[发明专利]RFID标签芯片解调电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种RFID标签芯片解调电路，具体来说，涉及一种运用包络检波技术来解调读写器发送的100%ASK调制信号的非接触式RFID标签芯片解调电路。

背景技术

ISO/IEC14443 Type A协议规定：阅读器将数据进行100%ASK调制以后通过电磁波发送出去，RFID标签芯片进入阅读器的发射场后需要把已调数据解调出来，以完成接收阅读器发送过来的数据和命令。高精度的解调电路对阅读器与RFID标签间通信至关重要。

100%ASK调制信号的解调方式主要有两种:相干解调和包络检波。相干解调法需要有一个与ASK信号同步的相干载波，提取该载波需锁相环或滤波器，电路结构复杂，芯片面积与功耗都比较大，不适合无源RFID标签芯片。对于100%ASK调制，其包络基本上相当于输入信号的全摆幅变化，高低电压差较大，包络变化明显，可直接采用低通滤波器进行滤波，然后再对信号进行放大整形。对于100%ASK信号采用包络检波方法，能保证解调信号的准确性，而且电路结构简单，面积功耗都比较小。

传统的包络检波电路由电阻R与电容C构成低通滤波电路，滤除高频载波信号。该低通滤波器的时间常数选取必须遵循                                               （其中表示频率, 表示包络频率）,即滤波器具有通低频阻高频的功能。其中电阻阻值较大，电容值应选得在高频时，其阻抗远小于R，而在低频时，其阻抗则远远大于R。当天线端输入高频信号时，由于负载电容高频阻抗很小，因而高频电压大部分加到二极管上。高频信号电压上升时，二极管导电，并对电容充电，由于二极管导通内阻小，所以电容电压在很短时间内就接近高频电压最大值。高频信号电压下降时，二极管截止，由于电阻阻值很大，电容放电很慢，故电容上的电压跟随着天线电压包络变化。对包络信号进行整形以及电压转换便可得到阅读器发送过来的数据。

但是在无源RFID系统中，RFID标签芯片所处的电磁场场强是变化的，标签芯片天线感应的最高电压也会不断变化；同时，在高速数据通信中，包络检波的波形要跟随调制信号快速变化。传统的包络检波电路显然不适用于这样的场合。

发明内容

针对以上的不足，本发明提供了一种运用包络检波技术来解调读写器发送的100%ASK调制信号的非接触式RFID标签芯片解调电路，它包括用于提取100%ASK包络信号的包络检波单元；用于包络波形整形的波形整形单元；用于不同电压域转换的电平转换单元。

它还包括用于控制波形整形单元工作状态的整形控制单元。

所述包络检波单元由MN1、 MN2、 MN3、 MN4和 MN5组成，其中，MN1和MN2构成电流镜，其源极接地，MN1的栅极和漏极以及MN2的栅极连接到dm_bias端，由dm_bias提供偏置电压；MN3栅极连接到模拟电压高VHD，其源极接到MN2的漏极，其漏极连接到该单元的输出端VENV； MN4和MN5采用栅漏短接的二极管接法，栅漏端接到天线输入端ant1和ant2，源端接到该单元输出端。

所述波形整形单元由反相器U1 、U2、 U3和 U4组成，其中，包络信号VENV连接到反相器U1的输入端，反相器U2的输出端接到U3，U3输出端接到U2的输入端形成交叉耦合反相器，U2的输入端连接U1的输出端，U2的输出端连接到U4的输入端，反相器U4输出为波形整形单元的输出信号VREC，四个反相器均由VCTL提供工作电压。

所述电平转换单元由反相器U5和U6，以及N沟道MOS管MP1、MP2、MN6和MN7组成，其中，反相器U5输入端接电平转换单元的输入，反相器U5输出端接反相器U6的输入端和N沟道MOS管MN7的栅极，反相器U6输出端接N沟道MOS管MN6的栅极，由模拟高电压VHD提供反相器U5和U6的工作电压，MN6和MN7的源极接地，MN6与MP1漏极相接，MN7与MP2漏极相接，MP1与MP2的源极接到数字电源端VDD，MP2的漏极接MP1的漏极，MP1的栅极接MP2的漏极并作为该单元的输出信号。

所述整形控制单元由开关管M1组成，数字部分的控制信号dm_cn_vdd连接到电平转换单元的输入端，其输出端dm_cn_vhd连接到开关管M1的栅极，M1的源极接到模拟高电平VHD，其漏端为整形控制单元的输出。

本发明的有益效果：本发明的RFID标签芯片解调电路结构简单、易于实现，消耗功耗很低，适合于无源RFID标签芯片的数据解调；同时，本电路适用于高速数据通信中，具有良好的稳定性以及良好的抗噪能力。

附图说明