专利名称：能够对rf信号的偏移电压进行补偿的解调器及其方法
技术领域：
本发明的实施例涉及一种解调器，更具体地，涉及一种能够对
射频(RF)信号的偏移电压进行补偿的解调器及用于补偿RF信号 的《扁移电压的方法。
背景技术：
通常，才艮据无线连4妄方法可以将射频识别(RFID)系统分类为 感应耦合系统和电,兹波系统。该感应耦合系统一皮用于短距离(即， 小于或等于l米)的RFID系统中，并且4吏RF信号4妻收器(例如， 读取器)和RF信号发送器(例如，RF标记)能够通过使用线圈天 线来执行无线通信。
感应耦合系统中的RF标记大部分是手动操作的。换言之，通 过读取器来为RF标记的IC芯片提供工作所需的全部能量。因此， 读取器的天线线圏在其邻近区域产生强磁场。由天线线圏所发射的 》兹场的一部分在RF标i己的线圏天线中产生感应电压，并且该感应 电压#1整流并然后祐^是供为用于IC芯片的能量。
电》兹波系统用于中等距离及远3巨离的RFID系统，并JM吏读取 器和RF标记能够通过利用RF天线4丸4于无线通信。由于电^兹波系 统中的RF标记不能够从读取器接收到用于驱动IC芯片的足够的功
5率，可以使用包括了附加电池的RF标记(例如，有源类型标记(active type tag ))用于远3巨离i只另'J 。
每一个读取器和RF标记4艮据编码的多种凄t字类型来处理基带 数据。由RF标记产生的RF信号可以包括偏移电压。因此，RF信 号可能由于偏移电压而失真，并且信噪比(SNR)可能降低。因此， 读取器的接收灵敏度可能降低。
发明内容
技术问题
本发明提供了 一种解调器，其包括偏移电压补偿电压产生模块 并且能够对接收自RF标记的RF信号的偏移电压进行补偿，以及 用于对RF信号的偏移电压进行补偿的方法。
有益效果
在才艮据本发明的用于对包含在RF信号中的偏移电压进4于补偿 的解调器和方法中，通过对RF信号的偏移电压进行补偿来降低RF 信号的失真和信噪比(SNR)。因此，可以改进RF^妾收器的^妄收灵 敏度。
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述 和其4也特4i和4尤点将变得更加显而易见，在附图中
图1是根据本发明的实施例的解调器的功能框图2是图1中所示的解调器的输出单元的功能框图；图3是用于i兌明图1中所示的解调器的偏移电压补偿单元的工 作的时序图；以及
图4是根据本发明的实施例的用于对RF信号的偏移电压进行 补偿的方法的流程图。
具体实施方式
最佳方式
根据本发明的一个方面，提供了一种解调器，包括模数转换 (ADC)单元，用于将对应于包括了偏移电压的射频(RF)信号和 模拟参考信号之间的差的第一模拟信号转换为第 一数字信号；以及 补偿电压产生单元，用于将第一数字信号转换为偏移补偿电压。该 ADC单元可以将对应于包括了偏移电压的RF信号和偏移补偿电压 之间的差的第二模拟信号转换为第二数字信号。
ADC单元可以包括减法器，用于从RF信号中减去模拟参考 信号，从而输出第一模拟信号；以及模数转换器(ADC)，用于将 减法器所输出的第 一模拟信号转换为第一数字信号。减法器可以从 RF信号中减去偏移补偿电压从而输出第二模拟信号，并且ADC可 以将第二模拟信号转换为第二数字信号。
补偿电压产生单元可以包括存储单元，用于响应于补偿使能 信号来存储第一数字信号；数模转换器(DAC),用于将存储在存 储单元中的第一数字信号转换为偏移补偿电压；以及MUX,用于 响应于补偿使能信号来输出模拟参考信号和偏移补偿电压中的一 厶该解调器还可以包括包络检波器/低通滤波器组(block),用 于检测由RF发送器所输出的RF传输信号的包络，对该包络执行 4氐通滤波，并且输出RF信号。该解调器还可以包4舌f命出单元， 用于基于时钟信号和对应于至少一个阈值电压的至少一个参考信 号来评估第二数字信号，并输出评估后的第二数字信号作为RF解 调信号。可以在RF卡读耳又器中实现该解调器。
才艮据本发明的另一方面，4是供了一种对RF信号的偏移电压进 行补偿的方法，该方法包括以下操作将对应于包括了偏移电压的 RF信号和模拟参考信号之间的差的第 一模拟信号转换为第 一数字 信号；将第 一数字信号转换为偏移补偿电压并输出该偏移补偿电 压；以及将对应于包括了偏移电压的RF信号和偏移补偿电压之间 的差的第二模拟信号转换为第二数字信号并输出该第二数字信号。
将第 一模拟信号转换为第 一数字信号的操作可以包括以下的 子操作从RF信号中减去模拟参考信号；并输出第一模拟信号； 以及将第 一模拟信号转换为第 一数字信号。
将第 一数字信号转换为偏移补偿电压的操作可以包括以下的 子操作响应于补偿使能信号将第一数字信号存储在存储单元中； 将存储在存储单元中的第一数字信号转换为偏移补偿电压；以及响 应于补偿使能信号复用(multiplex)偏移补偿电压中并输出复用结 果。
在将第一模拟信号转换为第一数字信号之前，该方法还可以包 括以下的操作检测由RF发送器所输出的RF传输信号的包络； 对该包络执行低通滤波；以及输出RF信号。该方法还可以包括以下的#:作基于时钟信号和对应于至少一
个阈值电压的至少一个参考信号来评估第二数字信号，并将评估后
的第二数字信号作为RF解调信号输出。
;^发明的方式
参考用于阐述本发明的优选实施例的附图，以获得对于本发 明、其的益处、以及通过实施本发明所实现的目的的充分理解。此 后，将通过参考附图而对本发明的优选实施例进4亍阐述来详细描述 本发明。附图中相同的参考标号表示相同的元件。
图1是根据本发明实施例的解调器10的功能框图。图2是图1 中所示的解调器10的输出单元50的功能框图。
参考图l和图2，可以在射频(RF)卡读取器中实现的解调器 10可以包括包络检波器/低通滤波器(LPF)模块20、偏移电压 补偿单元30、以及输出单元50。
包络检波器/LPF模块20检测接收自RF发送器(未示出)的 包括了偏移电压的RF接收信号VRX的包络并对检测到的包络执行 低通滤波从而产生RF信号VR。 RF发送器可以是RF标记，并且该 RF信号VR包括偏移电压。
偏移电压补偿单元30将对应于包4舌了偏移电压的RF信号VR
和模拟参考信号Vref之间的差的第一模拟信号VI转换为第一数字
信号Vll，将该第一数字信号Vll转换为偏移补偿电压Voc，将对 应于包括了偏移电压的RF信号VR和偏移补偿电压Voc之间的差的 第二模拟信号V2转换为第二数字信号V21，并输出第二数字信号 V21。偏移补偿电压Voc是对应于具有多个解析(resolution)的数字 信号(例如，如果数字信号被表示为4比特，则产生数字信号[OOOO] 至[llll])中的第一数字信号Vll的模拟电压。
例如，当RF信号Vr的大小是1.72 V而RF信号Vr的偏移屯 压是0.07 V时，则偏移电压补偿单元30可以将对应于包括了偏移 电压(例如，1.72 V )的RF信号VR和^t拟参考信号Vref (例如， 1.65 V)之间的差的第一模拟信号VI (例如，0.07V)转换为第一 数字信号V11(例如，1010)，将第一数字信号Vll转换为偏移补 偿电压Voc (例如，1.725 V),将对应于具有偏移电压的RF信号 VR和偏移补偿电压Voc之间的差的第二模拟信号V2(例如，-0.005 V)转换为第二数字信号V21 (例如，0111)，并输出第二数字信号 V21。
偏移电压补偿单元30可以包括模数转换(ADC)单元和补 偿电压产生单元36。ADC单元包括减法器32和，莫数转化器(ADC ) 34并且将对应于包括了偏移电压的RF信号VR和才莫拟参考信号Vref 之间的差的第一模拟信号VI转换为第一数字信号Vll。
例如， 一旦4企测到补偿电压产生单元36的偏移补偿电压Voc， 如图3所示，则在施加功率信号Rx_pwdn之后当补偿4吏能信号 En—cal处于第一逻辑状态(例如，逻辑低)时的周期tl中，减法器 32从RF信号VR中减去模拟参考信号Vw从而产生第一模拟信号 VI。
例如， 一旦补偿了补偿电压产生单元36的偏移补偿电压Voc， 则在补偿使能信号En一cal从第一逻辑电平(例如，逻辑低)转变至 第二逻辑电平(例如，逻辑高)时的时间t2点处，减法器32从RF 信号VR中减去偏移补偿电压Voc从而产生第二模拟信号V2。在本发明的另一实施例中，减法器32可以作为加法器(未示
出)来实现。在这种情况下，可以将模拟参考信号Vw或偏移电压
补偿电压Vcx:反转，然后输入至加法器。
一旦才企测到补偿电压产生单元36的偏移补偿电压Voc,则ADC 34将减法器32所输出的第一模拟信号VI转换为第一数字信号 Vll。 一旦补偿了补偿电压产生单元36的偏移补偿电压Voc,则 ADC 34将第二模拟信号V2转换为第二数字信号V21。
补偿电压产生单元36将ADC单元所产生的第一数字信号Vll 转换为偏移补偿电压Voc。补偿电压产生单元36可以包括存储单 元38、数模转换器(DAC) 39、以及MUX 40。存储单元38响应 于补偿使能信号En一cal接收并存储第一数字信号VI1。
存储单元38响应于补偿使能信号En_cal存储第一数字信号 Vll。该存4诸单元38可以作为非易失性存储装置(例如，闪存 EEPROM)或易失性存储装置(例如，SDRAM或DDR SDRAM ) 来实现。可替换地，存储单元38可以作为触发器(flipflop)来实 现。DAC 39将存储在存储单元38中的第一凄t字信号VI1转换为偏 移补偿电压VoC。
MUX 40响应于补偿使能信号En_cal将模拟参考信号V^或偏 移电压补偿电压Voc输出至减法器32。例如，当补偿使能信号En—cal 是处于第一逻辑电平(例如，低电平)时，MUX40将模拟参考信 号Vref输出至减法器32。可替换地，当补偿使能信号En—cal处于第 二逻辑电平(例如，高电平)时，MUX40将偏移电压补偿电压Voc 输出至减法器32。
因此，在本发明的当前实施例中，第一凄t字信号Vll ^皮存^f诸于 存储单元38中并被DAC 39转换为偏移补偿电压Voc，并通过ADC单元对该偏移电压进行补偿。因此，尽管RF信号Vr的大小交化， 但可以对包含在RF信号VR中的偏移电压进行补偿。
输出单元50基于时钟信号CLK和对应于至少一个阈值电压的 至少一个参考信号(例如，第一比特和第二比特)来评估第二数字 信号V21并将评估后的第二数字信号V21作为RF解调信号V。ut 输出。输出单元50可以包括触发器单元51和评估单元53。触发 器单元51包括多个触发器(其包括第一触发器52)。每个触发器均 锁定来自构成第二数字信号V21的多个方波中的相应方波。
例如，第一触发器52基于时钟信号CLK锁定来自构成第二数 字信号V21的多个方波(未示出)中的第一方波(未示出)。第一 触发器52可以包4舌丰叙入端口D，用于4妾收第一方波(未示出)； 时钟端口C,用于接收时钟信号CLK;输出端口 Q;以及复位端口 R，用于接收复位信号STC。
评估单元53接收触发器单元51的输出信号，基于对应于至少 一个阈值电压的至少一个参考信号(例如，第一比特和第二比特) 对接收到的触发器单元51的输出信号进行评估，并将每一个评估 后的信号作为RF解调信号V。w输出。
参考信号(例如，第一比特和第二比特)可以是来自多个数字 编码中的对应于至少 一 个阈 <直电压的It字编码。
例如，当触发器单元51的输出信号的大小大于对应于第一参 考信号(即，第一比特)的信号的大小(例如，1.68 V)时，评估 单元53将具有第二逻辑电平(例如，高电平)的信号作为RF解调 信号V。ut输出。当第一触发器52的输出信号的大小小于对应于第 一参考信号(即，第一比特)的信号的大小(例如，1.68 V)且大 于对应于第二参考信号(即，第二比特)的信号的大小(例如，1.62V)时，评估单元53将前一状态的逻辑电平作为RF解调信号V。ut 输出。当第一触发器52的输出信号的大小小于对应于第二参考信 号(即，第二比特)的信号的大小(例如，1.62 V)时，评估单元 53将具有第一逻辑电平(例如，低电平)的信号作为RF解调信号
V。w输出。
图3是用于"i兌明图1的偏移电压补偿单元30的工作的时序图。 参考图1至图3,周期tl是开始于施加解调器10的功率信号 Rx_pwdn之后的周期，其中补偿使能信号En_cal处于第一逻辑电 平(例如，^f氐电平)。在周期tl中，4企测补偿电压产生单元36的偏 移#卜偿电压Voc。
换言之，MUX40响应于处于第一逻辑电平(例如，低电平) 的补偿使能信号En—cal将模拟参考信号Vw输出至减法器32,并且 减法器32从包含了偏移电压的RF信号VR中减去模拟参考信号Vref 并输出第一模拟信号V1。 ADC 34将减法器32所输出的第一模拟 信号VI转换为第一数字信号Vll并输出该第一数字信号Vll。
在时刻t2点处，即，在补偿4吏能信号En_cal ,人第一逻辑电平 (例如，低电平)转变至第二逻辑电平(例如，高电平)的时刻， 存储单元38接收并存储第一数字信号Vll ，而DAC 39将存储在存 储单元38中的第一数字信号VI1转换为偏移补偿电压Voc。 MUX 40响应于处于第二逻辑电平(例如，高电平)的补偿使能信号En—cal 将偏移电压补偿电压Voc输出至减法器32。
减法器32从RF信号VR中减去偏移补偿电压Voc并输出第二 模拟信号V2。 ADC 34将第二模拟信号V2转换为第二数字信号 V21。输出单元50基于时钟信号CLK和对应于至少一个阈值电压 的参考信号(例如，第一比特和第二比特)来评估第二数字信号 V21并将评估后的第二数字信号V21作为RF解调信号V加输出。因此，在本发明的当前实施例中，通过对包含在RF信号VR 中的偏移电压进4亍补偿来降低RF信号Vr的失真和SNR。因此， 可以改善RF接收器(未示出)的接收灵明度。
图4是才艮据本发明的实施例的对RF信号VR的偏移电压进4亍补 偿的方法的流程图。参考图1至图4，在操作S10中，ADC单元 34将对应于包含了偏移电压的RF信号VR和模拟参考信号Vw之间 的差的第一模拟信号VI转换为第一数字信号Vll并输出该第一数 字信号Vll。
在操作S12中，补偿电压产生单元36将第一数字信号Vll转 换为偏移补偿电压Voc。在#:作S14中，ADC单元34将对应于包 含了偏移电压的RF信号VR和偏移补偿电压Voc之间的差的第二模 拟信号V2转换为第二数字信号V21并输出第二数字信号V21。
在才喿作S16中，输出单元50基于时钟信号CLK和对应于至少 一个阈值电压的参考信号(例如，第一比特和第二比特)评估第二 数字信号V21并将评估后的第二数字信号V21作为RF解调信号
V。ut输出。
尽管已经具体示出了本发明，并参考其示例性实施例对其进行 了描述，但本领域的技术人员应当理解在不背离以下权利要求所限 定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出形式和细节上的 多种改变。
工业应用
如上所述，本发明可以用于解调器。此外，根据本发明的解调 器可以用于RF卡读取器中。
权利要求
1.一种解调器，包括ADC(模数转换)单元，将与包含了偏移电压的RF(射频)信号和模拟参考信号之间的差相对应的第一模拟信号转换为第一数字信号，所述RF信号包含偏移电压；以及补偿电压产生单元，将所述第一数字信号转换为偏移补偿电压，其中，所述ADC单元将与包含所述偏移电压的所述RF信号和所述偏移补偿电压之间的差相对应的第二模拟信号转换为第二数字信号。
2. 根据权利要求1所述的解调器，其中，所述ADC单元包括减法器，从所述RF信号中减去所述模拟参考信号从而输 出所述第一模拟信号；以及ADC (模数转换器)，将所述减法器所输出的所述第一模 拟信号转换为所述第 一数字信号，其中，所述减法器从所述RF信号中减去所述偏移补偿电 压从而输出所述第二模拟信号，并且所述ADC将所述第二模 拟信号转换为所述第二数字信号。
3. 根据权利要求1所述的解调器，其中，所述补偿电压产生单元 包括存储单元，响应于补偿使能信号而存储所述第一数字信号；DAC (数模转换器)，将存储在所述存储单元中的所述第 一数字信号转换为所述偏移补偿电压；以及MUX ，响应于所述补偿使能信号而输出所述模拟参考信 号和所述偏移补偿电压中的一个。
4. 根据权利要求1所述的解调器，还包括包络4企波器/低通滤 波器组，检测RF发送器所输出的RF传输信号的包络，对所 述包络执行低通滤波，并输出所述RF信号。
5. 根据权利要求1所述的解调器，还包括输出单元，基于时钟 信号和对应于至少 一个阈值电压的至少 一 个参考信号来评估 所述第二数字信号，并输出评估后的所述第二数字信号作为 RF解调信号。
6. 根据权利要求5所述的解调器，其中，所述解调器在RF卡读 取器中实现。
7. —种用于对RF信号的偏移电压进行补偿的方法，所述方法包 括将与所述RF信号和模拟参考信号之间的差相对应的第 一模拟信号转换为第一数字信号，所述RF信号包含偏移电压；将所述第一数字信号转换为偏移补偿电压并输出所述偏 移补偿电压；以及将与包含所述偏移电压的所述RF信号和所述偏移补偿 电压之间的差相对应的第二模拟信号转换为第二数字信号并 输出所述第二数字信号。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一模拟信号转换 为所述第 一数字信号包括从所述RF信号中减去所述模拟参考信号并输出所述第 一才莫拟信号；以及将所述第一模拟信号转换为所迷第一数字信号。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一数字信号转换 为所述偏移补偿电压包括响应于补偿使能信号而将所述第一数字信号存储在存储 单元中；将存储在所述存储单元中的所述第 一数字信号转换为所 述偏移补偿电压；以及响应于所述补偿使能信号而复用所述偏移补偿电压并输 出所述复用的结果。
10. 根据权利要求7所述的方法，在将所述第一模拟信号转换为所 述第一数字信号之前，还包括检测RF发送器所输出的RF 传输信号的包络，对所述包络执行低通滤波，并输出所述RF 信号。
11. 根据权利要求7所述的方法，还包括基于时钟信号和对应于 至少一个阈值电压的至少一个参考信号来评估所述第二数字信号，并输出评估后的所述第二数字信号作为RF解调信号。
全文摘要
本发明提供了一种能够对射频(RF)信号的偏移电压进行补偿的解调器，以及一种能够对RF信号的偏移电压进行补偿的方法。该解调器包括模数转换(ADC)单元，用于将对应于包含了偏移电压的RF信号和模拟参考信号之间的差的第一模拟信号转换为第一数字信号；以及补偿电压产生单元，用于将第一数字信号转换为偏移补偿电压。该ADC单元将对应于包含了偏移电压的RF信号和偏移补偿电压之间的差的第二模拟信号转换为第二数字信号。因此，对包含在RF信号中的偏移电压进行了补偿，并因此降低了RF信号的失真和信噪比(SNR)。这导致RF接收器的接收灵敏度的改善。
文档编号H04B1/10GK101411073SQ200780010495
公开日2009年4月15日 申请日期2007年9月19日 优先权日2007年5月11日
发明者千成勋, 李评汉, 金成完 申请人:3A逻辑株式会社