用于防止过冲和下冲的波形整形制造技术

公开了一种发射器(1；21)，用于在射频场(3)中将调幅数据信号(2)无线传输到射频识别通信系统(5；22)的接收器(4)。发射器(1；21)包含：波发生器(6)，用于产生具有特定频率和波形的载波信号(7)；调制级(15)，用于关于要传输的数据信号调制载波信号(7)；天线(11)，其通过放大器(9)和匹配电路(10)连接到调制级(15)或波发生器(6)，用于在射频场(3)中无线传输调幅数据信号(2)，其特征在于，发射器(1；21)进一步包括整形级(16)，整形级(16)连接到波发生器(6)，用于直接或间接地根据数据信号选择载波信号(7)的波形。(7)的波形。(7)的波形。

【技术实现步骤摘要】
用于防止过冲和下冲的波形整形


[0001]本专利技术涉及一种发射器，用于在射频场(RF
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Field)中将调幅数据信号无线传输到射频识别(RFID)通信系统的接收器，该发射器包括：波发生器，用于产生具有特定频率和波形的载波信号；调制级，用于关于待传输的数据信号调制载波信号；天线，通过放大器和匹配电路连接到调制级或波发生器，以在射频场中无线传输调幅数据信号。

技术介绍

[0002]已知的射频识别通信系统，在射频识别读取器或发射器中使用像ST25R3916这样的集成电路，与有源或无源应答器进行通信。在典型的应用中，无源应答器或标签存储与其相连产品的产品标识，并使用读取器获取该产品信息。读取器通电并产生由其天线发射的磁射频场。当读取器和标签彼此靠近时，读取器产生的射频场会被感应到标签的天线中，并用于为无源标签供电。该标签还有一个收发器，用于接收来自读取器的信号并将响应发送回读取器。
[0003]有许多标准，如ISO/IEC18000
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3或ISO/IEC 14.443A型和B型，或ISO15.693或ECMA
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340 13,56MHz近场通信(NFC)或NFC Forum,或公司标准，如索尼公司的Felica，这些标准定义了用于在标签和读取器之间传输信息的协议和调制类型。这些标准中的部分或全部定义了使用振幅调制在射频场中将带有数字数据的调幅数据信号无线传输到标签。例如，ISO14.443 A型进一步定义了使用修改的米勒编码将数据信号编码为用于传输的编码数据信号。
[0004]近场通信系统已经被应用到越来越多的不同应用中。这些系统很多都有不利条件，例如附近的PCD板、金属外壳等，这会对射频场中调幅数据信号的调制形状产生负面效应。图1至图3显示了此类负面影响的示例。图1A显示了现有技术发射器的Tx引脚上的调幅数据信号的一个示例，其中Tx引脚通过放大器和匹配电路连接到天线以生成射频场。图1B显示了发射器天线附近的射频场。射频场包络的上升沿显示了载波信号最大振幅的过冲，这可能导致不符合标准，或者甚至导致发射器和接收器之间的通信失败。图2A显示了在现有技术发射器的Tx引脚上的10％ASK调幅数据信号的另一个示例，其导致射频场包络下降沿末端的下冲和射频场包络上升沿末端的过冲。图3A显示了在现有技术发射器的Tx引脚上的100％调幅数据信号的另一个示例，其导致在射频场包络上升沿末端的称为“振铃(ringing)”的效应。另一个这种负面效应被称为“驼峰(humps)”，此时射频场包络的下降沿的下降或上升沿的上升不是单调的。例如，NFC论坛第2.1版《模拟技术规范》文件第5.7.2.2段描述了这种效应。
[0005]为了解决射频场中这些有问题的负面效应，包含集成电路ST25R3916的发射器在不同电平之间动态改变载波信号的发射器电压。为了避免过冲，在射频场包络上升沿的时间帧内，在调制沿的同时动态改变发射器电压。该解决方案的缺点在于集成电路内必须存在不同的电源电压，并且必须在这些电压之间进行切换。这需要多种电压供给。否则，调节器需要非常快地改变其输出电压。
[0006]在其他发生器中实现的解决射频场中这种有问题的过冲的另一种已知解决方案是通过可控电阻变化改变Q因子来对天线进行去谐，从而动态地调整天线特性。该解决方案在US 9,654,181 B1中进行了描述，其缺点是对天线的去谐改变了天线特性，从而改变了整个天线系统的行为。这可能会导致通信范围缩小，并且在交换相关信息之前，发射器和标签之间可能会出现通信松散的风险。因此，必须非常小心地应用任何调整控制，以免产生相反的效果。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种复杂度低、通信范围广、与接收器通信稳定性好的发射器。
[0008]该目的通过一种发射器实现的，该发射器还包括：连接到波发生器的整形级，用于直接或间接地根据数据信号选择载波信号的波形。
[0009]该整形级被构建为在调制级接收数据信号或编码数据信号的同时接收该数据信号或编码数据信号，因此知道调幅数据信号的上升沿或下降沿何时出现。基于这一知识，整形级动态选择由波发生器生成的载波信号的另一个波形，在有限的时间段内具有更高或更低的能量含量，以避免过冲、下冲或可能由射频场中的干扰物体引起的射频场中的其他有问题的负面效应。波的能量含量与包含在波内或波下的区域有关。例如，如果波发生器产生的载波信号的一般波形是正弦波，并且应避免在射频场包络上升沿末端的过冲，则整形级将波发生器的一个或几个波从正弦波切换为锯齿波或三角波。由于与正弦波具有相同频率和振幅的锯齿波或三角波的能量含量低于正弦波的能量含量，因此在适当的时间具有较低能量含量的这一个或几个波有助于减少或避免射频场包络的过冲。
[0010]参考下文描述的实施例，本专利技术的这些和其他方面将变得显而易见并被阐明。本领域技术人员理解，可以组合各种实施例。
附图说明
[0011]图1A示出了在现有技术发射器的Tx引脚上的100％调幅数据信号的一个示例，其中Tx引脚通过放大器和匹配电路连接到天线以生成射频场。
[0012]图1B示出了图1A的调幅数据信号的发射器天线附近的射频场，其中射频场包络的上升沿有过冲。
[0013]图2A示出了在现有技术发射器的Tx引脚上的10％ASK调幅数据信号的另一个示例，其中Tx引脚通过匹配电路连接到天线以生成射频场。
[0014]图2B示出了图2A的调幅数据信号的发射器天线附近的射频场，其中射频场包络的下降沿有下冲，上升沿有过冲。
[0015]图3A示出了在现有技术发射器的Tx引脚上的100％调幅数据信号的另一个示例，其中Tx引脚通过匹配电路连接到天线以生成射频场。
[0016]图3B示出了图3A中调幅数据信号的发射器天线附近的射频场，其中射频场包络上升沿有过冲并且上升沿末端有称为“振铃”的效应。
[0017]图4示出了根据本专利技术的发射调幅数据信号的发射器的第一实施例。
[0018]图5A示出了图4所示发射器的Tx引脚上的10％ASK调幅数据信号，其中插入了一个
方波和一个锯齿波，以分别避免如图5B所示的射频场包络中的下冲和过冲。
[0019]图6A示出了图4所示发射器的Tx引脚上的100％调幅数据信号，其中插入了两个三角波，以避免如图6B所示的射频场包络中的过冲。
[0020]图7示出了根据本专利技术的发射调幅数据信号的发射器的第二实施例。
具体实施方式
[0021]图4示出了根据本专利技术的第一实施例的发射器1，用于在射频场3中将调幅数据信号2无线传输到射频识别通信系统5的接收器4。发射器1包括波发生器6，用于生成具有特定频率和波形的载波信号7。射频识别通信系统5符合近场通信标准ISO 18.092，其定义了具有正弦波形的13.56MHz的载波信号7的谐振频率。射频识别通信系统5还符合ISO/IEC 14.443A型和B型或ISO15.693或ECMA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射器(1；21)，用于在射频场(3)中将调幅数据信号(2)无线传输到射频识别通信系统(5；22)的接收器(4)，所述发射器(1；21)包含：波发生器(6)，用于产生具有特定频率和波形的载波信号(7)；调制级(15)，用于关于要传输的数据信号调制所述载波信号(7)；天线(11)，其通过放大器(9)和匹配电路(10)连接到所述调制级(15)或所述波发生器(6)，用于在所述射频场(3)中无线传输所述调幅数据信号(2)；其特征在于，所述发射器(1；21)进一步包括：整形级(16)，其连接到所述波发生器(6)，用于直接或间接地根据所述数据信号选择所述载波信号(7)的波形。2.根据权利要求1所述的发射器(1；21)，其中，所述发射器(1；21)进一步包括编码器级(13)，所述编码器级(13)用于对所述数据信号进行编码，将编码数据信号(14)提供给所述调制级(15)，以调制所述载波信号(7)，并且将所述编码数据信号(14)提供给所述整形级(16)，以在所述编码数据信号(14)的上升沿和/或下降沿的之前和/或之后的时间帧内整形所述载波信号(7)的波形。3.根据权利要求1或2所述的发射器(1；21)，其中，形状配置级(17)存储所述载波信号(7)的不同波形的配置数据，用于所述数据信号和/或所述编码数据信号(14)的特定波形。4.根据权利要求1至3中任一项所述的发射器(1；21)，其中，所述整形级(16)被构建为在所述射频场(3)的所述包络(18；20)的上升沿期间在所述数据信号或所述编码数据信号(14)的上升沿之后的第一时间帧(t3
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>t4)中，选择所述载波信号(7)的波形，所选择的波形与该第一时间帧(t3
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>t4)之外相比，具有相同频率，但具有较低能量含量。5.根据权利要求4所述的发射器(1；21)，其中，所述整形级(16)被构建为在所述第一时间帧(t3
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>t4)内选择所述载波信号(7)的三角波形或锯齿波形，并且在所述第一时间帧(t3
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>t4)之外选择正弦波形。6.根据权利要求1至5中任一项所述的发射器(1；21)，其中，所述整形级(16)被构建为在所述射频场(3)的所述包络(18)的下降沿期间在所述数据信号或所述编码数据信号(14)的下降沿之后的第二时间帧(t1
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>t2)中，选择所述载波信号(7)的波形，所选择的波形与该第二时间帧(t1
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>t2)之外相...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅克布，
申请(专利权)人：潘斯荣尼克斯股份公司，
类型：发明
国别省市：