应答器制造技术

提供了一种应答器(202)，包括天线(160)、整流器(220)并可选地包括副载波调制器(210)，其中，所述天线(诸如天线线圈)用于通过电磁场将应答器感应耦合至阅读器，将来自阅读器的能量传送至应答器，所述电磁场以载波频率交变；所述整流器具有耦合至天线用于从天线接收交流电流的天线侧以及用于向应答器提供直流电流的应答器侧；所述副载波调制器用于利用数据信号对副载波进行调制，以便获得发射信号。副载波调制器耦合至整流器的应答器侧，使得整流器利用发射信号对电磁场进行调制，以便将发射信号发送至阅读器。通过将整流器用于将交流电流转换为直流电流并用作模拟混频器，实现了应答器的增大范围，而无需载波的产生和同步。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供了一种应答器(202)，包括天线(160)、整流器(220)并可选地包括副载波调制器(210)，其中，所述天线(诸如天线线圈)用于通过电磁场将应答器感应耦合至阅读器，将来自阅读器的能量传送至应答器，所述电磁场以载波频率交变；所述整流器具有耦合至天线用于从天线接收交流电流的天线侧以及用于向应答器提供直流电流的应答器侧；所述副载波调制器用于利用数据信号对副载波进行调制，以便获得发射信号。副载波调制器耦合至整流器的应答器侧，使得整流器利用发射信号对电磁场进行调制，以便将发射信号发送至阅读器。通过将整流器用于将交流电流转换为直流电流并用作模拟混频器，实现了应答器的增大范围，而无需载波的产生和同步。【专利说明】应答器
本专利技术涉及一种包括天线、整流器和副载波调制器的应答器(transponder)，其中，所述天线用于接收阅读器产生的电磁场，将来自阅读器的能量传送至应答器，电磁场以载波频率交变；所述整流器具有链接至天线用于从天线接收交流电流的天线侧以及用于给应答器提供直流电流的应答器侧；所述副载波调制器用于利用数据信号对副载波进行调制，以便获得发射信号。
技术介绍
应答器如RFID或NFC系统等依赖于电磁波交换，特别是在近场中依赖于与阅读器之间的感应耦合以便进行功率和数据传输。应答器常常包括电子数据承载装置，通常为单个微芯片和天线，例如用作天线的大面积线圈。利用负载调制可以将数据从应答器传送至阅读器。如果将应答器放置在阅读器天线的交变磁场内，那么这会从电磁场中抽取(draw)能量。这种附加的功率消耗可以在阅读器处测量。通过切换应答器天线处的负载电阻，可以通过这种效应传送数据。然而，随着应答器正变得越来越小，负载调制效应变得不那么有效。较小的应答器天线没有从阅读器场(reader field)中积累足够的能量。因此，用于解调的线圈电压太低，即使是在用于负载调制的晶体管上。此外，到阅读器的反向耦合也较差。通过增加电池电源可以改善数据传送。在这种情况下，可以使用主动的载波调制来代替被动的负载调制。这种方法的缺点在于，用于调制的载波频率(fc)需要具有与由应答器接收到的载波频率完全同相。这种同步是难以实现的并且需要附加的同步电路。
技术实现思路
实现缓解这些和其他问题的改进应答器是有利的。提供了一种包括应答器，包括:天线，用于接收阅读器产生的电磁场，将来自阅读器的能量传送至应答器，所述电磁场以载波频率交变；整流器，具有链接至天线用于从天线接收交流电流的天线侧以及用于向应答器提供直流电流的应答器侧；以及数据信号源，用于产生对数字信息进行编码的电子数据信号，其中数据信号源耦合至整流器的应答器侧，整流器利用数据信号对所述电磁场进行调制，以便将数据信号发送至阅读器。整流器用于对从阅读器接收到的交变电流进行整流并且向应答器提供直流电流。专利技术人认识到:整流器还用作模拟混频器(analog mixer) 0通过将数据源耦合至整流器的应答器侧，整流器将利用数据信号对电磁场进行调制，从而将数据信号发送至阅读器。数据信号可以直接调制在载波信号上，或者可以经由副载波调制器来调制在载波信号上，其中副载波调制器首先利用数据信号对副载波进行调制。例如，直接调制可以通过经由幅度调制将数据信号调制到电磁场上来完成。当应答器是UHF-RFID时，直接调制特别有利。对于UHF-RFID,UHF-RFID天线优选地用作天线。数据源可以包括在从整流器接收功率的应答器电路中。例如，数据源可以是数字电路。数据源可以产生数据信号，部分地利用软件，但软件不是必要的。数据源可以使用常规的基带信号，例如利用曼彻斯特编码(ManchesterCoding)对数字数据进行编码。数字数据可以包括标识符(identifier)。数据信号的比特率可以是106kBit/s。具有副载波调制器的一实施例如下。应答器包括:天线，用于接收阅读器产生的电磁场，将来自阅读器的能量传送至应答器，所述电磁场以载波频率交变；整流器，具有链接至天线用于从天线接收交流电流的天线侧以及用于向应答器提供直流电流的应答器侧；以及副载波调制器，用于利用数据信号对副载波进行调制，以便获得发射信号，其中副载波调制器耦合至整流器的应答器侧，整流器利用发射信号对电磁场进行调制，以便将发射信号发送至阅读器。整流器用于对从阅读器接收到的交变电流进行整流并且向应答器提供直流电流。专利技术人认识到:整流器还用作模拟混频器。通过将副载波调制器耦合至整流器的应答器侧，整流器将利用发射信号对电磁场进行调制，从而将发射信号并因此将数据信号发送至阅读器。副载波调制器不是必要的，例如对于UHF-RFID，因为用作混频器的整流器能够经由幅度调制将数据信号直接调制在载波信号上。在一实施例中，应答器包括耦合至整流器的应答器侧的应答器电路。应答器电路配置为执行应答器的任务。例如，应答器电路可以包括存储标识符的非易失性存储器。应答器电路可以包括发送电路以将标识符发送至阅读器。应答器电路可以产生数据信号，可能利用某些位码(bit code)。在一实施例中，应答器包括耦合至整流器的应答器侧和应答器电路的电压源。电压源驱动应答器电路。电压源提供发射功率。与被动的负载调制相比，通过利用电压源增大了应答器的范围。电压源(例如电容器)用作电源；这样不需要获得整流器的混频器功能。可以利用电压源(例如电池)给出增大范围的优势，而没有需要同步电路(例如PLL)的缺点。在一实施例中，电压源是电容器，设置用于从整流器充电。利用电容器的优势在于不需要电池，而仍然保留增大范围的优势。通过载波调制的范围扩展先前只可能存在于电池供电的应答器。另一方面，使用电池作为电压源也是可能的。利用电池的优势在于独立于或者更少依赖于阅读器的场，同时仍然不需要同步电路用于与载波频率同步。应答器还可以利用可充电电池，可充电电池可以在阅读器的场中像电容器一样充电。电容器需要选择为使载波频率平滑，但是不抑制(平滑)基带发射信号。通过利用针对电容器的一系列值并且观察平滑，可以获得这种电容器。可以选择使用平滑足以使应答器工作而尚未消除(smooth out)基带发射信号的电容器。如果需要较高的功率，那么可以使用与具有电阻器或者线圈的平滑电容器分离的第二电容器。对于非常高的功率需求，可以利用附加的电荷泵将电容器加载至更高等级。整流器的天线侧包括两个连接点，用于在两个连接点之间容纳天线，即天线与整流器的天线侧是并联的。整流器的应答器侧包括两个连接点。应答器侧的其中一个连接点被称作负端(_)。整流器的应答器侧的另外一个连接点被称作正端(+)。应答器电路连接至正端和负端(_)。副载波调制器也可以连接至正端和负端(_)。电压源可以连接在正端和负端㈠之间。连接点也可以被称作“管脚”。存储电容器(reserVoir capacitor)(也被称为平滑电容)减小了来自整流器的已整流交流输出电压波形中的变化。在一实施例中，整流器是全波整流器。在一实施例中，整流器是二极管电桥。可以使用的二极管电桥具有四个二极管。在一实施例中，电容器与应答器的天线并联连接，选择电容器的电容，使得它与天线线圈的线圈电感组合形成并联谐振电路，并联谐振电路具有对应于阅读器的载波频率的谐振频率。通过并联谐振电路中的谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应答器(200、202)，包括：?天线(160)，用于接收阅读器产生的电磁场，将来自阅读器的能量传送至应答器，所述电磁场以载波频率交变，?整流器(120、220)，具有链接至天线用于从天线接收交流电流的天线侧以及用于向应答器提供直流电流的应答器侧，以及?数据信号源，用于产生对数字信息进行编码的电子数据信号，其中?数据信号源耦合至整流器的应答器侧，整流器利用数据信号对所述电磁场进行调制，以便将数据信号发送至阅读器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·克利斯汀·约瑟夫·奥斯卡·普雷斯特罗斯，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：