專利名稱：射頻電子標(biāo)簽電路及驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)。
背景技術(shù)：
射頻電子標(biāo)簽中通常采用的結(jié)構(gòu)如圖1所示，從天線接收的交流載波信號經(jīng)過整流電路得到直流電壓Vl給整個芯片使用，Vl的電壓是隨著輸入的強弱而在一定范圍內(nèi)變化，所以需要經(jīng)過穩(wěn)壓電路得到一個固定電壓V2，給其他部分使用。其中也包括存儲器以及給存儲器編程產(chǎn)生高壓的電荷泵。經(jīng)過整流，穩(wěn)壓的過程，由于內(nèi)阻以及穩(wěn)壓壓降等，造成能量損失很大，且當(dāng)電荷泵輸入功率比較大的時候，為了提供較大的輸出功率，整流，穩(wěn)壓電路相應(yīng)的也會較大，占用更多的芯片面積。(基本狄克遜電荷泵原理)對于電荷泵這種有倍增效應(yīng)的電路來說，輸入電壓降低單位1，輸出電壓就會降低NX 1 (N為級數(shù))，如果電荷泵輸入電壓較低的話，達到相同的輸出電壓，往往需要更多的級數(shù)，而級數(shù)越多，電荷泵的效率也越低。在射頻電子標(biāo)簽中，由于V2是從Vl穩(wěn)壓輸出，Vl會比V2高，因此就會出現(xiàn)先降壓再升壓的過程，即Vl降壓得到V2，V2再通過驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換為方波時鐘驅(qū)動信號來驅(qū)動電荷泵升壓，得到高壓V3給存儲器編程，當(dāng)電荷泵所需輸入功率較大時，驅(qū)動電路的驅(qū)動能力也要增大，這個時鐘驅(qū)動信號是電荷泵的主要能量來源。這種過程是一種浪費，且V2電壓較低，電荷泵本身也需要更多級數(shù)，效率不高。為了避免先降后升的損失，出現(xiàn)了如圖2所示的改進結(jié)構(gòu)。直接采用整流后的電壓Vl驅(qū)動電荷泵，避免了降壓損失，且由于Vl較高，電荷泵級數(shù)較少，效率也更高一些。當(dāng)然為了在Vl變化范圍內(nèi)保證電荷泵的正常工作，相應(yīng)的增強以及冗余設(shè)計必不可少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、占用面積小、驅(qū)動能力更強的射頻電子標(biāo)簽電路。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，射頻電子標(biāo)簽電路，包括天線、整流單元、穩(wěn)壓單元、儲存器單元和電荷泵，電荷泵與儲存器單元連接，其特征在于，天線通過控制開關(guān)電路與電荷泵連接。所述控制開關(guān)電路包括并聯(lián)的第一 PMOS管和第一 NMOS管，二者的輸出端接電荷泵，輸入端接天線的第一端，并聯(lián)的第二 PMOS管和第二 NMOS管，二者的輸出端接電荷泵， 輸入端接天線的第二端，外部控制信號輸入端通過反相器接第一 PMOS管的控制端和第二 PMOS管的控制端，外部控制信號輸入端接第一 NMOS管的控制端和第二 NMOS管的控制端，第一 PMOS管和第二 PMOS管的襯底接高電位。所述第一 PMOS管和第二 PMOS管的襯底接襯底電壓偏置電路，所述襯底電壓偏置電路包括控制端和輸入端連接的第三NMOS管以及控制端和輸入端連接的第四NMOS管，第三NMOS管和第四NMOS管的輸出端作為襯底電壓偏置電路的輸出端，并通過電容接地。
本發(fā)明還提供一種射頻電子標(biāo)簽電路驅(qū)動方法，包括下述步驟1)從天線載波中提取直流電壓作為儲存器電源；幻從天線載波中產(chǎn)生電荷泵驅(qū)動電壓，3)電荷泵產(chǎn)生儲存器編程所需高壓；其特征在于，所述步驟2)中，天線載波僅通過開關(guān)傳輸?shù)诫姾杀?，直接由天線載波驅(qū)動電荷泵。本發(fā)明的有益效果是，通過天線輸入的載波直接驅(qū)動電荷泵工作，免去了整流，穩(wěn)壓等過程，達到很好的效率，節(jié)省了電路占用面積。


圖1是常用的現(xiàn)有技術(shù)電路模塊示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種改進技術(shù)的電路模塊示意圖。圖3是本發(fā)明的電路模塊示意圖。圖4是本發(fā)明的控制開關(guān)電路圖。圖5是傳輸門中PMOS的襯底電壓偏置電路圖。圖6是傳輸門中PMOS的襯底電壓偏置電路的NMOS實現(xiàn)的電路圖。圖7是一個實施例的電路示意圖。
具體實施例方式參見圖3 5。本發(fā)明在天線和電荷泵之間增加一對載波輸入控制開關(guān)電路，控制載波向電荷泵的輸入?，F(xiàn)有技術(shù)是通過控制時鐘開關(guān)來關(guān)閉或者啟動電荷泵。在射頻電子標(biāo)簽中，載波本身就是一定頻率的周期信號，一般是正弦信號，在整個系統(tǒng)中具有最強的驅(qū)動能力。同時載波驅(qū)動具有最高的電壓，且不需要經(jīng)過整流電路的閾值壓降，內(nèi)阻損耗， 以及穩(wěn)壓壓降帶來的損耗，具有較高的驅(qū)動效率。在高頻電子標(biāo)簽中，載波的頻率一般為 13. 56兆赫茲，是一個比較合適的驅(qū)動頻率。因此，完全可以使用載波直接驅(qū)動電荷泵，而省去了眾多中間環(huán)節(jié)，提高了效率，簡化了電路結(jié)構(gòu)，減少了電路占用面積，并且能提供比常規(guī)結(jié)構(gòu)強得多的驅(qū)動能力。圖4表現(xiàn)了載波輸入控制開關(guān)的一種實現(xiàn)，利用CMOS工藝傳輸門來實現(xiàn)的(傳輸門原理)。其中，PMOS的襯底需要置一相對最高電位，使得PMOS能處于正常工作狀態(tài)，在輸入的載波波峰時能完全關(guān)斷向驅(qū)動的輸出，在載波波谷時能防止驅(qū)動向載波的倒灌。具體的說，所述控制開關(guān)電路包括并聯(lián)的第一 PMOS管和第一 NMOS管附，二者的輸出端接電荷泵，標(biāo)記為OUTl ；輸入端接天線的第一端，標(biāo)記為mi ；并聯(lián)的第二 PMOS管P2和第二 NMOS管N2，二者的輸出端接電荷泵，標(biāo)記為0UT2 ； 輸入端接天線的第二端，標(biāo)記為IN2 ；外部控制信號(CONTR)輸入端通過反相器接第一 PMOS管Pl的控制端和第二 PMOS 管P2的控制端，外部控制信號輸入端接第一 NMOS管m的控制端和第二 NMOS管N2的控制端，第一 PMOS管Pl和第二 PMOS管P2的襯底接高電位。圖5是給傳輸門中PMOS襯底置高電壓的偏置電路，利用整流電路的特性，當(dāng)輸出靜態(tài)電流為0時，整流電路的輸出可以得到接近載波峰值電壓的直流電壓，這個直流電壓非常適合做傳輸門PMOS襯底偏置電壓。圖6是襯底電壓偏置電路的NMOS實現(xiàn)，適用于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝。第一 PMOS管Pl 和第二 PMOS管P2的襯底接襯底電壓偏置電路，所述襯底電壓偏置電路包括控制端和輸入端連接的第三NMOS管N3以及控制端和輸入端連接的第四NMOS管N4，第三NMOS管和第四 NMOS管的輸出端作為襯底電壓偏置電路的輸出端，并通過電容接地。作為一個實施例，參見圖7。說明書已經(jīng)清楚的說明了本發(fā)明的原理和必要技術(shù)細節(jié)，普通技術(shù)人員能夠依據(jù)說明書實施，故不再贅述更具體的電路細節(jié)。實施例并非對本發(fā)明的權(quán)利范圍的限制。
權(quán)利要求
1.射頻電子標(biāo)簽電路，包括天線、整流單元、穩(wěn)壓單元、儲存器單元和電荷泵，電荷泵與儲存器單元連接，其特征在于，天線通過控制開關(guān)電路與電荷泵連接。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻電子標(biāo)簽電路，其特征在于，所述控制開關(guān)電路包括 并聯(lián)的第一 PMOS管和第一 NMOS管，二者的輸出端接電荷泵，輸入端接天線的第一端， 并聯(lián)的第二 PMOS管和第二 NMOS管，二者的輸出端接電荷泵，輸入端接天線的第二端， 外部控制信號輸入端通過反相器接第一 PMOS管的控制端和第二 PMOS管的控制端， 外部控制信號輸入端接第一 NMOS管的控制端和第二 NMOS管的控制端，第一 PMOS管和第二 PMOS管的襯底接高電位。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻電子標(biāo)簽電路，其特征在于，所述第一PMOS管和第二 PMOS 管的襯底接襯底電壓偏置電路，所述襯底電壓偏置電路包括控制端和輸入端連接的第三 NMOS管以及控制端和輸入端連接的第四NMOS管，第三NMOS管和第四NMOS管的輸出端作為襯底電壓偏置電路的輸出端，并通過電容接地。
4.射頻電子標(biāo)簽電路驅(qū)動方法，包括下述步驟1)從天線載波中提取直流電壓作為儲存器電源；幻從天線載波中產(chǎn)生電荷泵驅(qū)動電壓，3)電荷泵產(chǎn)生儲存器編程所需高壓；其特征在于，所述步驟2)中，天線載波僅通過開關(guān)傳輸?shù)诫姾杀?，直接由天線載波驅(qū)動電荷泵。
全文摘要
射頻電子標(biāo)簽電路及驅(qū)動方法，涉及電子技術(shù)。本發(fā)明包括天線、整流單元、穩(wěn)壓單元、儲存器單元和電荷泵，電荷泵與儲存器單元連接，其特征在于，天線通過控制開關(guān)電路與電荷泵連接。本發(fā)明的有益效果是通過天線輸入的載波直接驅(qū)動電荷泵工作，免去了整流，穩(wěn)壓等過程，達到很好的效率，節(jié)省了電路占用面積。
文檔編號G06K19/07GK102262740SQ20111023108
公開日2011年11月30日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者彭澤忠, 方中岳, 毛軍華 申請人:四川凱路威電子有限公司