一种射频识别标签芯片的ask解调器及其解调方法
【专利摘要】本发明公开了一种射频识别标签芯片的ASK解调器及其解调方法，该解调器包括：检波电路，用于滤除输入调制信号的射频载波提取该输入调制信号的包络，将该输入调制信号的包络输出至微分电路；微分电路，用于滤除该输入调制信号的包络的低频分量提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器的第一输入端；滤波电路，与比较器的第二输入端相连接，用于滤除输入至该比较器第二输入端的高频信号；比较器，用于将其两输入端的输入信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号，本发明可在保证高灵敏度和小功耗下同时获得较大的功率范围。
【专利说明】
一种射频识别标签芯片的ASK解调器及其解调方法
技术领域
[0001]本发明涉及射频识别(Rad1 Frequency Identificat1n, RFID)技术，特别是涉及一种射频识别标签芯片的ASK (Amplitude Shift Keying，幅移键控)解调器及其解调方法。
【背景技术】
[0002]射频识别(Rad1 Frequency Identificat1n, RFID)技术是一种非接触的自动识别技术，识别过程无需人工干预，在各种恶劣的环境下都可以工作。其基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性进行非接触双向通信。射频识别RFID(Radi0 FrequencyIdentificat1n)技术的概念早在19世纪40年代就被提出，但是直到20世纪80年代才被广泛的应用在商业领域。经过几十年的发展，现在RFID技术已经在生产生活的诸多方面得到了广泛应用，如:生产设备管理、智能交通系统、仓储、货物销售与后勤分配、商品防伪、商品及货物追踪。按照工作频率的不同，可将RFID系统划分为低频(Low Frequency, LF,125KHz/134KHz)、高频(High Frequency, HF, 13.56MHz)、超高频(Ultra-highFrequency, UHF, 433MHz/860-960MHz)和微波(Microwave, MW, 2.45GHz/5.8GHz)等几个类型。各频段的RFID系统具有不同的性能特点，因此分别适用于不同的应用领域。
[0003]解调器作为RFID标签芯片中的核心模块之一，主要功能是将标签接收到的来自阅读器所发送的带有信息的调制信号解调，输出给数字基带电路。解调器的性能直接影响到标签芯片的读取灵敏度和所能工作功率范围(最大功率-最小功率)，因此该电路一直是RFID标签芯片技术中的研究重点。目前，现有的解调电路大多基于包络检波电路+比较器+限压电路的方案，这种技术的缺陷在于无法获得很高灵敏度和小功耗下同时获得较大的功率范围。因此，实有必要提出一种技术手段，以解决上述问题。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种射频识别标签芯片的ASK解调器及其解调方法，其可以在保证很高灵敏度和小功耗下同时获得较大的功率范围。
[0005]为达上述及其它目的，本发明提出一种射频识别标签芯片的ASK解调器，至少包括:
[0006]检波电路，接收输入的调制信号，用于滤除输入调制信号的射频载波提取该输入调制信号的包络，将该输入调制信号的包络输出至微分电路；
[0007]微分电路，用于滤除该输入调制信号的包络的低频分量提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器的第一输入端；
[0008]滤波电路，与比较器的第二输入端相连接，用于滤除输入至该比较器第二输入端的尚频?目号；
[0009]比较器，用于将其两输入端的输入信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号。
[0010]进一步地，该检波电路包括第一二极管、第二二极管、第一电容、第四电容以及第一电阻，该输入调制信号连接至该第四电容一端，该第四电容的另一端与该第一二极管的阴极以及该第二二极管的阳极相连接，该第二二极管阴极接该第一电容和该第一电阻的一端，并接至该微分电路，该第一电容和该第一电阻的另一端接地，该第一二极管阳极接地。
[0011]进一步地，该检波电路包括第一二极管、第二二极管、第一电容、第四电容以及第一电阻，该输入调制信号连接至该第四电容一端，该第四电容的另一端与该第一二极管的阳极以及该第二二极管的阴极相连接，该第二二极管阳极接该第一电容和该第一电阻的一端，并接至该微分电路，该第一电容和该第一电阻的另一端接地，该第一二极管阴极接地。
[0012]进一步地，该微分电路至少包括第二电容以及第二电阻，该第二电容一端接该检波电路的第二二极管，另一端接该比较器的第一输入端，并通过该第二电阻接共模电压输入端Vcom0
[0013]进一步地，该滤波电路至少包括第三电容，该第三电容的一端与该比较器的第二输入端以及共模电压输入端相连接，另一端接地。
[0014]进一步地，该第二电容的另一端接该比较器的第一输入端，共模电压输入端接该比较器的第二输入端，该比较器的输出端接数字基带电路输入端。
[0015]进一步地，该第一输入端为同相输入端，该第二输入端为反相输入端。
[0016]为达到上述目的，本发明还提供一种射频识别标签芯片的ASK解调器的解调方法，包括如下步骤:
[0017]利用检波电路滤除该输入调制信号的射频载波提取输入调制信号的包络；
[0018]利用微分电路滤除该输入调制信号的包络的低频分量提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器的第一输入端；
[0019]利用滤波电路滤除输至该比较器第二输入端的高频信号；
[0020]该比较器对其两输入端的输入信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号。
[0021]进一步地，该第一输入端为同相输入端，该第二输入端为反相输入端。
[0022]与现有技术相比，本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器及其解调方法通过利用检波电路提取输入信号的包络，并滤除射频载波信号，利用微分电路滤除低频信号、提取边沿变化信息，利用滤波电路滤除高频信号，稳定该比较器的第二输入端电压，利用比较器将所输入的信号比较放大，实现了在保证很高灵敏度和小功耗下同时获得较大的功率范围的目的。
【附图说明】
[0023]图1为本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器的结构示意图；
[0024]图2为本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器的解调方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下通过特定的具体实例并结合【附图说明】本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0026]图1为本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器的结构示意图。如图1所示，本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器，至少包括检波电路10、微分电路20、滤波电路30、比较器40。其中，检波电路10包括二极管Dl — D2、电容C1、C4和电阻R1，用于滤除输入调制信号的射频载波提取输入调制信号的包络，将输入调制信号的包络输出至微分电路20 ;微分电路20包括电容C2和电阻R2，用于滤除输入调制信号的包络的低频分量以提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器40的第一输入端；滤波电路30包括电容C3，其一端连接比较器40的第二输入端，另一端接比较器地，用于滤除输至比较器40第二输入端的高频信号，稳定该比较器的第二输入端电压；比较器40用于将输入端信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号，在本发明较佳实施例中，比较器40可采用迟滞比较器，其第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端，但本发明不以此为限。
[0027]在本发明较佳实施例中，输入调制信号连接至检波电路10的电容C4 一端，电容C4的另一端与二极管Dl的阴极和二极管D2的阳极相连接，二极管D2阴极接电容Cl和电阻Rl的一端，并接至微分电路20的电容C2的一端，电容Cl和电阻Rl之另一端接地，二极管Dl阳极接地，微分电路20的电容C2的另一端接比较器40的第一输入端(同相输入端)，并通过电阻R2接共模电压输入端Vcom，滤波电路30的电容一端接比较器40的第二输入端(反相输入端)，另一端接地，比较器40的输出端接数字基带电路输入端(未示出)。
[0028]当然，上述将二极管均反相取输入调制信号的负包络，将比较器的同相和反相端交换获得反相信号亦是可行的，本发明不以此为限。
[0029]图2为本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器的解调方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器的解调方法，包括如下步骤:
[0030]步骤201，利用检波电路滤除该输入调制信号的射频载波提取输入调制信号的包络;
[0031]步骤202，利用微分电路滤除该输入调制信号的包络的低频分量提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器的第一输入端；
[0032]步骤203，利用滤波电路滤除输出至该比较器第二输入端的高频信号；
[0033]步骤204，利用比较器对其两输入端的输入信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号。
[0034]在本发明较佳实施例中，比较器的第一输入端为其同相输入端，第二输入端为反相输入端，但本发明不以此为限，将比较器的同相和反相端交换获得反相信号亦是可行的。
[0035]综上所述，本发明一种射频识别标签芯片的ASK解调器及其解调方法通过利用检波电路提取输入信号的包络，并滤除射频载波信号，利用微分电路滤除低频信号、提取边沿变化信息，利用滤波电路滤除高频信号，给比较器输入端提供稳定共模输入电压，利用比较器将所输入的信号比较放大，实现了在保证很高灵敏度和小功耗下同时获得较高的功率范围的目的。
[0036]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0037]I)功耗低:整个解调电路只有比较器消耗直流功耗。
[0038]2)功率范围大:由于采用了微分电路+外加偏置的方式，比较器两端的共模电压与输入功率大小无关，这确保了比较器总能工作在有效的共模电压状态。
[0039]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【主权项】
1.一种射频识别标签芯片的ASK解调器，至少包括: 检波电路，接收输入的调制信号，用于滤除输入调制信号的射频载波提取该输入调制信号的包络，将该输入调制信号的包络输出至微分电路； 微分电路，用于滤除该输入调制信号的包络的低频分量提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器的第一输入端； 滤波电路，与比较器的第二输入端相连接，用于滤除输入至该比较器第二输入端的高频信号； 比较器，用于将其两输入端的输入信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号。2.如权利要求1所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器，其特征在于:该检波电路包括第一二极管、第二二极管、第一电容、第四电容以及第一电阻，该输入调制信号连接至该第四电容一端，该第四电容的另一端与该第一二极管的阴极以及该第二二极管的阳极相连接，该第二二极管阴极接该第一电容和该第一电阻的一端，并接至该微分电路，该第一电容和该第一电阻的另一端接地，该第一二极管阳极接地。3.如权利要求1所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器，其特征在于:该检波电路包括第一二极管、第二二极管、第一电容、第四电容以及第一电阻，该输入调制信号连接至该第四电容一端，该第四电容的另一端与该第一二极管的阳极以及该第二二极管的阴极相连接，该第二二极管阳极接该第一电容和该第一电阻的一端，并接至该微分电路，该第一电容和该第一电阻的另一端接地，该第一二极管阴极接地。4.如权利要求2所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器，其特征在于:该微分电路至少包括第二电容以及第二电阻，该第二电容一端接该检波电路的第二二极管，另一端接该比较器的第一输入端，并通过该第二电阻接共模电压输入端。5.如权利要求4所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器，其特征在于:该滤波电路至少包括第三电容，该第三电容的一端与该比较器的第二输入端以及共模电压输入端相连接，另一端接地。6.如权利要求5所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器，其特征在于:该第二电容的另一端接该比较器的第一输入端，共模电压输入端接该比较器的第二输入端，该比较器的输出端接数字基带电路输入端。7.如权利要求6所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器，其特征在于:该第一输入端为同相输入端，该第二输入端为反相输入端。8.一种射频识别标签芯片的ASK解调器的解调方法，包括如下步骤: 利用检波电路滤除该输入调制信号的射频载波提取输入调制信号的包络； 利用微分电路滤除该输入调制信号的包络的低频分量提取包络的边沿变化信息，并将该包络的边沿变化信息输出至比较器的第一输入端； 利用滤波电路滤除输入至该比较器第二输入端的高频信号； 该比较器对其两输入端的输入信号进行比较放大并输出经过数字化整形的包络信号。9.如权利要求8所述的一种射频识别标签芯片的ASK解调器的解调方法，其特征在于:该第一输入端为同相输入端，该第二输入端为反相输入端。
【文档编号】G06K7/00GK105989313SQ201510051908
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月31日
【发明人】梅年松, 张钊锋, 李文革
【申请人】江苏中科易正电子科技有限公司, 沈阳中科增维安信科技有限公司