一种动态整流控制电路与无源RFID及动态整流控制方法技术

一种动态整流控制电路，其特征在于，所述电路包括：谐振电容，与谐振电感并联连接于第一天线端与第二天线端之间，用于与谐振电感组成谐振电路，接收外部电磁场并将其耦合至整流电路；整流电路，其输入端连接至第一天线端与第二天线端，用于将所述谐振电路耦合的交流电源转换为直流电源并输出，以及为限幅电路提供电源，同时其一路输出端接地，用于在场强过强时将电荷输出至地；限幅电路，其电源输入端连接至所述整流电路电源输出端，其输出端连接至整流电路控制输入端。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于射频识别
，具体是指一种动态整流控制电路以及包括该电路的无源RFID，同时，本专利技术还涉及应用上述无源RFID对电路进行动态整流控制的方法。本专利技术所述无源RFID可连续的对第一天线端与第二天线端之间的电压进行动态的整流控制，当天线端电压过高时，所述的动态整流控制电路可将接地通路导通，从而使天线端的电荷输出至地，减小天线端的电荷量，使整流出的直流电压降低；当该电压在限定电压以内时，接地通路处于截止状态，整流电路将天线端的全部电荷整流为直流电源供负载电路使用，防止了过高的电压损坏负载电路，同时也防止了读卡器端接收饱和现象的发生。【专利说明】一种动态整流控制电路与无源RFID及动态整流控制方法
本专利技术属于射频识别
，具体是指一种动态整流控制电路以及包括该电路的无源RFID，同时，本专利技术还涉及应用上述无源RFID对电路进行动态整流控制的方法。
技术介绍
无源射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)标签本身不带电池，其依靠读卡器发送的电磁能量工作。由于它结构简单、经济实用，因而其在物流管理、资产追踪以及移动医疗领域获得了广泛的应用。无源RFID标签工作时，其会从周围环境中吸收读卡器发送的电磁能量。无源RFID标签在吸收能量之后，将一部分能量整流为直流电源，以供无源RFID标签内部电路工作；无源RFID标签还将另一部分能量输入内部的调制解调电路，调制解调电路会对该能量中携带的幅度调制信号进行解调，并将解调后的信号发送给无源RFID标签的数字基带部分处理。由于无源RFID标签与读卡器的距离是变化的，因此，当无源RFID标签工作时，其从周围环境中吸收的电磁能量也是变化的。当无源RFID标签离读卡器太近或读卡器发送的电磁能量太强时，无源RFID标签接收到的信号强度也较强，以至线圈上感应的电压超过了芯片中整流器模块所用的晶体管的耐压极限，造成晶体管的永久性损坏，导致RFID标签失效。无源RFID标签通过负载调制的方式传输数据到读卡器，读卡器端的线圈探测到RFID标签端线圈的阻抗变化从而获取数据。当无源RFID标签离读卡器太近或读卡器发送的电磁能量太强时，从RFID标签端耦合回来的负载调制信号容易造成读卡器接受端的饱和，以至通讯失败。这种失败在读卡器首先发命令然后等待RFID标签应答的RTF通讯模式(Reader Talk First)下更容易发生。为了解决上述耐压可靠性以及读卡器接受饱和的问题，RFID标签芯片电路内部需要施加幅度限制处理电路，以确保RFID标签上的天线两端电压被限制在一个预定的数值。电子科技大学以2010年11月30日申请的名称为《一种用于超高频射频识别标签芯片的解调电路》，申请号为201010568305.4的专利技术专利中，幅度限制功能是通过一个电压比较器实施的，该电压比较器比较了包络检波电路产生的包络信号，即数据信息，和包络信号本身的均值之间的大小对比关系，从而由电压比较器后面的反相器输出高低逻辑信号，即解调后的信号。如此，即使在读卡器与电子标签之间的很近或很远导致的信号强度差异很大的情况下，该解调电路仍能够自适应地保证均值产生电路的稳定性，从而确保了解调电路正常稳定的工作。上述专利中所用的自适应调整第一 PMOS管栅极电压的技术是间接监控射频信号强度的一种方法。其中动态调整的对象是作为等效电阻用的PMOS管，使得在不同信号强度下该PMOS管的沟道等效电阻保持稳定，也即和电容组成的滤波时间常数稳定，最终获得稳定的检波效果，确保了解调电路正常稳定的工作。本申请针对整流器电压幅度的动态调整而监控射频信号强度的大小，调整对象为整流器的限幅电路，使得从天线端口到地的漏电流通路在不同的信号强度情况下有不同程度的开启程度，从而保护了射频前端的晶体管不受高压影响，也避免了读卡器端的接收饱和现象的发生。株式会社岛津制作所以2008年6月9日申请的，名称为《限幅电路》，申请号为200880129721.5的PCT专利，提出一种利用晶体管的导通、截止切掉超出上下限阈值信号电压值的限幅电路。该限幅电路是用于对信号强度的限幅，且其针对的是有恒定电源输入的电路，不同于本申请中所采用的整流控制电路，且也无法将该电路转用于RFID电路中。天津南大强芯半导体芯片设计有限公司以2007年8月20号申请的，名称为《一种射频识别标签电路系统结构及其工作方法与应用》，申请号为200710058875.7的专利技术专利，唯一的提出的专利技术点是从整流器输出的供电电源线分了几路给不同的模块，并以此提出提高了能量转换和使用效率的观点。首先，就其电源线分开几路接到不同模块的做法，是芯片设计中的常规做法，但是该申请中未能阐述清楚能量转换和使用效率是如何提高的，提高到什么程度。要达到真正的效率提高，光是该申请中所提到的接法(那本身就是一个普通接法)是不够的，用整流器输出支路直接给存储器控制模块的高压产生电路供电甚至会导致电荷泵所用的振荡器功耗很大的问题。其次，该申请没有涉及本专利申请所述动态调整整流器输入端电压幅度电路的方面，跟本专利申请的专利技术点没有重复性。上海华虹集成电路有限责任公司以2006年03月17日申请的，名称为《用于非接触式IC卡和射频识别标签芯片的限幅保护电路》，申请号为200610024814.4的专利技术专利中，提出一种以提高射频标签芯片的稳压，时钟，解调和复位电路的性能为目的的限幅电路，该限幅电路以保护瞬间感应的强场所造成的过压驱动为目的，并且解决了读卡器一端的接受饱和问题。该专利与本申请所存在的区别点在于:1、因为限幅电路的目的不同，所以上海华虹的限幅电路是由高压或者低压的检测电路控制对一个电容的充放电来产生限幅信号。该限幅信号在比场强度的变化有着明显较大的时间常数，即缓慢反应天线上电压幅度的变化。这样的技术不能起到本申请所提出的过压保护的目的，因为在有限的时间常数之内，射频标签芯片内部的晶体管已经处在过压驱动的不可靠状态。所以本申请所公开的限幅电路对天线上电压的变化有着极快的反应速度，能够起到很好的保护作用。2、上海华虹的限幅电路有两条泄放通路，其中一条慢通路，如前所述，不适合过压保护，另一条由解调信号控制的泄放通路，与本申请所公开的技术有着本质的不同。3、上海华虹的高压检测与低压检测信号所控制的开关管有两个恒定电流源作为偏置，在无源射频标签系统中将造成较大的直流功耗，不利于达到低功耗，高灵敏度的目的。4、上海华虹的限幅电路在检测天线两端电压上存在两个判断点，即电压过低的临界点和电压过高的临界点。当天线两端的电压低于电压过低的临界点时，电容上的电荷得到泄放。当天线两端电压高于电压过高的临界点时，电容上的电荷得到充电积累。这其中的问题是当天线两端的电压处于两个临界点之间时，上下两个控制开关均处于关断状态，电容上的电压是浮动的，不受任何信号控制。在无源射频标签芯片中这是一个致命的问题，容易造成不可控的泄放电流而损失能量，影响标签的灵敏度。这个问题在本申请所公开的技术中是不存在的，本申请中定义了一个唯一的判定点来控制开关的开启和关闭，一旦开启，该调解是连续可调的。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种动态整流控制电路和包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态整流控制电路，其特征在于，所述电路包括：谐振电容，与谐振电感并联连接于第一天线端与第二天线端之间，用于与谐振电感组成谐振电路，接收外部电磁场并将其耦合至整流电路；整流电路，其输入端连接至第一天线端与第二天线端，用于将所述谐振电路耦合的交流电源转换为直流电源并输出，以及为限幅电路提供电源，同时其一路输出端接地，用于在场强过强时将电荷输出至地；限幅电路，其电源输入端连接至所述整流电路电源输出端，其输出端连接至整流电路控制输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴边，韩富强，漆射虎，
申请(专利权)人：卓捷创芯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：