本發(fā)明涉及模擬集成電路技術領域，尤其涉及一種rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路。

背景技術：

射頻識別(radiofrequencyidentification，rfid)是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。一套完整的rfid系統(tǒng)，是由閱讀器(reader)、應答器(transponder)及應用軟件系統(tǒng)三個部分所組成，其中，應答器也就是所謂的電子標簽(tag)。rfid的工作原理是reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給transponder，用以驅動transponder電路將內部的數(shù)據(jù)送出，此時reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應用程序做相應的處理。

iso/iec14443協(xié)議是是工作在近場(通訊距離小于10cm)的標準協(xié)議，涉及pcd(鄰近耦合設備，相當于讀寫器)與picc(鄰近卡，相當于電子標簽)之間的雙向通信。該協(xié)議定義電子標簽接收到的信號是ask(amplitudeshiftkeying，幅移鍵控，又稱振幅鍵控)調制信號。電子標簽不能對該信號進行直接處理，必須經(jīng)過解調器將其還原出來，才能以數(shù)字信號形式送入電子標簽芯片的其余部分(例如數(shù)字基帶電路)。

根據(jù)信號發(fā)送和接收方式的不同，iso/iec14443-3協(xié)議定義了typea、typeb兩種卡型，它們的不同主要在于載波的調制深度及二進制數(shù)的編碼方式。typea型卡在pcd向picc傳送信號時，是通過13.56mhz的射頻載波傳送信號。其采用方案為同步、改進的miller編碼方式，通過100％ask傳送。在picc向pcd傳送信號時，通過調制載波傳送信號，使用847khz的副載波傳送manchester編碼。typeb型卡在pcd向picc傳送信號時，也是通過13.56mhz的射頻載波信號，但采用的是異步、nrz編碼方式，通過用10％ask傳送的方 案。在picc向pcd傳送信號時，則是采用的bpsk編碼進行調制。

公開號為cn102810180a的中國專利公開了一種用于無源rfid標簽芯片的寬解調范圍的ask解調電路，通過包絡信號提取電路從兩路天線電壓信號得到快變包絡信號和慢變包絡信號，利用比較電路得到天線包絡信號變化邊沿，再由判決電路對比較電路輸出的電平信號進行比較得到數(shù)據(jù)。該專利中杜絕了天線過沖的影響，能夠解調typea、typeb兩種調制方式的rfid信號。然而，由于這種設計需要提取快慢兩種包絡信號，所以難以對高傳輸速率的信號進行正確解調。

此外，公開號為cn203588292u的中國專利公開了一種射頻識別中的解調電路，該解調電路對rfid信號進行包絡檢波之后，放大電路對包絡檢波的信號進行放大，然后，整形電路對信號進行整形。然而，該專利是處理848kbps高傳輸速率的rfid信號的解調電路，在低傳輸速率時無法適用。

結合上述分析可知，現(xiàn)有技術中難以對高傳輸速率和低傳輸速率的信號同時進行正確解調。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路，以解決傳統(tǒng)的解調電路難以同時對高傳輸速率和低傳輸速率的信號進行解調的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路，包括：

包絡檢波電路，所述包絡檢波電路包括一負載電路和一第一電容，所述負載電路和所述第一電容并聯(lián)于rfid信號與一第二電源端之間，所述負載電路包括并聯(lián)的第一支路和第二支路，所述第一支路連接一第一電源端，所述第二支路連接一高速解調控制信號；

第二電容，連接于所述包絡檢波電路與一第一節(jié)點之間；

放大電路，連接于所述第一節(jié)點與一第二節(jié)點之間，所述放大電路包括一線性增益電路和第一反相器，所述線性增益電路和所述第一反相器并聯(lián)于所述第二電源端和一第三電源端之間；

整形電路，連接于所述第二節(jié)點與所述解調電路的輸出端之間，所述整形 電路連接一控制信號；

穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電壓連接所述第一電源端和第二電源端，并提供所述第三電源端，所述第三電源端連接所述放大電路和所述整形電路。

可選的，所述第一支路包括：

第一nmos晶體管，柵極連接所述第一電源端，漏極連接所述rfid信號；

第二nmos晶體管，柵極連接一偏置電壓，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第一nmos晶體管的源極。

可選的，所述第二支路包括：

第三nmos晶體管，柵極連接所述高速解調控制信號，漏極連接所述rfid信號；以及

第四nmos晶體管，柵極連接所述偏置電壓、源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第三nmos晶體管的源極。

可選的，所述包絡檢波電路與所述第二電容之間連接一第一電阻。

可選的，所述線性增益電路包括：

第一pmos晶體管、柵極連接所述第一節(jié)點，源極連接所述第三電源端；

第二pmos晶體管、柵極和漏極連接所述第二節(jié)點，源極連接所述第一pmos晶體管的漏極；

第五nmos晶體管，柵極和漏極連接所述第二節(jié)點；

第六nmos晶體管，柵極連接所述第一節(jié)點，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第五nmos晶體管的源極。

可選的，所述第一反相器包括第三pmos晶體管和第七nmos晶體管；所述第三pmos晶體管的柵極連接所述第一節(jié)點，源極連接所述第三電源端，漏極連接所述第七nmos晶體管的漏極；所述第七nmos晶體管的柵極連接所述第一節(jié)點，源極所述第二電源端。

可選的，所述整形電路包括依次連接的施密特觸發(fā)器、第二反相器以及第三反相器。

可選的，所述施密特觸發(fā)器包括：

第四pmos晶體管，柵極連接所述第二節(jié)點，源極連接所述第三電源端，漏極連接一第四節(jié)點；

第八nmos晶體管，柵極連接所述第二節(jié)點，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第四節(jié)點；

第五pmos晶體管，柵極連接所述第三節(jié)點，源極連接所述第三電源端，漏極連接所述第四節(jié)點；

第九nmos晶體管，柵極連接所述第三節(jié)點，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第四節(jié)點；

第六pmos晶體管，柵極連接所述控制信號，源極連接所述第三電源端；

第七pmos晶體管，柵極連接所述第四節(jié)點，源極連接所述第六pmos晶體管的漏極，漏極連接所述第三節(jié)點；

第十nmos晶體管，柵極連接所述控制信號，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第三節(jié)點；

第十一nmos晶體管，柵極連接所述第四節(jié)點，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第三節(jié)點。

可選的，所述解調電路還包括一第三電容，所述第三電容連接于所述第二節(jié)點與所述第二電源端之間。

可選的，所述穩(wěn)壓電路包括依次相連的分壓電路、第二反相器以及穩(wěn)壓晶體管。

可選的，所述分壓電路包括：

第八pmos晶體管，柵極與漏極相連，源極連接一第五節(jié)點；

第十二nmos晶體管，柵極連接所述第二節(jié)點，源極連接所述第二反相器的輸入端，漏極連接所述第八pmos晶體管的漏極；

第十三nmos晶體管，柵極連接所述第五節(jié)點，漏極連接所述第十二nmos晶體管的源極；

第十四nmos晶體管，柵極連接所述第五節(jié)點，源極連接所述第二電源端，漏極連接所述第十三nmos晶體管的源極。

可選的，所述第二反相器包括第九pmos晶體管和第十五nmos晶體管，所述第九pmos晶體管的柵極連接所述第十二nmos晶體管的源極，源極連接所述第五節(jié)點，漏極連接所述穩(wěn)壓晶體管的柵極，所述第十五nmos晶體管的柵極連接所述第十二nmos晶體管的源極，源極連接所述第二電源端，漏極連 接所述穩(wěn)壓晶體管的柵極。

可選的，所述穩(wěn)壓電壓還包括一第四電容，所述第四電容連接于所述穩(wěn)壓晶體管的源極與漏極之間。

可選的，所述穩(wěn)壓電路還包括一第二電阻，所述第二電阻連接于所述第一電源端與所述第五節(jié)點之間。

可選的，所述第一電源端的電壓變化的范圍為1.6v～2.0v，所述第三電源端的電壓變化的范圍為1.015v～1.024v。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路至少具有以下有益效果：

1)本發(fā)明的解調電路中，包括依次相連的包絡檢波電路、第二電容、放大電路以及整形電路，在對rfid信號進行解調過程中，包絡檢波電路對rfid信號進行檢波，第二電容將信號中的直流部分濾掉，將解調處理的rfid信號進過放大電路進行放大，并通過整形電路輸出。本發(fā)明中，第二支路開啟時，解調電路對高傳輸速率的rfid信號進行解調，最大支持數(shù)據(jù)傳輸速率為848kbps的rfid信號的解調。第二支路開啟關閉時，對低傳輸速率的rfid信號進行解調，并且，支持iso/iec14443協(xié)議規(guī)定的typea、typeb兩種調制方式；

2)本發(fā)明的解調電路中還包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電壓連接第一電源端，并提供第三電源端，所述第三電源端連接所述放大電路和所述整形電路。在第一電源端的電壓有波動的情況下，穩(wěn)壓電路可以維持第三電源端的電壓的穩(wěn)定，使得放大電路和整形電路的工作電壓穩(wěn)定，解調電路仍然能夠正確的解調，并減小電源模塊的設計難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例中的rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路的示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例中的穩(wěn)壓電路的示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例中的穩(wěn)壓電壓的仿真結果圖；

圖4為本發(fā)明一實施例中rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路的仿真結果圖。

具體實施方式

下文結合圖1～圖4對本發(fā)明的rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路進行詳細的描述。參考圖1中所示，所述解調電路包括依次連接的包絡檢波電路10、第二電容c2、放大電路20、整形電路30，包絡檢波電路10對rfid信號reg_in進行檢波，第二電容c2將信號中的直流部分濾掉，將解調處理的rfid信號進過放大電路20進行放大，并通過整形電路30的out端輸出。

具體的，所述包絡檢波電路10包括一負載電路11和一第一電容c1，所述負載電路11和所述第一電容c1并聯(lián)于rfid信號reg_in與第二電源端gnd之間，負載電路11構成放電回路的負載。解調電路載波時，rfid信號reg_in向第一電容c1充電，負載電路11沒有關閉，也存在放電。而當rfid信號reg_in出現(xiàn)凹槽時，rfid信號reg_in的電壓降低，第一電容c1向負載電路11放電，完成包絡檢波。

進一步的，在本實施例中，所述負載電路11包括第一支路101和第二支路102，其中，第一支路101包括：

第一nmos晶體管mn1，第一nmos晶體管mn1的柵極連接所述第一電源端vdd，漏極連接所述rfid信號reg_in，第一電源端vdd為射頻系統(tǒng)的工作電壓；

第二nmos晶體管mn2，第二nmos晶體管mn2的柵極連接一偏置電壓vbais，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第一nmos晶體管mn1的源極，第二電源端gnd為地端。

第二支路102包括：

第三nmos晶體管mn3，第三nmos晶體管mn3的柵極連接一高速解調控制信號opt，漏極連接所述rfid信號reg_in；以及

第四nmos晶體管mn4，第四nmos晶體管mn4的柵極連接所述偏置電壓vbais、源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第三nmos晶體管mn3的源極。

本發(fā)明的負載電路11中包括兩條并聯(lián)的第一支路101和第二支路102，第一nmos晶體管mn1和第二nmos晶體管mn2組成一條支路，而第三nmos晶體管mn3和第四nmos晶體管mn4組成另一條支路，并且，第三nmos晶體管mn3的柵極連接高速解調控制信號opt，通過高速解調控制信號opt 控制第二支路102的開關。本發(fā)明中，第二支路開啟102時，解調電路對高傳輸速率的rfid信號進行解調，最大支持數(shù)據(jù)傳輸速率為848kbps的rfid信號的解調。然而，第二支路開啟102關閉時，解調電路對低傳輸速率的rfid信號進行解調，并且，支持iso/iec14443協(xié)議規(guī)定的typea、typeb兩種調制方式。

繼續(xù)參考圖1所示，解調電路還包括一第二電容c2，第二電容c2連接于所述包絡檢波電路10與第一節(jié)點s1之間。并且，所述包絡檢波電路10與所述第二電容c2之間連接一第一電阻r1。包絡檢波電路10檢波完成之后，解調電路對rfid信號reg_in進行高通濾波，高通濾波電路由第二電容c2和后續(xù)電路(放大電路20和整形電路30)的寄生電阻構成，去除rfid信號reg_in信號中的直流部分，允許交流的包絡信號通過，完成對rfid信號reg_in的隔直功能。

解調電路還包絡放大電路20，放大電路20連接于所述第一節(jié)點s1與一第二節(jié)點s2之間，所述放大電路s1包括一線性增益電路21和第一反相器22，所述線性增益電路21和所述第一反相器22并聯(lián)于所述第二電源端gnd和一第三電源端vdd2之間。具體的，所述線性增益電路21包括：

第一pmos晶體管mp1、第一pmos晶體管mp1的柵極連接所述第一節(jié)點s1，源極連接所述第三電源端vdd2；

第二pmos晶體管mp2、第二pmos晶體管mp2的柵極和漏極連接所述第二節(jié)點s2，源極連接所述第一pmos晶體管mp1的漏極；

第五nmos晶體管mn5，第五nmos晶體管mn5的柵極和漏極連接所述第二節(jié)點s2；

第六nmos晶體管mn6，第六nmos晶體管mn6的柵極連接所述第一節(jié)點s1，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第五nmos晶體管mn5的源極。

并且，所述第一反相器22包括第三pmos晶體管mp3和第七nmos晶體管mn7，所述第三pmos晶體管mp3的柵極連接所述第一節(jié)點s1，源極連接所述第三電源端vdd2，漏極連接所述第七nmos晶體管mn7的漏極，所述第七nmos晶體管mn7的柵極連接所述第一節(jié)點s1，源極所述第二電源端gnd。

放大電路20可以抑制rfid信號reg_in中的噪聲，同時可以有效放大包絡信號以便給后續(xù)整形電路處理輸出。放大電路20的工作原理為：rfid信號reg_in經(jīng)過第二電容c2到達第一節(jié)點s1，第一節(jié)點s1的電壓隨著rfid信號reg_in的上升緩慢上升，上升到第六nmos晶體管mn6亞閾值導通電壓時，第六nmos晶體管mn6管微導通，這時由第二pmos晶體管mp2、第五nmos晶體管mn5、第六nmos晶體管mn6構成對地通路，第二節(jié)點s2的電壓迅速下降。此后，隨著rfid信號reg_in電壓的上升，第二pmos晶體管mp2構成的輸出阻抗有所增加，而由第五nmos晶體管mn5、第六nmos晶體管mn6構成得組合輸出阻抗下降緩慢，使得第二節(jié)點s2的電壓下降緩慢。當rfid信號reg_in的電壓接著上升至第一反相器22的轉換區(qū)間時，即第七nmos晶體管mn7導通，第二節(jié)點s2的電壓下降有所加快，由于第三pmos晶體管mp3的襯底與第三電源端vdd2相連，使得第三pmos晶體管mp3導通電壓高于零襯偏閾值電壓，當?shù)诙?jié)點s2的電壓降低到使第三pmos晶體管mp3管亞閾值導通時，第三pmos晶體管mp3管迅速導通，由第三pmos晶體管mp3、第七nmos晶體管mn7構成對地通路，使得第三pmos晶體管mp3源極電平被迅速降低，第二節(jié)點s2的電壓也迅速下降。

所述rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路還包括第三電容c3，所述第三電容c3連接于所述第二節(jié)點s2與所述第二電源端gnd之間?？梢岳斫獾氖牵谌娙輈3的作用在于對解調電路進行穩(wěn)壓。

解調電路還包括整形電路30，整形電路30連接于所述第二節(jié)點s2與所述rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路的輸出端out之間，所述整形電路30連接一控制信號dem_in。所述整形電路30包括依次連接的施密特觸發(fā)器31、第二反相器32以及第三反相器33。具體的，所述施密特觸發(fā)器31包括：

第四pmos晶體管mp4，第四pmos晶體管mp4的柵極連接所述第二節(jié)點s2，源極連接所述第三電源端vdd2，漏極連接一第四節(jié)點s4；

第八nmos晶體管mn8，第八nmos晶體管mn8的柵極連接所述第二節(jié)點s2，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第四節(jié)點s4；

第五pmos晶體管mp5，第五pmos晶體管mp5的柵極連接所述第三節(jié)點s3，源極連接所述第三電源端vdd2，漏極連接所述第四節(jié)點s4；

第九nmos晶體管mn9，第九nmos晶體管mn9的柵極連接所述第三節(jié)點s3，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第四節(jié)點s4；

第六pmos晶體管mn6，第六pmos晶體管mn6的柵極連接所述控制信號dem_in，源極連接所述第三電源端vdd2；

第七pmos晶體管mn7，第七pmos晶體管mn7的柵極連接所述第四節(jié)點s4，源極連接所述第六pmos晶體管mp6的漏極，漏極連接所述第三節(jié)點s3；

第十nmos晶體管mn10，第十nmos晶體管mn10的柵極連接所述控制信號dem_in，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第三節(jié)點s3；

第十一nmos晶體管mn11，第十一nmos晶體管mn11的柵極連接所述第四節(jié)點s4，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第三節(jié)點s3。

施密特觸發(fā)器31具有延遲輸出功能，在rfid信號reg_in信號上升和下降的過程中，從而對上升沿和下降沿的輸出信號進行整形，使得輸出信號更加完善。并且，通過施密特觸發(fā)器31中的控制信號dem_in控制整個解調電路的輸出。當控制信號dem_in為低電位時，第十nmos晶體管mn10、第十一nmos晶體管mn11關閉，第六pmos晶體管mp6、第七pmos晶體管mp7打開，整形電路30關閉，使得解調電路的輸出端out一直輸出高電位，當控制信號dem_in為高電位時，第十nmos晶體管mn10、第十一nmos晶體管mn11打開，第六pmos晶體管mp6、第七pmos晶體管mp7打開，整形電路30打開，輸出端out輸出rfid信號的解調信號。因此，解調電路載波過程中，控制信號dem_in一直處于高電位。

參考圖2中所示，所述rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路還包括一穩(wěn)壓電路40，所述穩(wěn)壓電路40連接所述第一電源端vdd和所述第二電源端gnd，并提供所述第三電源端vdd2。具體的，所述穩(wěn)壓電路40包括依次相連的分壓電路41、第二反相器42、穩(wěn)壓晶體管mp10。其中，所述分壓電路41包括：

第八pmos晶體管mp8，第八pmos晶體管mp8的柵極與漏極相連，源極連接一第五節(jié)點s5；

第十二nmos晶體管mn12，第十二nmos晶體管mn12的柵極連接所述第二節(jié)點s2，源極連接所述第二反相器42的輸入端，漏極連接所述第八pmos 晶體管mp8的漏極；

第十三nmos晶體管mn13，第十三nmos晶體管mn13的柵極連接所述第五節(jié)點s5，漏極連接所述第十二nmos晶體管mn12的源極；

第十四nmos晶體管mn14，第十四nmos晶體管mn14的柵極連接所述第五節(jié)點s5，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述第十三nmos晶體管mn13的源極。

所述第二反相器42包括第九pmos晶體管mp9和第十五nmos晶體管mn15，第九pmos晶體管mn9的柵極連接所述第十二nmos晶體管mn15的源極，源極連接所述第五節(jié)點s5，漏極連接所述穩(wěn)壓晶體管mp10的柵極，所述第十五nmos晶體管mn15的柵極連接所述第十二nmos晶體管mn12的源極，源極連接所述第二電源端gnd，漏極連接所述穩(wěn)壓晶體管mp10的柵極。

所述穩(wěn)壓電路40還包括一第四電容c4和第二電阻r2，所述第二電阻r2連接于所述第一電源端vdd與所述第五節(jié)點s5之間，第四電容c4連接在穩(wěn)壓晶體管mp10的源極與柵極之間，用于維持第三電源端vdd2的電壓穩(wěn)定。

穩(wěn)壓電壓40的仿真結果圖參考圖3所示，結合圖3對穩(wěn)壓電路的工作原理進行說明，圖3的橫軸為第一電源端vdd的電壓，縱坐標為第三電源端vdd2的電壓，單位為伏特(v)。第一電源端vdd為整個射頻識別系統(tǒng)前端的工作電壓，根據(jù)iso/iec14443協(xié)議規(guī)定，第一電源端vdd的變化電壓在1.6v～2.0v，第三電源端vdd2為經(jīng)過穩(wěn)壓之后的電源電壓，分壓電路41完成對第一電源端vdd的分壓，第二反相器42為控制穩(wěn)壓晶體管mp10的開關。當?shù)谝浑娫炊藇dd升高時，第二反相器42的輸入端電壓隨著升高，第二反相器42的輸出端電壓下降，使得穩(wěn)壓晶體管mp10的柵極電壓下降，從而穩(wěn)壓晶體管mp10向第二電源端gnd泄放多余的電荷。維持第三電源端vdd2的電壓穩(wěn)定。從圖3中可以看出，第三電源端vdd2的電壓變化從而很小，在1.015v～1.024v之間變化?？梢姡诘谝浑娫炊藇dd的電壓有波動的情況下，穩(wěn)壓電路40可以維持第三電源端vdd2的電壓的穩(wěn)定，使得放大電路20和整形電路30的工作電壓穩(wěn)定，解調電路仍然能夠正確的解調，并減小電源模塊的設計難度。

圖4為本發(fā)明的解調電路對rfid信號進行解調的仿真圖，從圖4中可以看 出，當rfid信號reg_in包括typea、typeb兩種類型信號，解調電路中輸出的數(shù)字信號中，可以對兩種類型的信號進行解調。通過仿真結果可以得出，本發(fā)明的解調電路，同時支持iso/iec14443協(xié)議規(guī)定的typea、typeb兩種調制方式的，并且，解調電路同時支持對高傳輸速率的rfid信號進行解調，最大支持數(shù)據(jù)傳輸速率為848kbps的rfid信號的解調。

綜上所述，本發(fā)明的rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路，解決現(xiàn)有技術的解調電路難以對高傳輸速率和低傳輸速率的信號進行正確解調。并且，rfid系統(tǒng)的電子標簽的解調電路中包括穩(wěn)壓電路，保證在電源有波動的情況下仍然能夠正確的解調，減小了電源模塊的設計難度。

顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。