[发明专利]一种射频能量采集电路中的π型阻抗自动匹配系统及方法

权利要求书

1.一种射频能量采集电路中的π型阻抗自动匹配系统，所述射频能量采集电路包括用于接收射频信号的天线，以及将天线接收到的射频信号进行整流并升压的倍压整流电路，其特征在于：包括采样比较模块、逻辑算法控制模块和可调阻抗匹配网络，所述可调阻抗匹配网络中包含有π型可调电容阵列；

所述采样比较模块，其用于在所述逻辑控制模块的微分算子法控制下对倍压整流电路输出的电压进行连续两次采样，并对连续两次采样的电压进行比较；

所述逻辑算法控制模块，其用于根据连续两次采样的电压的比较结果判断出π型可调电容阵列的电容调整方向，并根据电容调整方向利用电容值二分法按照电容权重逐次调整并入所述可调阻抗匹配网络中可调电容的数量；

所述可调阻抗匹配网络，其用于根据并入π型可调电容阵列的电容数量来匹配所述天线与倍压整流电路之间的阻抗；

所述可调阻抗匹配网络还包含有固定式电感L、固定式电容C_fix1和固定式电容C_fix2，所述固定式电感L的一端与所述固定式电容C_fix1的一端电连接，所述固定式电感L的另一端与所述固定式电容C_fix2的一端电连接，所述固定式电容C_fix1的另一端和所述固定式电容C_fix2的另一端均分别接地，所述固定式电感L的两端还分别电连接在所述天线和所述倍压整流电路的输入端上；

所述π型可调电容阵列设有两组，分别为第一组π型可调电容阵列和第二组π型可调电容阵列，所述第一组π型可调电容阵列与所述固定式电容C_fix1并联，所述第二组π型可调电容阵列与所述固定式电容C_fix2并联；

所述第一组π型可调电容阵列和第二组π型可调电容阵列均分别包括n个并联的可调电容，n个并联的可调电容的大小分别为2^n-1C至C，每个所述可调电容上分别串联有一个可控开关，所述第一组π型可调电容阵列中的n个所述可控开关分别为开关b_n-1至开关b₀，所述第二组π型可调电容阵列中的n个所述可控开关分别为开关bb_n-1至开关bb₀；

所述第一组π型可调电容阵列中还并联有一个容值大小为C的单位电容C₀₁，所述单位电容C₀₁串联有控制开关b_c；

所述第二组π型可调电容阵列中还并联有一个容值大小为C的单位电容C_02，所述单位电容C₀₂串联有控制开关bb_c；

所述逻辑算法控制模块上设有2n+2位开关控制输出端，所述逻辑算法控制模块上的2n+2位开关控制输出端对应的与所述可调阻抗匹配网络中的开关b_n-1至开关b₀、开关bb_n-1至开关bb₀、控制开关b_c和控制开关bb_c相连接；

所述采样比较模块包括采样保持单元和比较器，所述采样保持单元包括正输入端采样保持电路和负输入端采样保持电路，所述逻辑算法控制模块上设有采样比较信号输入端，所述负输入端采样保持电路的输入端和正输入端采样保持电路的输入端连接在所述倍压整流模块的输出端上，所述负输入端采样保持电路的输出端连接在所述比较器的负输入端上，所述正输入端采样保持电路的输出端连接在所述比较器的正输入端上，所述比较器的输出端与所述逻辑算法控制模块的采样比较信号输入端相连；

所述逻辑算法控制模块，具体用于控制所述可调阻抗匹配网络初始化，使两组所述π型可调电容阵列均分别接入最大位电容2^n-1C；控制采样比较模块执行一次微分算子运算，具体的，将控制开关b_c或控制开关bb_c闭合，控制负输入端采样保持电路进行一次采样；将控制开关b_c或控制开关bb_c打开，控制正输入端采样保持电路进行一次采样。