專利名稱：Rfid系統(tǒng)的電子標簽的電源產生電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種RFID系統(tǒng)的電子標簽的射頻模擬前端電路，特別是涉及所述射頻模擬前端電路中的電源產生電路。
背景技術：
RFID(radio frequency identification，射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術。一個RFID系統(tǒng)至少包括應答器(transponder)和詢問器(interrogator)兩部分。 應答器又稱電子標簽(tag)。詢問器又稱讀寫器(reader)，是對電子標簽進行讀和/或寫的設備。所述電子標簽通常包含天線、射頻模擬前端電路、數(shù)字基帶電路、存儲單元(例如 EEPROM等)。常規(guī)的射頻模擬前端電路主要包括整流器(Rectifier):將天線上耦合下來的交流電壓轉換成直流電壓。供射頻模擬前端電路和整個電子標簽芯片使用。穩(wěn)壓器(Regulator)將整流器輸出的電壓穩(wěn)定住，作為電子標簽各模塊的電源。 整流器和穩(wěn)壓器共同構成了 RFID電子標簽的電源產生電路。解調器(Demodulator)將數(shù)據(jù)信息從調制信號中解調出來。時鐘獲取和產生電路通常HF頻段(例如13. 56MHz)可以直接從載波中獲取時鐘，直接或經過分頻后作為數(shù)字基帶電路的時鐘；或者利用本地振蕩器產生所需要的時鐘信號作為數(shù)字基帶電路的時鐘。調制器(Modulator)通過數(shù)字基帶電路產生控制信號改變電子標簽的阻抗，從而使讀寫器感應的信號幅值發(fā)生變化，完成信號的上傳。其它電路包括ESD (靜電防護)電路等。讀寫器通過電磁耦合技術和電子標簽實現(xiàn)通信的同時也為電子標簽提供能量。當電子標簽置于讀寫器發(fā)出的交變磁場中時，電子標簽中的天線把交變的磁場感應為交變的電壓，此電壓就是電子標簽各模塊(射頻模擬前端電路、數(shù)字基帶、存儲單元)工作電壓的源頭。但是，天線上感應到的電壓為交流電壓。而且隨著電子標簽離讀寫器距離的變化，感應的電壓幅度也會變化。天線電壓必須經過整流和穩(wěn)壓處理，使輸出電壓穩(wěn)定在一個設定的值。現(xiàn)有的電子標簽的電源產生電路中，整流器采用常規(guī)反饋結構，穩(wěn)壓器一般是一路供電，這導致各個部分會相互影響，并且會導致輸出電壓不穩(wěn)定。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種RFID系統(tǒng)中電子標簽的電源產生電路， 能夠為電子標簽的各個模塊(射頻模擬前端電路、數(shù)字基帶電路、存儲單元等)提供穩(wěn)定的電壓源。為解決上述技術問題，本發(fā)明RFID電子標簽的電源產生電路如圖2所示，包括19個NMOS晶體管、7個PMOS晶體管、5個電阻、4個電容；第一電容Cl的兩端分別連接天線端口一和天線端口二 ；第一 NMOS晶體管Mnl的漏極接天線端口一，柵極接天線端口二，源極接地；第二 NMOS晶體管Mn2的漏極接天線端口二、柵極接天線端口一，源極接地；第三NMOS晶體管Mn3的源極和柵極都接天線端口一，漏極接第一輸出端；第四NMOS晶體管Mn4的源極和柵極都接天線端口二，漏極接第一輸出端；第五NMOS晶體管Mn5的源極和柵極都接天線端口一，漏極通過第四電容C4接地；第六NMOS晶體管Mn6的源極和柵極都接天線端口二，漏極連接第五NMOS晶體管 Mn5的漏極；第七NMOS晶體管Mn7的源極和柵極都通過第二電阻R2接天線端口一，漏極接第
二輸出端；第八NMOS晶體管MnS的源極和柵極都通過第三電阻R3接天線端口二，漏極接第
二輸出端；第九NMOS晶體管Mn9的漏極和柵極都接第三輸出端，源極接地；第十NMOS晶體管MnlO的柵極連接第五NMOS晶體管Mn5的漏極，源極和漏極都接地；第一 PMOS晶體管Mpl的源極連接第五NMOS晶體管Mn5的漏極，柵極通過第三電容C3接第四輸出端，漏極接第四輸出端；第十一 NMOS晶體管Mnll的漏極接第二 PMOS晶體管Mp2的柵極，柵極接第五PMOS 晶體管Mp5的漏極，源極接地；第二 PMOS晶體管Mp2的源極接第四輸出端，柵極接第三PMOS晶體管Mp3的柵極， 漏極接第十二 NMOS晶體管Mnl2的漏極；第十二 NMOS晶體管Mnl2的漏極和柵極都接第二 PMOS晶體管Mp2的漏極，源極接地；第三PMOS晶體管Mp3的源極接第四輸出端，柵極接第二 PMOS晶體管Mp2的柵極， 漏極接第十三NMOS晶體管Mnl3的漏極；第十三NMOS晶體管Mnl3的漏極接第三PMOS晶體管Mp3的漏極，柵極接第二 PMOS 晶體管Mp2的漏極，源極通過第四電阻R4接地；第十四NMOS晶體管Mnl4的漏極和柵極都通過第五電阻R5接第二 PMOS晶體管 Mp2的源極，源極接地；第四PMOS晶體管Mp4的源極接第四輸出端，柵極和漏極都接第十五NMOS晶體管 Mnl5的漏極；第十五NMOS晶體管Mnl5的漏極接第四PMOS晶體管Mp4的漏極，柵極接第十四 NMOS晶體管Mnl4的漏極，源極接地；第五PMOS晶體管Mp5的源極接第四輸出端，柵極接第四PMOS晶體管Mp4的柵極， 漏極接第十一 NMOS晶體管Mnll的柵極；第十六NMOS晶體管Mnl6的漏極接第十一 NMOS晶體管Mnll的柵極，柵極接第二 PMOS晶體管Mp2的漏極，源極接地；第六PMOS晶體管Mp6的源極接第一 PMOS晶體管Mpl的源極，柵極和漏極都接第十八NMOS晶體管Mnl8的漏極；第十八NMOS晶體管MnlS的漏極接第六PMOS晶體管Mp6的漏極，柵極接第四PMOS 晶體管Mp4的漏極，源極接第十九NMOS晶體管Mnl9的漏極；第十九NMOS晶體管麗19的漏極接第十八NMOS晶體管MnlS的源極，柵極接第四 PMOS晶體管Mp4的漏極，源極接地；第七PMOS晶體管Mp7的源極接第一 PMOS晶體管MPl的源極，柵極接第六PMOS晶體管Mp6的柵極，漏極接第一 PMOS晶體管Mpl的柵極；第十七NMOS晶體管Mnl7的漏極接第一 PMOS晶體管Mpl的柵極，柵極接第十四 NMOS晶體管Mnl4的柵極，源極接地；第一輸出端輸出電子標簽的調制器的電源電壓PWR_VG;第二輸出端輸出電子標簽的解調器的電源電壓PWR_DEM0DULATI0N ；第三輸出端通過第一電阻Rl接天線端口一，第三輸出端輸出電子標簽的時鐘獲取和產生電路的電源電壓PWR_CLK ；第四輸出端通過第二電容C2接地，第四輸出端輸出電子標簽的數(shù)字基帶電路和存儲單元的電源電壓PWR_DIG_EE。本發(fā)明所述電源產生電路包括整流器和穩(wěn)壓器，整流器把天線上感應到的交流電壓轉換成直流電壓，然后再通過穩(wěn)壓器處理得到電子標簽各個模塊使用的電源電壓。與采用常規(guī)反饋結構的整流器電路不同，本發(fā)明使用了一種結構更簡單的整流器電路。與常規(guī)穩(wěn)壓器只能輸出一路電源電壓不同，本發(fā)明可以輸出多路電源電壓。


圖1是本發(fā)明所述電源產生電路的電路圖；圖2是本發(fā)明所述電源產生電路的輸入和一個輸出的波形示意圖；圖3是本發(fā)明所述電源產生電路在射頻模擬前端電路中的示意圖。圖中附圖標記說明Mnl Mnl9分別是第一 NMOS晶體管 第十九NMOS晶體管；Mpl Mp7分別是第一 PMOS晶體管 第七PMOS晶體管；Rl R5分別是第一電阻 第五電阻；Cl C4分別是第一電容 第四電容。
具體實施例方式請參閱圖1，本發(fā)明RFID電子標簽的電源產生電路包括整流器和穩(wěn)壓器兩部分。 其中虛線方框內為穩(wěn)壓器電路，其余部分為整流器電路。在整流器電路中，第一 NMOS晶體管Mnl至第九NMOS晶體管Mn9組成多電源的整流輸出，分別產生了 PWR_VG、PWR_CLK、PWR_DEM0DULATI0N信號分別作為調制器、解調器、時鐘獲取和產生電路的電源電壓。第四電容C4和第十NMOS晶體管MnlO組成了大的濾波電容為具有較大驅動能力的數(shù)字基帶電路和存儲單元的電源電壓PWR_DIG_EE去紋波。在穩(wěn)壓器電路中，通過大電流的第一PMOS晶體管Mpl由本身的輸出電源PWR_DIG_ EE經第三PMOS晶體管Mp3和第十五NMOS晶體管Mnl5產生的控制電壓，反饋控制第十八匪OS晶體管MnlS和第十九NMOS晶體管Mnl9來調整第一 PMOS晶體管Mpl的開啟程度。當PWR_DIG_EE輸出為偏高時，通過十八匪OS晶體管Mnl8和第十九匪OS晶體管Mnl9的柵壓會變高，導致第七PMOS晶體管Mp7的柵壓變低，最終使得第一 PMOS晶體管Mpl柵壓變高， 使得輸出的電源PWR_DIG_EE變低，達到穩(wěn)定電壓的功能。第二 PMOS晶體管Mp2、第三PMOS 晶體管Mp3、第十二 NMOS晶體管Mnl2、第十三NMOS晶體管Mnl3和第四電阻R4為起始偏置生成電路，為整個電路產生合適的偏置工作點。請參閱圖2，其上方是電子標簽的天線感應電壓信號，下方是本發(fā)明電源產生電路輸出的驅動能力最大數(shù)字基帶電路和存儲單元的電源電壓PWR_DIG_EE。由圖可見，本發(fā)明所述電源產生電路可以在50 μ s時間內將天線感應電壓穩(wěn)定在1. 75V左右。請參閱圖3，這是本發(fā)明所述電源產生電路在RFID系統(tǒng)的電子標簽的射頻模擬前端電路中的示意圖。本發(fā)明所述電源產生電路根據(jù)輸入的天線感應電壓處理后得到四個輸出信號，分別為電子標簽中的各個模塊供電。
權利要求
1. 一種RFID系統(tǒng)的電子標簽的電源產生電路，其特征是，所述電源產生電路包括19個 NMOS晶體管、7個PMOS晶體管、5個電阻、4個電容；第一電容(Cl)的兩端分別連接天線端口一和天線端口二 ； 第一 NMOS晶體管(Mnl)的漏極接天線端口一，柵極接天線端口二，源極接地； 第二 NMOS晶體管(MM)的漏極接天線端口二、柵極接天線端口一，源極接地； 第三NMOS晶體管(MM)的源極和柵極都接天線端口一，漏極接第一輸出端； 第四NMOS晶體管(Mn4)的源極和柵極都接天線端口二，漏極接第一輸出端； 第五NMOS晶體管(MM)的源極和柵極都接天線端口一，漏極通過第四電容(C4)接地； 第六NMOS晶體管(Mn6)的源極和柵極都接天線端口二，漏極連接第五NMOS晶體管 (Mn5)的漏極；第七NMOS晶體管(Mn7)的源極和柵極都通過第二電阻(似)接天線端口一，漏極接第二輸出端；第八NMOS晶體管(MnS)的源極和柵極都通過第三電阻(舊)接天線端口二，漏極接第二輸出端；第九NMOS晶體管(Mn9)的漏極和柵極都接第三輸出端，源極接地；第十NMOS晶體管(MnlO)的柵極連接第五NMOS晶體管(MM)的漏極，源極和漏極都接地；第一 PMOS晶體管(Mpl)的源極連接第五NMOS晶體管(Mn5)的漏極，柵極通過第三電容(O)接第四輸出端，漏極接第四輸出端；第i^一 NMOS晶體管(Mnll)的漏極接第PMOS晶體管(Mp》的柵極，柵極接第五PMOS 晶體管(MpQ的漏極，源極接地；第PMOS晶體管(Mp》的源極接第四輸出端，柵極接第三PMOS晶體管(Mp!3)的柵極，漏極接第十NMOS晶體管(Mnl2)的漏極；第十NMOS晶體管(Mnl2)的漏極和柵極都接第PMOS晶體管(Mp2)的漏極，源極接地； 第三PMOS晶體管(Mp!3)的源極接第四輸出端，柵極接第PMOS晶體管(Mp》的柵極，漏極接第十三NMOS晶體管(Mnl3)的漏極；第十三NMOS晶體管(Mnl3)的漏極接第三PMOS晶體管(Mp3)的漏極，柵極接第PMOS 晶體管(Mp》的漏極，源極通過第四電阻(R4)接地；第十四NMOS晶體管(Mnl4)的漏極和柵極都通過第五電阻(肪)接第二 PMOS晶體管 (Mp2)的源極，源極接地；第四PMOS晶體管(Mp4)的源極接第四輸出端，柵極和漏極都接第十五NMOS晶體管 (Mn 15)的漏極；第十五NMOS晶體管(Mnl5)的漏極接第四PMOS晶體管(Mp4)的漏極，柵極接第十四 NMOS晶體管(Mnl4)的漏極，源極接地；第五PMOS晶體管(MpQ的源極接第四輸出端，柵極接第四PMOS晶體管(Mp4)的柵極， 漏極接第i^一 NMOS晶體管(Mnll)的柵極；第十六NMOS晶體管(Mnie)的漏極接第i^一NMOS晶體管(Mnll)的柵極，柵極接第PMOS 晶體管(Mp》的漏極，源極接地；第六PMOS晶體管(Mp6)的源極接第一 PMOS晶體管(Mpl)的源極，柵極和漏極都接第十八NMOS晶體管(Mnl8)的漏極；第十八NMOS晶體管(MnlS)的漏極接第六PMOS晶體管(Mp6)的漏極，柵極接第四PMOS 晶體管(Mp4)的漏極，源極接第十九NMOS晶體管(Mnl9)的漏極；第十九NMOS晶體管(MN19)的漏極接第十八NMOS晶體管(MnlS)的源極，柵極接第四 PMOS晶體管(Mp4)的漏極，源極接地；第七PMOS晶體管(Mp7)的源極接第一 PMOS晶體管(MPl)的源極，柵極接第六PMOS晶體管(Mp6)的柵極，漏極接第一 PMOS晶體管(Mpl)的柵極；第十七NMOS晶體管(Mnl7)的漏極接第一 PMOS晶體管(Mpl)的柵極，柵極接第十四 NMOS晶體管(Mnl4)的柵極，源極接地；第一輸出端輸出電子標簽的調制器的電源電壓(PWR_VG)； 第二輸出端輸出電子標簽的解調器的電源電壓(PWR_DEM0DULATI0N)； 第三輸出端通過第一電阻(Rl)接天線端口一，第三輸出端輸出電子標簽的時鐘獲取和產生電路的電源電壓(PWR_CLK)；第四輸出端通過第二電容(C2)接地，第四輸出端輸出電子標簽的數(shù)字基帶電路和存儲單元的電源電壓(PWR_DIG_EE)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RFID系統(tǒng)中電子標簽的電源產生電路，包括19個NMOS晶體管、7個PMOS晶體管、5個電阻、4個電容，分為整流器和穩(wěn)壓器兩部分。與采用常規(guī)反饋結構的整流器電路不同，本發(fā)明使用了一種結構更簡單的整流器電路。與常規(guī)穩(wěn)壓器只能輸出一路電源電壓不同，本發(fā)明可以輸出多路電源電壓，能夠為電子標簽的各個模塊如射頻模擬前端電路、數(shù)字基帶電路、存儲單元等提供穩(wěn)定的電壓源。
文檔編號G06K19/077GK102456152SQ20101052817
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權日2010年11月1日
發(fā)明者朱紅衛(wèi) 申請人:上海華虹Nec電子有限公司