[发明专利]用于无源超高频射频识别的微功耗温度检测电路

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及集成电路设计，特别是一种温度检测电路，用于无源超高频射频识别UHF RFID芯片，用来检测环境温度。

背景技术

射频识别RFID技术是一种无接触识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止或移动中的待识别物品的机器识别。

射频识别系统一般由两部分组成，即电子标签和阅读器。在电子标签与阅读器之间实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。系统工作时，阅读器发出微波查询能量信号，电子标签收到微波能量信号后，将一部分微波查询能量信号整流为直流电源供电子标签内部的电路工作，另一部分微波查询能量信号被电子标签内保存的数据信息调制后反射回阅读器。阅读器接收反射回的幅度调制信号，从中提取出电子标签中保存的标识性数据信息。

近年来，射频识别RFID广泛应用于例如供应链管理、门禁系统等场合。当射频识别系统和传感系统，例如温度检测系统、湿度检测系统、光强检测系统以及压力检测系统等相结合时，它的应用就可以拓展到环境检测等诸多的应用领域。

然而，由于传统的温度检测电路存在以下问题，使得无法应用于无源超高频射频系统中。

1.传统温度检测电路的功耗较大。由于无源射频识别系统中标签的能量来源于阅读器向标签发送的射频信号，标签所能获得的能量有限，因此要求标签的功耗要非常低。标签的功耗越低，所能识别的有效距离就越远。工作与860MHZ～960MHZ频段的射频识别系统，标签的功耗一般为几十个微瓦。而传统的温度检测电路，功耗甚至在毫瓦量级，完全无法满足此类工作场合的要求。

2.传统的温度检测电路受工艺偏差等等的因素影响比较大。传统的温度检测电路中，由于电阻等器件受工艺影响非常大，因此最终的整体电路受到工艺影响比较大。

3.传统的温度检测电路在上电以后一直工作，在无源射频识别领域，这是非常不利的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种用于无源超高频射频识别的微功耗温度检测电路，以实现每次上电只进行一次计数操作，并减小功耗，提高抗工艺涨落性能。

为实现上述目的，本发明包括：

基准电路，用于提供整体电路的偏置电流，同时为第二压控振荡器提供参考电压；

VBE产生电路，用于为第一压控振荡器输出参考电压；

第一压控振荡器，其输出经过分频器分频后为计数器提供使能信号；

第二压控振荡器，用于为计数器输出时钟信号；

计数器，用于实现计数操作，并输出最终的电路结果；

计数器控制电路，用于控制计数器实现相减的操作，同时控制基准电路为VBE产生电路输出的基准电流；

振荡器关断电路，用于在检测完成之后关断第一压控振荡器和第二压控振荡器；

该第一压控振荡器与第二压控振荡器结构完全相同，以提高抗工艺涨落性能。

该压控振荡器，包括：

比较器，其负输入端接参考电压，正输入端接电容上极板，用于控制充电电容上的最高电压；

三个级联反相器，它们依次连接，其输入与比较器输出连接，输出与电容充放电控制电路连接，以给电容充电或者放电，同时提供电容的放电延时；

电容充放电控制电路，其输入与反相器的输出连接，以控制电容的充电或者放电操作，其输出与电容的上极板连接；

NMOS开关管，其栅极与振荡器关断电路的输出连接，漏极与比较器的输出连接，控制比较器输出在检测完成后置位于低电平。

该计数器控制电路，包括：

下降沿敏感的T触发器，其输入与分频器的输出连接，用来检测分频器输出信号的第一个下降沿，其输出与NMOS开关管栅极连接；

NMOS开关管，其漏极与电流源连接，源极与电容上极板连接，栅极与下降沿敏感的T触发器的输出连接，用于控制是否给电容充电；

PMOS开关管，其漏极与电容上极板连接，源极接地，栅极与外部Reset信号连接，用于复位电容上的电压至低电平；

两个级联缓冲器，其输入为电容上的电压，用于提供足够的驱动能力，输出给计数器和基准电路。

该振荡器关断电路，包括：

两个级联下降沿敏感的T触发器，其输入与分频器输出连接，用来检测分频器输出信号的第二个下降沿，其输出与NMOS开关管栅极连接；

NMOS开关管，输入为下降沿敏感的T触发器的输出，用于控制是否给电容充电，其漏极与电流源连接，源极与电容的上极板连接；