有源标签及其射频前端芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种有源标签及其射频前端芯片，该芯片包括：非接触卡接口电路模块、时钟感应整形电路模块，还包括：主载波生成电路模块用于接收时钟感应整形电路模块输出的感应时钟，并对感应时钟进行锁相、分频后输出调制主载波；调制主载波与感应时钟的频率差等于副载波的频率；编码电路模块用于对非接触卡接口电路模块输出的数据进行编码后输出；发射电路模块用于使用接收的调制主载波对接收的编码后的数据进行开关键控调制。本发明专利技术的技术方案中，有源标签前端芯片发射的调制信号等效的负载调制深度跟调制主载波与阅读器主载波的相位差无关，克服了调制信号的质量随调制主载波相位偏移而明显下降的缺点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种有源标签及其射频前端芯片，该芯片包括：非接触卡接口电路模块、时钟感应整形电路模块，还包括：主载波生成电路模块用于接收时钟感应整形电路模块输出的感应时钟，并对感应时钟进行锁相、分频后输出调制主载波；调制主载波与感应时钟的频率差等于副载波的频率；编码电路模块用于对非接触卡接口电路模块输出的数据进行编码后输出；发射电路模块用于使用接收的调制主载波对接收的编码后的数据进行开关键控调制。本专利技术的技术方案中，有源标签前端芯片发射的调制信号等效的负载调制深度跟调制主载波与阅读器主载波的相位差无关，克服了调制信号的质量随调制主载波相位偏移而明显下降的缺点。【专利说明】有源标签及其射频前端芯片
本专利技术涉及通信技术，尤其涉及一种有源标签及其射频前端芯片。
技术介绍
随着无线通信技术和社会的发展，基于射频识别RFID (Radio FrequencyIDentification)技术的识别系统(本文中简称RFID系统)，已广泛地应用于图书馆管理、门禁管理、食品安全溯源、物流管理和移动支付等多个领域中。RFID系统中，可以包括无源标签Passivetag与阅读器Reader ;或者RFID系统也可以包括有源标签ActiveTag与阅读器。现有的有源标签的内部结构中的电路框图如图1a所示，通常包括:有源标签射频前端芯片101和非接触标签(Contectless tag) 102 ；其中，有源标签射频前端芯片101的内部结构中的电路框图如图1b所示，通常包括:时钟感应整形电路模块111、主载波生成电路模块112、非接触卡接口电路模块113、发射电路模块114、接收电路模块115、解码电路模块116和编码电路模块117。时钟感应整形电路模块111中包括感应线圈和整形电路；感应线圈在靠近阅读器输出的磁场时,会产生感应电流；整形电路对感应线圈输出的感应电流进行放大和整形后输出感应时钟到主载波生成电路模块112 ;该感应时钟的频率与阅读器输出的磁场的主载波的频率相一致。主载波生成电路模块112对时钟感应整形电路模块111输出的感应时钟进行锁相，输出与阅读器输出的磁场的主载波的相位相一致的本有源标签的主载波。阅读器输出的磁场的主载波的频率可以是125?134Khz、13.56Mhz、433Mhz、860?960Mhz或者2.45Ghz等，通常采用13.56Mhz。当阅读器输出的主载波的频率为13.56Mhz时，主载波生成电路模块112对感应时钟锁相后生成本有源标签的主载波的频率也是13.56Mhz。此外，主载波生成电路模块112还可输出应用于RFID系统中的副载波；该副载波由主载波分频后得到；例如，当主载波生成电路模块112输出的本有源标签的主载波的频率为13.56Mhz时，主载波生成电路模块112还可以输出848Khz的副载波，该频率的副载波是主载波生成电路模块112对13.56Mhz的主载波进行16分频后得到的。阅读器向有源标签发送数据时，阅读器将要发送的指令数据进行改进的米勒编码(Modified Miller Encoding)后，再使用本阅读器的主载波对编码后的数据进行调制，发射无线信号；有源标签中的接收电路模块115在靠近阅读器时可以接收到阅读器发射的无线信号，并使用主载波生成电路模块112输出的本有源标签的主载波对接收的无线信号进行解调，将解调后得到的数据发送给解码电路模块116 ；解码电路模块116对接收的数据进行解码，从而得到阅读器发送的指令数据并通过非接触卡接口电路模块113将得到的指令数据发送给非接触标签102 ;非接触标签102对接收到的指令数据进行处理。有源标签向阅读器发送数据时，现有技术中可以采用振幅键控ASK或者相移键控PSK的调制方式来发送数据。有源标签中的非接触标签102对接收的指令数据进行响应，将本地存储的数据向有源标签射频前端芯片101输出。图1c的中I示出了非接触标签102输出到有源标签射频前端芯片101的数据时序。有源标签射频前端芯片101中的编码电路模块117通过非接触卡接口电路模块113接收到非接触标签102输出的数据，并对接收到的数据进行曼彻斯特编码(ManchesterEncoding)，得到经编码的数据；图1c的中III示出了经过曼彻斯特编码的数据；此外，编码电路模块117还接收主载波生成电路模块112输出的副载波，使用接收的副载波对经编码的数据进行调制，得到副载波调制后的数据并输出到发射电路模块114。图1c的中II示出了副载波的波形图；图1c的中IV示出了经过编码，以及副载波调制后的数据的波形图。发射电路模块114接收主载波生成电路模块112输出的本有源标签的主载波，接收编码电路模块117输出的经编码、以及副载波调制后的数据后，可以采用ASK或者PSK的调制方式将接收的数据向阅读器发送；当发射电路模块114采用ASK的调制方式将接收的数据向阅读器发送时，发射电路模块114在接收的数据为I时，发射本有源标签的主载波，在接收的数据为O时不发射；图1c中的V示出了有源标签采用ASK的调制方式发送的数据波形图；图1c中的VI示出了有源标签采用ASK调制方式输出的磁场与阅读器输出的磁场叠加后的磁场中的负载调制信号波形图；当发射电路模块114采用PSK的调制方式将接收的数据向阅读器发送时，发射电路模块114在接收的数据为I时 ，发射本有源标签的主载波，在接收的数据为O时，发射与在接收数据为I时发射的主载波同频反相的主载波；图1c中的VII示出有源标签采用PSK的调制方式发送的数据波形图；图1c中的VIII示出有源标签采用PSK调制方式输出的磁场与阅读器输出的磁场叠加后的磁场中的负载调制信号波形图。本专利技术的专利技术人发现，采用现有的发射电路模块114不论是采用ASK还是PSK的调制方式，都对发射电路模块114接收的主载波的相位有严格的要求，也就是要求发射电路模块114接收的主载波的相位要与阅读器输出磁场的主载波的相位尽量保持一致或者相反；若主载波生成电路模块112输出的主载波的相位与阅读器输出磁场的主载波的相位之间的偏差较大，则阅读器输出的磁场与有源标签输出的磁场叠加后的磁场的信号波形的包络负载调制深度会减小，导致有源标签向阅读器发送的信号质量劣化，原因分析如下:阅读器输出的磁场的主载波可以由如下公式I表示:Vrd(t) =A1Cos (ω^)(公式 I)公式I中，t为时间，A1为阅读器输出的磁场的主载波的幅度，O1为阅读器输出的磁场的主载波的角频率；当阅读器输出的磁场的主载波的频率为13.56Mhz时，O1为13.56 X 2 πMrad/s。有源标签输出的磁场的信号Vindura (t)可以由如下公式2表示:Vinduce (t) =A2Cos ( ω 2?+Φ)(公式 2)公式2中A2为阅读器接收到有源标签输出的磁场的主载波的幅度，ω2为有源标签输出的磁场的主载波的角频率，Φ为有源标签输出的主载波与阅读器输出的磁场的主载波之间的相位差。阅读器输出的磁场与有源标签输出的磁场叠加后的磁场的信号Vind (t)可以由如下公式3表示:Vind(t) =Vinduce(t)+Vrd(t) =A1Cos (ω A)+A2Cos (ω2?+Φ)(公式 3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源标签中的有源标签射频前端芯片，包括：非接触卡接口电路模块、时钟感应整形电路模块，其特征在于，还包括：主载波生成电路模块，其与所述时钟感应整形电路模块相连，用于接收所述时钟感应整形电路模块输出的感应时钟；并对接收的感应时钟进行锁相、分频后输出调制主载波；其中，所述调制主载波与所述感应时钟的频率差等于所述有源标签所在RFID系统中的副载波的频率；编码电路模块，其与所述非接触卡接口电路模块相连，用于对所述非接触卡接口电路模块输出的数据进行编码后输出；发射电路模块，其与所述编码电路模块相连，用于接收所述编码电路模块输出的编码后的数据；其还与所述主载波生成电路模块相连，用于接收所述主载波生成电路模块输出的调制主载波；并使用接收的调制主载波对接收的编码后数据进行开关键控调制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑巍，王树甫，
申请(专利权)人：斯凯瑞利北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：