[发明专利]用于具有规定调制系数的载波信号调幅的方法和电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于具有规定调制系数的载波信号调幅的方法和电路，所述方法和电路最好专门用在例如用于近场通信RFID系统的询问器中，便于自动设定发射器，以实现所述调幅。

背景技术

RFID系统内的询问器和应答器之间的通信通常是借助调幅载波信号实现的。

由于在多数RFID系统中，询问器借助载波信号向无源应答器供电，因此调幅载波信号的调制系数必须在规定的范围内。如果调制深度过浅，那么可能检测不到调制。另一方面，如果调制深度过大，那么无源应答器可从询问器接收的能通量过低，并且甚至会停止工作。这同样适用于两个询问器之间的近场通信(标准ISO 18092)。

各个RFID系统的调制系数由标准规定。带有具有频率为13.56MHz的载波信号的RFID系统具有的调制系数范围为8％～14％(按照标准ISO 14443B的规定)，10％～30％(按照标准ISO 15693的规定)，和8％～30％(按照标准FeliCa^TM的规定)。

归因于具有带有持续高达约100μs的调制的时间间隔的NRZ编码(不归零编码)，标准ISO 14443B是一种特定的标准。在无调制间隔期间，无源应答器不能截取足够的能通量并把足够的能量保存在芯片上的电容器中，从而必须从调制载波信号接收电力。

载波信号通常是由发射器内的驱动器的输出阻抗的增大调幅的。

已知天线信号调幅方法和电路(US6700551B2)。控制电路在其中所有双态端口(binary port)都具有低阻抗，导致具有较大振幅的非调制载波信号随后传导到天线的状态，和至少一些双态端口具有高阻抗，导致具有较低振幅的调制载波信号随后被传导到天线的状态之间，切换相互并联连接的双态端口。

此外，已知一种询问器电路，其发射器通过阻抗匹配块连接到天线，所述发射器包括具有一组PMOS晶体管和一组NMOS晶体管的驱动器，所述两组晶体管被相互并联连接(WO2006/006104A1)。当按照载波信号的半周期反相接通和断开所述两组晶体管的所有晶体管时，驱动器生成具有较大振幅的非调制载波信号。载波信号是由驱动器输出阻抗的增大而获得调幅的。这是通过按照例如在第一半周期中，只有一些PMOS晶体管导通而所有NMOS晶体管截止，而在第二半周期中，只有一些PMOS晶体管截止而所有NMOS晶体管导通的方式，控制PMOS晶体管和NMOS晶体管实现的。高发射器输出功率仅仅由在几欧姆范围之内的输出驱动器的低阻抗实现，而天线LC电路的阻抗为几千欧姆的数量级。因此，在它们之间插入匹配块的阻抗。在询问器的发射和接收电路中，在天线LC电路和接收器之间插入衰减器。

在设计阻抗匹配块和天线LC电路时，或者通过计算，或者根据经验确定为了把具有规定调制系数的调幅载波信号传导到天线而需要的驱动器的输出阻抗的增大。

迫切需要这样的设计。即，归因于阻抗匹配块，当载波信号从非调制形式变成调制形式，或者从调制形式变成非调制形式时，发射器驱动器的输出阻抗和载波信号的振幅的比值不会表现为完全线性的。

按照在无调制的时间间隔中，使发射器驱动器的输出阻抗和天线阻抗彼此匹配的方式设计阻抗匹配块。不过当增大发射器驱动器的输出阻抗时，在带有调制的时间间隔中，发射器驱动器与天线显然不再阻抗匹配。

通常用MOS晶体管具体体现的发射器驱动器的输出阻抗还取决于电源电压。因此，仅仅在标称电源电压下，匹配块的阻抗和天线LC电路的阻抗才彼此匹配。电源电压的变化影响调制系数的确定值。

发射器驱动器的输出阻抗还是电子组件参数值的函数。所述参数值在容差范围内，不过由于阻抗匹配块的极高阻抗比(所述阻抗比甚至在几个数量级的范围中)的结果，参数值的变化会强烈地影响阻抗调整。

在这种情况下，即使在无调制的时间间隔中，发射器驱动器的输出阻抗和天线阻抗也不相互匹配。确定的调制系数的值不等于规定值。

对应支持具有不同调制系数的几种协议的询问器来说，阻抗匹配块的所述设计甚至更复杂。

发明内容

就设计阻抗匹配块方面的上述缺陷来说，当从发射器的假定已知的输出阻抗和天线LC电路的已知阻抗出发时，本发明的技术问题是提出一种用于自动设定发射器参数，以便为现有的发射器、现有的阻抗匹配块和现有的天线LC电路确定规定的调制系数的方法和电路。