带改进的反向散射调制器的高阻抗脉冲收发机制造技术

公开了一种用于电子识别系统的脉冲发机２０。该脉冲收发机特征在于在其输入端提供了一个高输入阻抗（＞４００Ω），该输入端以一个匹配的高输入阻抗直接与天线２２相连。该脉冲收发机的目的是要提高在电容器Ｃ↓［２］上恢复的来自询问信号的电压，从而扩大系统的操作范围。脉冲收发机的调制器３０设计为以小于８０％调制深度（优选为３０％数量级）对询问激励信号进行反向散射调制。这也改善了系统的操作范围。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括询问机和多个脉冲收发机的电子识别系统。本专利技术具体涉及形成该系统之一部分的脉冲收发机。公知的上述种类的电子系统包括一询问机，其包括一用于向脉冲收发机发送询问信号的发送器，和一用于从脉冲收发机接收响应信号的接收器。在询问机中的一个微处理器从响应信号的数据流中识别一个特定的脉冲收发机。每个脉冲收发机包含一天线和一检测电路，用于从询问信号中接收和汇集功率，以在一存储电容上提供一足够高的电压，从而向脉冲收发机的调制器和逻辑电路供电，逻辑电路依次产生上述数据流。数据流用于采用一种公知为反向散射调制的方法以大约100％调制深度对激励信号进行调制和向询问机反向反射激励信号能量的一部分。脉冲收发机的天线通常是具有50Ω至100Ω馈电点阻抗的单元件半波长偶极天线。该天线用合适的阻抗匹配网络与检测器电路的125Ω至200Ω低输入阻抗相匹配。在公知的系统中，反向散射响应信号的有效距离大大超过脉冲收发机能被激励信号驱动的距离。限制因素是向脉冲收发机的调制器和逻辑电路供电的电容器所需的电压。用公知的低输入阻抗的脉冲收发机(尤其是那些用小的集成存储电容器并在大约100％调制深度调制激励信号的脉冲收发机)恢复的电压和所取得的工作范围是不能令人满意的。因此，本专利技术的一个目的是提供一种可替代的脉冲收发机，其能够至少是改善上述缺点。根据本专利技术，提供了一种用于电子识别系统的脉冲收发机，包括一与脉冲收发机电路连接的输入端，该脉冲收发机的特征在于其输入端的输入阻抗至少是400Ω。根据本专利技术的脉冲收发机目标是提高从询问和激励信号中恢复的电压，这与现有技术脉冲收发机中对所恢复的功率优化相反。脉冲收发机电路可包括一与输入端相连的调制器，一与调制器连接的信号检测器，和用于产生一识别代码的逻辑电路；所述输入端可以直接连接到一个天线上而不需在天线与调制器之间使用阻抗匹配电路；天线的馈电点阻抗的实数部分基本上等于输入阻抗的实数部分。脉冲收发机电路可包括一电压倍增器电路，诸如倍压电路。脉冲收发机电路优选地集成在一块芯片上。可用CMOS技术实施该集成。天线可包括一多元件半波长偶极子。天线典型地可包括一个三至五个元件的半波长偶极子。天线还可包括一电感性电抗元件，以在优选操作频率抵消在所述输入阻抗中的电容性电抗成分。电感性电抗元件可以是例如包括一在天线馈电点上或附近所设置的环形构造。在另一实施例中，天线可包括一半波长偶极子，其中馈电点适当地偏心放置，以便馈电点阻抗与所述输入阻抗接近。天线可以适当地比半波长长，以产生一个电感性电抗成分，从而在一个优选操作频率抵消在所述输入阻抗中的电容性电抗成分。进一步根据本专利技术，调制器可构成为以小于80％调制深度用识别代码信号对通过天线接收的激励信号进行调制。识别代码信号可包括一个二进制数据流，调制器连接一个开关装置，其受数据流控制，以将一阻抗电路切换入和切换出脉冲收发机电路，从而在第一值和第二值之间改变输入阻抗，其中第一值基本上与天线的馈电点阻抗匹配，而第二值最多为第一值的80％。本专利技术还涉及包括一脉冲收发机电路的脉冲收发机，该脉冲收发机电路包括一调制器，用于以小于80％调制深度用响应信号对通过天线接收的激励信号进行调制。调制深度优选在20％和40％之间，一般为30％的数量级。响应信号可包括一二进制数据流，调制器连接一个开关装置，其受该二进制流控制，以将一阻抗电路切换入和切换出脉冲收发机电路，从而在第一值和第二值之间改变在脉冲收发机电路输入端的输入阻抗，其中第一值基本与天线的馈电点阻抗匹配，第二值最多为第一值的80％。所述开关装置可包括一有源开关装置，诸如一个三极管，而阻抗电路可包括一电阻。本专利技术还包括一用于电子识别系统的脉冲收发机，该脉冲收发机包括-一与脉冲收发机电路输入端连接的天线；-该脉冲收发机电路包括-一与天线连接的激励信号检测器；-一与检测器连接的存储电容器，用于存储从激励信号恢复的电压；-一与天线连接的调制器；和-用于为调制器产生控制信号的电路；-所述调制器根据控制信号进行设置以在小于80％的深度对激励信号进行调制。现在将参考附图以示例性的方式对本专利技术进行进一步的说明，其中附图说明图1是现有技术脉冲收发机的基本方框图；图2是根据本专利技术的脉冲收发机的方框图；图3是根据本专利技术的脉冲收发机的方框图，更详细地显示了包括倍压电路在内的检测器电路；图4示意性地表示形成根据本专利技术的脉冲收发机一部分的一个天线；图5示意性地表示形成根据本专利技术的脉冲收发机一部分的另一个天线；图6是更详细地显示调制器电路的脉冲收发机的方框图；和图7到9是在由图6的方框图所表示的电路中各点的波形。现有技术的脉冲收发机的方框图示于图1。该脉冲收发机10包括一半波长偶极子天线12，其具有50Ω到100Ω数量级的馈电点阻抗ZAIN，典型值为73Ω。在天线12与检测器和调制器电路16之间设置了一匹配网络14，以将天线的阻抗与检测器和调制器电路的输入阻抗ZDIN匹配，ZDIN一般是在125Ω至200Ω数量级。检测器和调制器电路与逻辑电路18连接。检测器从收到的询问信号中收集功率以在存储电容器上积累电压，从而驱动逻辑电路和调制器电路。询问机(未示出)和脉冲收发机10的操作范围取决于检测器电路所恢复并在电容器储存的电压。具有上述低阻抗(73Ω)天线和低输入阻抗检测器和调制器电路(125Ω-200Ω)的现有技术系统的操作是不能令人满意的。而且，匹配网络14增加了公知脉冲收发机的成本。再者，如图9所示，在使用100％调制的现有技术的脉冲收发机中，储存电容器的电压周期性地降到电容器所需的最小电压以下。根据本专利技术的脉冲收发机20的方框图示于图2。脉冲收发机20包括一与含有检测器和调制器电路24的高输入阻抗脉冲收发机电路直接相连的高阻抗天线22(ZAIN＞400Ω)。检测器和调制器电路24与逻辑电路26连接。通过增加检测器和调制器电路24的输入阻抗ZTIN，所恢复的电压也增加。该关系由下面的公式确定V=PxZTIN]]>其中P=信号的功率；ZTIN=脉冲收发机的输入阻抗而且，通过设置一倍压电路28形式的电压倍增电路(示于图3)，电压还将进一步增加。倍压电路28操作如下。在询问信号SIN的正半周期SINP1，电流流经电容器C1和二极管D2，以将存储电容器C2充电至半周期SINP1的峰值电压。在负半周期SINN，电流流经二极管D1，以将电容器C1反向充电至负半周期SINN的峰值电压。在下一正半周期SINP2，电容器C1上的电压增加至正半周期SINP2的电压，以将电容器C2充电至信号SIN的峰-峰电压。输入阻抗ZTIN主要是由杂散电路电阻、电感和电容的阻抗，整流二极管D1和D2在不导通时的阻抗，二极管D1和D2在导通时的正向电阻，由逻辑电路26形成的阻抗，以及调制器30在高阻状态时的阻抗确定的。通过增加阻抗ZTIN，恢复电压也增加。通过适当地将调制器30、倍压电路28和逻辑电路26在一块芯片上集成，阻抗ZTIN可以比公知的检测器电路增加大约一个数量级，达到大约1200Ω-1800Ω。为了增加输入阻抗ZTIN，需要减少与输入端并联的电容元件和电阻的作用，以减少二极管D1和D2的结点电容和增加调制器30的阻抗。制造集成电路晶片时利用最新的CMOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电子识别系统的脉冲收发机，包括一个与脉冲收发机电路连接的输入端，所述脉冲收发机的特征在于其输入端的输入阻抗至少为４００Ω。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维埃德温普罗克特，克里斯托弗戈登杰维斯特纳，坎比茨哈亚特达乌迪，
申请(专利权)人：休普传感器控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]