专利名称：一种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签接口电路的制作方法
技术领域：
本发明属于射频识别技术领域，涉及一种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签 接口电路。
背景技术：
本发明用于超高频无源电子标签芯片与天线接口的自适应阻抗匹配电路。超高频 电子标签要求芯片与天线直接连接，为了更好的传输载波能量和标签返回信号功率，天线 必须与芯片等效阻抗完全匹配。由于芯片等效阻抗是温度的函数，当温度变化时，芯片与天 线的失配系数随之变化，影响标签射频能量的吸收和标签返回信号能量的大小，进而影响 标签的识别距离。本发明一种自适应阻抗匹配电路，当温度变化时能自动调整芯片的阻抗， 将芯片与天线的失配系数控制在一定范围内，达到提高标签性能的目的。
发明内容
本发明提供超高频无源电子标签芯片与天线接口的自适应阻抗匹配电路结构。超 高频电子标签要求芯片与天线直接连接，为了更好的传输载波能量和标签返回信号功率， 天线必须与芯片等效阻抗完全匹配。由于芯片等效阻抗是温度的函数，当温度变化时，芯片 与天线的失配系数增加，影响标签射频能量的吸收和标签返回信号功率，进而影响标签的 识别距离。本发明使用芯片提供的两种温度特性的电压VKEF、VPTAT。Vptat随着温度线性变化， Veef不随着温度线性变化，两者的差值通过差分放大器放大控制MOS管的栅端。由于MOS管 电流随栅电压变化，因此当温度变化时，芯片消耗电流及MOS管Ml的电流随着温度一起变 化，并且两者变化方向相反，可以保证在一定范围内，芯片等效阻抗基本恒定。如图1，当温度变化时，由于标签芯片负载功耗变化，等效阻抗实部Rp变化较大，Xp 虚部变化相对较小。差分放大器放大控制MOS管Ml电流，调整芯片等效阻抗的实部，阻抗 实部基本保持不变，达到自适应调整阻抗的目的。VEEF, Vptat为芯片内部电路产生的两个电压信号，Vptat大于Vkef，其中Vkef温度系数 很小，基本不随温度变化，连接运算放大器的正端；Vptat为正温度系数，随温度线形变化，连 接运算放大器的负端。当Vptat增大时，VaT降，当Vptat减小时，Va上升。Rb为限流电阻，避 免电流调整过大。当温度升高时，芯片消耗电流增加，对应等效阻抗实部Rp减小，等效虚部Xp基本不 变，同时Vptat增加，VKEF、Vptat的差值增大，运算放大器输出电压降低，因此Va电压降低， Ml电流减小，抵消芯片消耗电流的增加值，使芯片等效阻抗基本不变。当温度降低时，芯片 对应等效阻抗实部Rp增加，等效虚部基本不变，同时Vptat减小，Veef, Vptat的差值减小，运算 放大器输出电压升高，因此Va电压升高，MOS管Ml电流增大，抵消芯片消耗电流的减小值， 使芯片等效阻抗基本不变。
图1无源电子标签芯片接口电路示意图。
具体实施例方式下面结合附图具体介绍本发明工作原理本发明使用芯片提供的两种温度特性的电压VKEF、VPTAT。Vptat随着温度线性变化， Veef不随着温度线性变化，两者的差值通过差分放大器放大控制MOS管的栅端。由于MOS管 电流随栅电压变化，因此当温度变化时，芯片等效阻抗及MOS管电流随着温度一起变化，只 要两者变化方向相反，可以保证在一定范围内，芯片等效阻抗基本不变。如图1，差分放大器放大控制MOS管电流，VKEF、Vptat为芯片内部电路产生的两个电 压信号，Vptat大于Vkef，其中Vkef温度系数很小，基本不随温度变化，连接运算放大器的正端； Vptat为正温度系数，随温度线形变化，连接运算放大器的负端。当Vptat增大时，Va下降，当 Vptat减小时，Va上升。Rb为限流电阻，避免电流调整过大。当温度升高时，芯片对应等效阻抗实部Rp减小，等效虚部基本不变，同时Vptat增 加，Vkef、Vptat的差值增大，运算放大器输出电压降低，因此Va电压降低，MOS管Ml电流减小， 保持芯片等效阻抗基本不变。当温度降低时，芯片对应等效阻抗实部Rp增加，等效虚部基 本不变，同时Vptat减小，Vkef、Vptat的差值减小，运算放大器输出电压升高，因此Va电压升高， MOS管Ml电流增大，保持芯片等效阻抗基本不变。应当理解的是，本实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制。有关技术领 域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此 所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴由各权力要求限定。
权利要求
1.一种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签电路，其特征在于芯片提供两个不同温 度特性的电压VKEF、Vptat，其中Vptat随着温度线性变化，连接运算放大器的负端；Vkef不随温 度变化，连接运算放大器的正端；两者的差值通过差分放大器放大控制MOS管的栅端，控制 MOS管Ml的电流，使MOS管Ml电流的温度特性与芯片消耗电流的温度特性相反，进而使芯 片等效阻抗恒定。
2.如权利要求1所述的一种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签电路，其特征在于 当温度变化时，由于芯片负载功耗变化，芯片等效阻抗实部变化较大，虚部变化相对较小， 通过调整MOS管Ml电流，使MOS管Ml电流的温度特性与芯片消耗电流的温度特性相反，补 偿芯片等效阻抗的实部，使其阻值基本不变。
3.—种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签方法，其特征在于通过提供两个不同温 度特性的电压VKEF、VPTAT，其中Vptat为正温度系数，随温度线形变化，连接运算放大器的负端； Veef不随温度变化，连接运算放大器的正端；两者的差值通过差分放大器放大控制MOS管的 栅端，控制MOS管Ml的电流，使MOS管Ml电流的温度特性与芯片消耗电流的温度特性相反， 进而使芯片等效阻抗恒定。
4.一种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签方法，其特征在于当温度升高时，芯片 对应等效阻抗实部减小，等效阻抗虚部基本不变，同时Vptat增加，Vkef、Vptat的差值增大，运算 放大器输出电压降低，因此MOS管电压降低，MOS管电流减小，保持芯片等效阻抗基本不变。
5.一种自适应阻抗匹配的超高频无源电子标签方法，其特征在于当温度降低时，芯片 对应等效阻抗实部增加，等效阻抗虚部基本不变，同时Vptat减小，Vkef、Vptat的差值减小，运算 放大器输出电压升高，因此MOS管电压升高，MOS管电流增大，保持芯片等效阻抗基本不变。
全文摘要
本发明用于超高频无源电子标签芯片与天线接口的自适应阻抗匹配电路。超高频电子标签要求芯片与天线直接连接，为了更好的传输载波能量和标签返回信号能量，天线必须与芯片等效阻抗完全匹配。由于芯片等效阻抗是温度的函数，当温度变化时，芯片与天线的失配系数随之变化，影响标签射频能量的吸收和标签返回信号能量的大小，进而影响标签的识别距离。本发明一种自适应阻抗匹配电路，当温度变化时能自动调整芯片的阻抗，将芯片与天线的失配系数控制在一定范围内，达到提高标签性能的目的。
文档编号G06K19/073GK102110238SQ20091024349
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者张建平, 沈红伟, 马纪丰 申请人:北京中电华大电子设计有限责任公司