而言，本专利技术涉及用于无线射频识别(RFID)应用的有效放大器。具体来说，本专利技术提供高效的放大器，只要很少的功率却有显著的调制带宽从而得到高数据通信速率。该放大器集成E类放大器的许多元件，而克服此种放大器中典型存在的带宽限制和其它限制。在一个实施例中，本专利技术旨在提供用于产生调幅RF信号来与RFID标签进行通信的装置。该装置利用包括第一晶体管的E类放大器。第二晶体管用于连接并行于第一晶体管的电流路径。可通过串联电阻或其它方式来限制该路径中的电流。控制器有选择地控制第一和第二晶体管以得到在高调制带宽上的100％的幅度调制。在另一个实施例中，本专利技术旨在提供用于产生具有少于100％幅度调制，诸如10％幅度调制的调幅RF信号的装置。该装置包括E类放大器，其具有第一晶体管和通过第一电阻耦合第一晶体管到供电电压的电感器。第二晶体管并行连接至第一电阻。控制器耦连至第一和第二晶体管。通过激活和停用第二晶体管，控制器改变供电电压，对所产生的RF信号进行幅度调制。在另一个实施例中，本专利技术旨在提供无线射频识别(RFID)阅读器，其包括产生调幅信号的放大器。该放大器包括耦合第一晶体管一个电感器和通过第一电阻至电源的并联电容。放大器中的第二晶体管用于连接并行于第一晶体管的电流路径。第三晶体管并行连至第一电阻。控制器有选择地控制第一、第二和第三晶体管。RFID阅读器包括接收调幅信号和输出RF通信的天线。在另一个实施例中，本专利技术旨在提供产生调幅信号的方法。在第一时间段中，E类放大器的第一晶体管在某一频率处被调制。当调制该第一晶体管时，并行连至第一晶体管的第二晶体管被停用。然后，在第二时间段中，第一和第二晶体管分别被同时停用和激活。本专利技术提供有很多的优点。不同于传统的E类放大器被限制为相对狭窄的调制带宽，在此所述的本专利技术的放大器能取得大大增加的数据传送速率。具体地，传统的E类放大器的大的电感阻碍流经它的电流进行快速的幅度调制，因此也阻碍了由传统的E类放大器产生的RF能量的快速幅度调制。通过使用与第一晶体管并行的第二晶体管，以及有选择地激活和停用该晶体管，本专利技术放大器的电流在调制中不会如传统的E类放大器那样衰退和重建，而是电流水平保持相对稳定。另外，本专利技术的放大器比典型用于获得更高带宽的其它放大器需要更少的功率。因此，本专利技术减少了散热要求，因此降低了对昂贵的散热器和电池的需要。因此，该放大器可用于完全便携式的手持RFID阅读器，能符合需要更高调制频率的RFID标准。本专利技术的一个或多个实施例的详情在下面随附的图和描述中阐明。本专利技术的其它特征、对象和优点从描述、图表和权利要求中将变得显然。附图的简述附图说明图1是一框图，示出实例无线射频识别(RFID)系统。图2是一框图，示出实例RFID阅读器。图3是一示意图，示出RFID阅读器中使用的实例放大器。图4是图形，示出示例调幅信号。图5是一示意图，示出RFID阅读器中使用的另一实例放大器。图6是图形，示出另一调幅信号. 图7是一示意图，示出依照本专利技术的示例放大器。详述图1是一框图，示出实例无线射频识别(RFID)系统2。RFID系统2包括通过无线射频信号16与标签14交互动作的RFID站(“station”)4。具体地，站4包括RFID阅读器(“reader”)12，通过天线15产生和接收RF通信16向标签14提供能量以及从标签14接收信息。阅读器12和标签14使用根据定义的诸如ISO/IEC14443和ISO/IEC15693标准等协议调幅的RF通信16进行通信。站4提供工作站或其它计算环境来处理从标签14接收的信息，提供标签编程信息给阅读器12。站4包括，例如，通过通信链路13与阅读器12通信的处理器8。如图所示，阅读器12可内置、外置于站4，甚至可以是手持的便携式阅读器。因此，链路13可以是RS-232串行通信链路、无线链路或其它合适的连接，来与阅读器12交流信息。处理器8维护表示各种物品、标签及相关信息的汇编数据11。通过输入装置10和显示器6，操作者与站4互动。处理器8接收操作者的输入，并响应而更新数据11。操作者可提供，例如身份标识或其它描述标签14所附的物品的信息。数据11可包含，例如存储物品条形码信息的条形码数据库。处理器8通过链路13传送信息给阅读器12，阅读器12输出适当的RF信号16对标签14编程。处理器8可存储数据11在任何合适的计算机可读介质上，如随机访问存储器(RAM)、非易失存储器、磁介质等等。如下面的详述，阅读器12包括了需要很小功率而得到显著数据速率的高效放大器。具体地，放大器结合了E类放大器的许多元件，而克服此种放大器存在的调制带宽的限制。因此，RFID阅读器12能符合需要更宽调制带宽的RFID标准。放大器的效率和降低的功率要求使阅读器12能降低其大小和重量。因此，阅读器12可容易地集成到桌面工作站或诸如个人数据助理(PDA)等的便携式手持计算装置中。图2是一框图，示出阅读器12的实施实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其特征在于，包括：带有第一晶体管（５０）的Ｅ类放大器（５５）；控制并行于第一晶体管的电流路径的第二晶体管（３９）；以及控制第一和第二晶体管的控制器（２４）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RD吉斯米，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]