射频模拟电路及电子标签的制作方法

1.本技术属于射频识别技术领域，尤其涉及一种射频模拟电路及电子标签。


背景技术：

2.射频识别(radio frequency identification，rfid)是一种非接触双向通信的自动识别技术，利用射频识别技术可以对电子标签进行读写操作，实现识别目标和数据交换等各种功能。射频识别的应用领域非常广泛，在动物标签、汽车防盗器、门禁管理、生产线管理、仓储管理等方面都有比较广泛的应用。
3.但是，传统电子标签内的射频模拟电路一般通过直接改变阻抗来调整谐振信号的幅值，从而导致射频模拟电路内的电压可能会超过内部器件的耐压范围，容易烧毁器件，安全性低。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种射频模拟电路及电子标签，旨在解决传统的射频模拟电路安全性低的问题。
5.为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供了一种射频模拟电路，包括整流模块、钳位调制模块和控制模块；
6.所述钳位调制模块与所述整流模块和所述控制模块电连接；
7.所述整流模块，被配置为将输入的谐振信号整流为第一信号；
8.所述钳位调制模块，被配置为将所述第一信号限制在预设幅值内，并根据调制信号对所述第一信号进行调制，以用于输出内部数据；
9.所述控制模块，被配置为向所述钳位调制模块发送调制信号。
10.在第一方面的一种可能的实施方式中，所述射频模拟电路还包括稳压模块；
11.所述稳压模块与所述整流模块电连接；
12.所述稳压模块，被配置为将所述第一信号进行稳压成第二信号。
13.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述钳位调制模块包括调制单元和钳位单元；
14.所述钳位单元和所述调制单元均与所述整流模块电连接；
15.所述钳位单元，被配置为将所述第一信号限制在预设幅值内；
16.所述调制单元，被配置为根据调制信号对所述第一信号进行调制。
17.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述调制单元包括第一pmos管、第二pmos管、第四pmos管、第七pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第五nmos管、第一三极管和第二三极管；
18.所述第一pmos管的源极与所述第一三极管的发射极、所述第二三极管的基极和所述钳位单元电连接，所述第二三极管的发射极与所述第二pmos管的漏极电连接，所述第二pmos管的源极与所述整流模块电连接；所述第一pmos管的漏极与所述第一pmos管的栅极、
所述第一nmos管的漏极电连接；第一调制信号与所述第一nmos管的栅极和所述第二nmos管的栅极电连接，所述第二nmos管的漏极与所述第四pmos管的栅极、所述第四pmos管的漏极和所述第七pmos管的源极电连接，所述第四pmos管的源极与所述第一三极管的基极电连接；
19.所述第七pmos管的漏极与所述第七pmos管的栅极、所述第五nmos管的漏极和所述第五nmos管的栅极电连接；所述第一nmos管的源极、所述第二nmos管的源极、所述第五nmos管的源极、所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的集电极均接地。
20.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述钳位单元包括第三pmos管、第六nmos管和第七nmos管；
21.所述第三pmos管的源极与所述整流模块电连接，所述第三pmos管的栅极与所述调制模块电连接，所述第三pmos管的漏极与所述第六nmos管的漏极和所述第七nmos管的栅极电连接，所述第六nmos管的栅极与所述第七nmos管的漏极和所述整流模块电连接，所述第六nmos管的源极和所述第七nmos管的源极均接地。
22.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述稳压模块包括第八pmos管、第九pmos管、第十pmos管、第十一pmos管、第八nmos管、第九nmos管和第一电容；
23.所述第八pmos管的漏极与所述第十pmos管的源极和所述整流模块电连接，所述第八pmos管的源极与所述第十一pmos管的源极、第一电容的一端和所述第九pmos管的漏极电连接，所述第九pmos管的栅极与所述第九pmos管的源极电连接；所述第十pmos管的栅极与所述第十pmos管的漏极、所述第八nmos管的漏极、所述第八nmos管的栅极、所述第十一pmos管的栅极和所述第九nmos管的栅极均电连接，所述第十一pmos管的漏极与所述第八pmos管的栅极和所述第九nmos管的漏极电连接，所述第八nmos管的源极与所述第九nmos管的源极、所述第一电容的另一端均接地。
24.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述射频模拟电路还包括解调模块；
25.所述解调模块与所述整流模块和所述控制模块电连接；
26.所述解调模块，被配置为将所述第一信号内携带的命令信息形成相应的控制电平并发送至所述控制模块。
27.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述射频模拟电路还包括时钟模块；
28.所述时钟模块与所述谐振信号、所述整流模块和所述控制模块电连接；
29.所述时钟模块，被配置为根据所述谐振信号产生时钟信息并发送至所述控制模块。
30.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述射频模拟电路还包括上电复位模块；
31.所述上电复位模块与所述整流模块和所述控制模块电连接；
32.所述上电复位模块，被配置为根据所述第一信号向所述控制模块输出预设时间的低电平信号。
33.第二方面，本技术实施例提供了一种电子标签，包括所述的射频模拟电路和存储电路；
34.所述存储电路与所述射频模拟电路电连接；
35.所述存储电路，被配置为存储内部数据。
36.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的射频模拟电路，通过整流模块将输入的谐振信号整流为第一信号，通过钳位调制模块将第一信号限制在预设幅值内，并根据调制信号对第一信号进行调制，以用于输出内部数据，通过控制模块向钳位调制模块发送调制信号。本技术通过将谐振信号幅值的钳位和谐振信号高低电平的调制整合在一起，从而使谐振信号的幅值以及调制信号的幅值限制在器件的耐压范围之内，保证器件工作的安全性。
附图说明
37.为了更清楚地说明在应用中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例提供的射频模拟电路的第一种结构示意图；
39.图2为本技术实施例提供的射频模拟电路的第二种结构示意图；
40.图3为本技术实施例提供的射频模拟电路的钳位调制模块的电路图；
41.图4为本技术实施例提供的射频模拟电路的稳压模块的电路图；
42.图5为本技术实施例提供的射频模拟电路的第三种结构的电路图；
43.图6为本技术实施例提供的电子标签的原理图。
44.附图标记说明：
45.1-整流模块，2-钳位调制模块，21-调制单元，22-钳位单元，3-控制模块，4-稳压模块，5-解调模块，6-时钟模块，7-上电复位模块。
具体实施方式
46.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.目前，传统的射频模拟电路一般通过直接改变谐振电路的阻抗，来调整谐振信号的幅值，从而达到调制谐振信号，将电子标签内部数据输出的目的。但是该种调制方式可能会产生射频模拟电路内的电压超过内部器件的耐压范围，烧毁内部器件的问题。
49.为此，本技术提供一种射频模拟电路，通过在调制信号输出内部数据的同时钳位谐振信号，从而使谐振信号的幅值一直限制在器件耐压范围之内，保证内部器件的安全性。
50.下面结合附图，对本技术提供的射频模拟电路，进行实例性的说明：图1为本技术实施例提供的射频模拟电路的第一种结构示意图，如图1所示，为了便于说明，仅示出与本实施例相关的部分，详述如下：示例性地，射频模拟电路，包括整流模块1、钳位调制模块2和控制模块3；
51.钳位调制模块2与整流模块1和控制模块3电连接；
52.整流模块1，被配置为将输入的谐振信号整流为第一信号；
53.钳位调制模块2，被配置为将第一信号限制在预设幅值内，并根据调制信号对第一信号进行调制，以用于输出内部数据；
54.控制模块3，被配置为向钳位调制模块发送调制信号。
55.在应用中，首先通过读写器的天线发送电磁波信号，通过电子标签内部的谐振电感和谐振电容产生谐振信号，然后通过整流模块将输入的谐振信号整流为第一信号(即正电压信号，以用于向射频模拟电路内的其他模块供电)，通过钳位调制模块第一信号限制在预设幅值内，防止幅值过高烧毁内部电子器件，并根据调制信号对第一信号进行调制，以用于输出内部数据，将内部数据以载波的形式发送给读写器，其中的调制信号是通过控制模块产生的。
56.图2为本技术实施例提供的射频模拟电路的第二种结构示意图，如图2所示，示例性地，射频模拟电路还包括稳压模块；
57.稳压模块4与整流模块1电连接；
58.稳压模块4，被配置为将第一信号进行稳压成第二信号。
59.在应用中，通过稳压模块与储能电容相配合，可以对第一信号进行稳压，生成一个稳定性更好、波动更小的第二信号电源。
60.图3为本技术实施例提供的射频模拟电路的钳位调制模块的电路图，如图3所示，示例性地，钳位调制模块2包括调制单元21和钳位单元22；
61.钳位单元21和调制单元22均与整流模块1电连接；
62.钳位单元22，被配置为将第一信号限制在预设幅值内；
63.调制单元21，被配置为根据调制信号对第一信号进行调制。
64.在应用中，通过钳位单元将第一信号限制在预设幅值内，防止谐振信号的幅值超过内部器件的耐压范围，烧毁内部器件；通过调制单元根据调制信号对第一信号进行调制，从而将第一信号调制成将要输出的内部数据对应的载波信号，进而将内部数据输出至读写器。
65.如图3所示，示例性地，调制单元21包括第一pmos管p1、第二pmos管p2、第四pmos管p4、第七pmos管p7、第一nmos管n1、第二nmos管n2、第五nmos管n5、第一三极管pnp1和第二三极管pnp2；
66.第一pmos管p1的源极与第一三极管pnp1的发射极、第二三极管pnp2的基极和钳位单元22电连接，第二三极管pnp2的发射极与第二pmos管p2的漏极电连接，第二pmos管p2的源极与整流模块1电连接；第一pmos管p1的漏极与第一pmos管p1的栅极、第一nmos管n1的漏极电连接；第一调制信号ctrl1与第一nmos管n1的栅极和第二nmos管n2的栅极电连接，第二nmos管n2的漏极与第四pmos管p4的栅极、第四pmos管p4的漏极和第七pmos管p7的源极电连接，第四pmos管p4的源极与第一三极管pnp1的基极电连接；
67.第七pmos管p7的漏极与第七pmos管p7的栅极、第五nmos管n5的漏极和第五nmos管n5的栅极电连接；第一nmos管n1的源极、第二nmos管n2的源极、第五nmos管n5的源极、第一三极管pnp1的集电极和第二三极管pnp2的集电极均接地。
68.在应用中，调制信号可以包括一个或多个，当调制信号为一个时，通过第一pmos
管、第二pmos管、第四pmos管、第七pmos管、第五nmos管、第一三极管和第二三极管对第一信号进行高低电平的电压调制，通过第一nmos管和第二nmos管作为电压调制深度的开关，用于加深或停止加深电压调制。
69.当调制信号为多个时，调制单元包括第一pmos管、第二pmos管、第四pmos管、第五pmos管、第六pmos管、第七pmos管、第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第五nmos管、第一三极管和第二三极管；
70.第一pmos管的源极与第一三极管的发射极、第二三极管的基极和钳位单元电连接，第二三极管的发射极与第二pmos管的漏极电连接，第二pmos管的源极与整流模块电连接；第一pmos管的漏极与第一pmos管的栅极、第一nmos管的漏极电连接；第一调制信号ctrl1与第一nmos管的栅极和第二nmos管的栅极电连接，第二nmos管的漏极与第四pmos管的栅极、第四pmos管的漏极和第五pmos管的源极电连接，第四pmos管的源极与第一三极管的基极电连接；
71.第二调制信号ctrl2与第三nmos管的栅极电连接，第三nmos管的漏极与第五pmos管的栅极、第五pmos管的漏极和第六pmos管的源极电连接；第三调制信号ctrl3与第四nmos管的栅极电连接，第四nmos管的漏极与第六pmos管的栅极、第六pmos管的漏极和第七pmos管的源极电连接，第七pmos管的漏极与第七pmos管的栅极、第五nmos管的漏极和第五nmos管的栅极电连接；第一nmos管的源极、第二nmos管的源极、第三nmos管的源极、第四nmos管的源极、第五nmos管的源极、第一三极管的集电极和第二三极管的集电极均接地。
72.在应用中，通过第一pmos管、第二pmos管、第四pmos管、第五pmos管、第六pmos管、第七pmos管、第五nmos管、第一三极管和第二三极管对第一信号进行高低电平的电压调制，通过第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管作为电压调制深度的开关，用于开启或者停止电压调制，或者选择不同的调制深度。
73.具体地，第一调制信号、第二调制信号和第三调制信号是钳位调制单元与控制模块的接口，通过与其中一个或几个与控制模块电连接时，可以产生不同的调制深度。例如，只用第一调制信号与控制模块电连接；或者第一调制信号和第二调制信号同时与控制模块电连接；或者第一调制信号、第二调制信号和第三调制信号均与控制模块电连接。即可产生不同的调制深度，通过不同的组合，可以产生7种不同的调制深度。如果只需要一种调制深度，则只需将其中一个调制信号与控制模块电连接，其余调制信号为附加选择接口，可以接地。
74.如图3所示，示例性地，钳位单元22包括第三pmos管p3、第六nmos管n6和第七nmos管n7；
75.第三pmos管p3的源极与整流模块电连接，第三pmosp3管的栅极与调制模块电连接，第三pmosp3管的漏极与第六nmos管n6的漏极和第七nmos管n7的栅极电连接，第六nmos管n6的栅极与第七nmos管n7的漏极和整流模块电连接，第六nmos管n6的源极和第七nmos管n7的源极均接地。
76.在应用中，通过第三pmos管、第六nmos管和第七nmos管钳位谐振信号，从而使第一信号的幅值限制在预设幅值范围内，防止幅值过高损坏内部电子器件。
77.图4为本技术实施例提供的射频模拟电路的稳压模块的电路图，如图4所示，示例性地，稳压模块包括第八pmos管p8、第九pmos管p9、第十pmos管p10、第十一pmos管p11、第八
nmos管n8、第九nmos管n9和第一电容c1；
78.第八pmos管p8的漏极与第十pmos管的源极和整流模块电连接，第八pmos管p8的源极与第十一pmos管p11的源极、第一电容c1的一端和第九pmos管p9的漏极电连接，第九pmos管p9的栅极与第九pmos管p9的源极电连接；第十pmos管p10的栅极与第十pmos管p10的漏极、第八nmos管n8的漏极、第八nmos管n8的栅极、第十一pmos管p11的漏极和第九nmos管n9的栅极均电连接，第十一pmos管p11的源极与第八pmos管p8的栅极和第九nmos管n9的漏极电连接，第八nmos管n8的源极与第九nmos管n9的源极、第一电容c1的另一端均接地。
79.在应用中，当第八pmos管和第九pmos管之间的电压vx偏高时，第一信号vdd1相对vx偏低。第十pmos管的栅极电压下降，进而导致第八nmos管和第九nmos管的栅极电压下降，最终使第八pmos管栅极电压升高，使得第八pmos管的输出电压变低，达到稳压的目的。同时通过第九pmos管达到第二信号vdd2与第一信号vdd1相互隔离的目的，使后续电路的电源更加稳定。如果需要不同的电源电压，则可以在第二信号vdd2的基础上进行分压或者稳压来实现。同时，第八nmos管上还可以与第十nmos管n10串联，第九nmos管还可以与第十一nmos管n11串联，从而达到更好的稳压效果。
80.图5为本技术实施例提供的射频模拟电路的第三种结构的电路图，如图5所示，示例性地，射频模拟电路还包括解调模块；
81.解调模块与整流模块和控制模块电连接；
82.解调模块，被配置为将第一信号内携带的命令信息形成相应的控制电平并发送至控制模块。
83.在应用中，通过解调模块将读写器发送的命令信息以相应的控制电平的形式发送给控制模块，以便电子标签内的控制模块根据该命令信息做出相应操作。
84.如图5所示，示例性地，射频模拟电路还包括时钟模块；
85.时钟模块与谐振信号、整流模块和控制模块电连接；
86.时钟模块，被配置为根据谐振信号产生时钟信息并发送至控制模块。
87.在应用中，通过时钟模块对交变的谐振信号进行整形处理，得到时钟信号并发送至控制模块使用。
88.如图5所示，示例性地，射频模拟电路还包括上电复位模块；
89.上电复位模块与整流模块和控制模块电连接；
90.上电复位模块，被配置为根据第一信号向控制模块输出预设时间的低电平信号。
91.在应用中，在谐振信号最初的几个震荡周期内输出一段时间的低电平信号，从而给控制模块提供上电复位信号，防止在最初谐振时，因为电源不稳定导致的数字逻辑混乱和错误。
92.图6为本技术实施例提供的电子标签的原理图，如图6所示，示例性地，本实施例公开了一种射频模拟电路的电子标签300，包括射频模拟电路100和存储电路200；
93.存储电路200与射频模拟电路100电连接；
94.存储电路200，被配置为存储内部数据。
95.在应用中，将射频模拟电路设置在电子标签内部，用于接收读写器400的命令信号和向读写器400发送内部数据。首先通过读写器的天线发送电磁波信号，通过电子标签内部的谐振电感和谐振电容产生谐振信号，然后通过射频模拟电路解调读写器发送的命令信
号，或以调制信号的形式向读写器发送内部数据，从而实现电子标签与读写器之间的数据交换。
96.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
97.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
98.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
99.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
100.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的不间断电源并机冗余系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的不间断电源并机冗余系统实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
101.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
102.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
103.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。