振幅移键调变器及包含所述振幅移键调变器的发射器

暂无

振幅移键调变器及包含所述振幅移键调变器的发射器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种射频识别(Radio-frequency identification，RFID)系统，尤指\n一种RFID系统中的振幅移键(Amplitude shift keying，ASK)调变器及包含所述振幅移键\n调变器的发射器。\n背景技术\n[0002] RFID技术已广泛地用于多种应用当中，例如电子付款、保全与库存盘点等，一种典\n型的RFID系统包括一读取器、一标签与一数据库平台。\n[0003] ASK调变为用于RFID通讯中最普遍的方式，图1A例示一种ASK调变\n方式，请参照图1A，具有振幅“A”的一信号S1可被调变成具有振幅“B”的一\n信号S2，在ASK调变中所谓的调变深度的一关键参数定义如下：调变深度 = ，一般而言，所述调变深度必须高于90%，如果不到，可能会有电磁辐射问题。\n[0004] 图1B例示另一种ASK调变方式，请参照图1B，具有振幅“A’”的一信号S3可被调\n变成具有振幅“B’”的一信号S4，而在此范例中B’=0，在此范例中根据以上公式的所述调变\n深度为100%，即所谓的开-关键控(On-off keying，OOK)，在这种案例中，一外部标签可能\n无法运作，因为接收的信号S4没有功率来启动所述标签，因此，在一RFID系统中控制所述\n调变深度非常重要。\n[0005] 图1C为一传统ASK调变器的示意图，请参照图1C，一ASK调变器1包括一振荡器\n10、一缓冲放大器11、一调变装置12、一带通滤波器13、一天线14与一低通滤波器15；调变\n装置12另包括一p型本质n型(p-intrinsic-n，PIN)二极管调变器121、一功率放大电路\n122与一电压-电流转换电路123。\n[0006] PIN二极管调变器121无法避免地会产生由功率放大电路122所放大的噪声或寄\n生辐射成分，因此，用于消除不需要的噪声或寄生辐射成分的带通滤波器13对于ASK调变\n器为不可或缺，再者，低通滤波器15可自一终端“a”接收一数字信号，并产生模拟信号来控\n制调变装置12，其代表调变装置12可仅由两个电压位准(即高(VDD)及低(接地)位准)\n所控制，因此，低通滤波器15为ASK调变器1中的一关键元件，但是，低通滤波器15与带通\n滤波器13的使用会增加ASK调变器1的成本。\n[0007] 再者，PIN二极管调变器121的所述PIN二极管(未示出)为一主动元件，其会造\n成噪声信号，但是，这些不需要的噪声信号可能无法由功率放大电路122消除反而被放大。\n[0008] 另外，一PIN二极管可能无法与一ASK调变器的其它电子元件整合到一芯片中，图\n1D为一传统ASK调变器1’的示意图，请参照图1D，ASK调变器1’包括一振荡器10’、一缓冲\n放大器11’、一控制电路16’、一PIN二极管调变器121’、一功率放大器122’与一天线14’；\n控制电路16’可包括一微控制单元(未示出)及/或一数字处理器(未示出)，缓冲放大器\n11’、控制电路16’与功率放大器122’可被整合到一芯片中以形成一集成电路(Integrated \ncircuit，IC)17’，如图1D所示，IC 17’具有五个接脚t1、t2、t3、t4与t5，其中接脚t1接\n收来自振荡器10’的载波信号；接脚t2连接缓冲放大器11’的所述输出端至PIN二极管调\n变器121’；接脚t3用于传送一控制信号至PIN二极管调变器121’；接脚t4连接PIN二极\n管调变器121’至功率放大器122’的所述输入端；及接脚t5连接功率放大器122’的所述\n输出端至天线14’，IC 17’的额外接脚t2与t4可造成更多谐波或寄生信号，且亦增加ASK\n调变器1’的封装成本。\n[0009] 因此需要利用一简化的电路提供一种具有成本效益的调变器。\n发明内容\n[0010] 本发明的实施例可提供一调变器，所述调变器具有一第一终端用于接收一载波信\n号，一第二终端用于接收一第一控制信号来控制所述载波信号的一频带，及一第三终端用\n于接收一第二控制信号来控制所述载波信号的一调变深度。\n[0011] 本发明的一些实施例亦可提供一发射器，所述发射器包括一用于产生一载波信号\n的载波产生器、一具有一输入终端连接至所述载波产生器的放大电路、一具有一第一终端\n连接至所述放大电路一输出端的调变器；及一具有一输入端连接至所述调变器的天线。\n[0012] 本发明一些实施例亦可提供一调变器，所述调变器包括被提供有一电压位准的\n一可变电阻器；一串联连接至所述可变电阻器的开关；一并联连接至所述开关的第一电阻\n器；一串联连接至所述第一电阻器的第二电阻器；一第一电感器，其具有连接至所述第二\n电阻器的一第一终端及用于接收一载波信号的一第二终端；一PIN二极管，其具有连接至\n所述第一电感器的所述第二终端之一阳极，及用于输出一调变的信号的一阴极；及一第二\n电感器，其具有连接至所述PIN二极管的所述阴极的一第一终端与一第二终端，其中所述\n第二终端被接地。\n[0013] 于下文的说明中将部份提出本发明的其他特点与优点，而且从所述说明中将了解\n本发明其中一部份，或者通过实施本发明亦可习得。通过随附的权利要求中特别列出的元\n件与组合将可了解且达成本发明的特点与优点。\n[0014] 应该了解的是，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示与解释，其并\n未限制本文所主张的发明。\n附图说明\n[0015] 图1A为一种ASK调变方式；\n[0016] 图1B为另一种ASK调变方式；\n[0017] 图1C为一传统ASK调变器1的示意图；\n[0018] 图1D为另一传统ASK调变器1’的示意图；\n[0019] 图2A为根据本发明一实施例的一RFID系统中一发射器2的方块图；\n[0020] 图2B为根据本发明一实施例中如图2A所示的调变器26的方块图；\n[0021] 图3A为根据本发明一实施例的一种调变方式；\n[0022] 图3B为根据本发明一实施例的另一种调变方式。\n[0023] 【主要元件符号说明】\n[0024] 1 ASK调变器\n[0025] 1’ ASK调变器\n[0026] 2 发射器\n[0027] 10 振荡器\n[0028] 10’ 振荡器\n[0029] 11 缓冲放大器\n[0030] 11’ 缓冲放大器\n[0031] 12 调变装置\n[0032] 13 带通滤波器\n[0033] 14 天线\n[0034] 14’ 天线\n[0035] 15 低通滤波器\n[0036] 16’ 控制电路\n[0037] 17’ 集成电路\n[0038] 21 微控制单元\n[0039] 22 数字处理器\n[0040] 23 载波产生器\n[0041] 24 缓冲放大器\n[0042] 25 功率放大器\n[0043] 26 调变器\n[0044] 27 天线\n[0045] 28 集成电路\n[0046] 121 p型本质n型(PIN)二极管调变器\n[0047] 121’ p型本质n型(PIN)二极管调变器\n[0048] 122 功率放大电路\n[0049] 122’ 功率放大器\n[0050] 123 电压-电流转换电路\n[0051] 261 二极管。\n具体实施方式\n[0052] 现将详细参照于本发明实施例，其例示图解于附图之中，尽其可能，所有图式中将\n依相同元件符号以代表相同或类似的部件。\n[0053] 图2A为根据本发明一实施例的一RFID系统中一发射器2的方块图，请参照图2A，\n发射器2可包括一微控制单元(micro control unit，MCU)21、一数字处理器22、一载波产\n生器23、一缓冲放大器24、一功率放大器25、一调变器26与一天线27。\n[0054] 数字处理器22可连接至MCU 21，载波产生器23可连接至缓冲放大器24，其依此\n串联连接至功率放大器25，调变器26可连接于功率放大器25与天线27之间，调变器26亦\n可具有两个终端“T1”与“T2”，其皆连接至数字处理器22，\n[0055] 载波产生器23可产生一频率为fts1的信号TS1，然后所述信号TS1可被传送至缓\n冲放大器24，缓冲放大器24可接收所述信号TS1，然后放大信号TS1的电压，且依此输出一\n放大的信号TS2，其可被传送至功率放大器25，功率放大器25可放大信号TS2的功率，并输\n出一放大的信号TS3至调变器26；在一实施例中，所述频率fts1可为但不限于大约433.92 \n百万赫(Mega hertz，MHz)，且放大器24与25可线性地放大所述等信号TS1与TS2，在另一\n实施例中，所述频率fts1可为但不限于大约915 MHz。\n[0056] 调变器26可自功率放大器25接收所述信号TS3，且输出一调变的信号TS4至天线\n27，可由MCU 21控制的数位处理器22产生控制信号，并传送所述等控制信号至终端T1及\n/或终端T2，以控制所述信号TS4的频带及/或调变深度，在另一实施例中，终端T2不一定\n连接至数字处理器22，而可连接至一直流(Direct current，DC)电压源，可能由调变器26\n造成的谐波或寄生信号因为调变器26配置在功率放大器25的下一级中而不会被放大，因\n此，由调变器26造成的所述等谐波或寄生信号可被最小化来改善传输质量。\n[0057] 请仍参照图2A，MCU 21、数字处理器22、缓冲放大器24与功率放大器25在另一实\n施例中可被加入到一集成电路(Integrated circuit，IC)28当中，IC 28可包括一接脚t5\n以接收来自载波产生器23的所述信号TS1，及另一接脚t6，其可连接至调变器26的一终端\nT3来传送所述信号TS3，IC 28亦可包括接脚t7与t8，其可被连接至调变器26的终端T2\n与T1来传送控制信号；通过发射器2的电路配置，在一传统调变器中，用于连接所述缓冲放\n大器的输出端至所述调变器的额外接脚(请参照图1D所示的接脚t2)，及用于连接所述调\n变器至所述功率放大器的输入端的额外接脚(请参照图1D所示的接脚t4)在IC 28中皆\n被排除，减少的接脚数目有益处地最小化所述等谐波或寄生信号，且亦节省IC 28的封装\n成本；再者，调变器26由来自MCU 21或数字处理器22的数字信号所控制，因此用于转换数\n字信号成模拟信号的低通滤波器(参见如图1C所示的低通滤波器15)亦可被排除，在另一\n实施例中，MCU 21与数字处理器22可被整合到一控制电路中(未示出)。\n[0058] 图2B另例示根据本发明一实施例中如图2A所示的调变器26的方块图，请参照图\n2B，调变器26可包括一可变电阻器VR、两个电阻器R1与R2、两个电感器L1与L2、一开关\nSW、一二极管261与一晶体管Q1。\n[0059] 所述可变电阻器VR可具有一连接至供应一直流电(DC)电压位准的一电压终端\nVDD的终端，所述可变电阻器VR的另一终端可连接至并联连接的所述电阻器R1与所述开关\nSW，所述开关SW可连接至所述终端T1，然后至数字处理器22，在此实施例中，所述开关SW\n可包括但不限于一晶体管，所述电阻器R2可串联连接至所述电阻器R1与所述电感器L1，所\n述电感器L1可具有连接至功率放大器25的所述输出端与二极管261的所述阳极的一终端\n(即终端T3)，所述电感器L2可具有连接至二极管261的所述阴极与天线27的一终端(即\n终端T4)，及被接地的另一终端；所述晶体管Q1可具有连接至所述终端T2的一第一终端，\n所述晶体管Q1另可具有一第二终端与一第三终端，且所述电阻器R2可连接于所述晶体管\nQ1的所述等第二与第三终端之间；在一实施例中，所述晶体管Q1可为但不限于一互补式金\n属氧化物半导体(Complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)晶体管，在另一实施\n例中，二极管261可为但不限于一PIN(p型本质n型，p-intrinsic-n)二极管。\n[0060] 图3A例示根据本发明一实施例的一种调变方式，请参照图3A，来自数字处理器22\n的一控制信号CS1可被传送至终端T1(参照图2B)来开启/关闭所述开关SW，在此实施例\n中，当所述控制信号CS1相对较低时，所述开关SW为关闭(开回路)，调变器26可执行所\n述ASK调变，换言之，数字处理器22可决定调变器26是否要执行所述ASK调变，当所述控\n制信号CS1相对较高时，所述开关SW为开启(闭回路)，且调变器26可停止执行所述ASK\n调变，数字处理器22可传送一控制信号，且依此方式控制所述信号TS4的所述频带。\n[0061] 请仍参照图3A，来自数字处理器22的另一控制信号CS2可被传送至终端T2(请\n参照图2B)来改变所述信号TS4的所述调变深度，在此实施例中，所述控制信号CS2相对较\n低，且调变器26可执行具有75%调变深度的ASK调变。\n[0062] 图3B例示根据本发明一实施例的一种调变方式，请参照图3B，来自数字处理器22\n的一控制信号CS1’可被传送至终端T1(参照图2B)来开启/关闭所述开关SW，在此实施例\n中，当所述控制信号CS1’相对较低时，所述开关SW为关闭(开回路)，调变器26可执行所\n述ASK调变；换言之，数字处理器22可决定调变器26是否要执行所述ASK调变，当所述控\n制信号CS1’相对较高时，所述开关SW为开启(闭回路)，且调变器26可停止执行所述ASK\n调变，数字处理器22可依此方式控制所述信号TS4的所述频带。\n[0063] 请仍参照图3B，来自数字处理器22或来自一外部装置的另一控制信号CS2’可被\n传送至终端T2(请参照图2B)来改变所述信号TS4的所述调变深度，在此实施例中，当所述\n控制信号CS2’相对较低时，且调变器26可执行具有75%调变深度的ASK调变，当所述控制\n信号CS2’相对较高时，且调变器26可执行具有50%调变深度的ASK调变，所述调变深度可\n不限于上述，但可在其它实施例中改变。\n[0064] 请回头参照图2B，在一实施例中，所述可变电阻器VR的电阻范围在10Ω到\n50kΩ，所述等电阻器R1与R2的每一者的电阻为10kΩ，所述等电感器L1与L2的每一者的\n电感为100 nH(Nano-Henry)，但是，上述的电阻与电感的数值可在另一实施例中变化来改\n变所述调变深度。\n[0065] 熟习此项技艺者应即了解可对上述各项实施例进行改变，而不致悖离其广义的发\n明性概念，因此，应了解本发明并不限于本揭的特定实施例，而系为涵盖归属如权利要求所\n定义的本发明精神及范围内的修饰。\n[0066] 另外，在说明本发明的代表性实施例时，本说明书可将本发明的方法及/或制程\n表示为一特定的步骤次序；不过，由于所述方法或制程的范围并不系于本文所提出的特定\n的步骤次序，故所述方法或制程不应受限于所述的特定步骤次序；身为熟习本技艺者当会\n了解其它步骤次序也是可行的，所以，不应将本说明书所提出的特定步骤次序视为对权利\n要求的限制，此外，亦不应将有关本发明的方法及/或制程的申请专利范围仅限制在以书\n面所载之步骤次序之实施，熟习此项技艺者易于了解，所述等次序亦可加以改变，并且仍涵\n盖于本发明之精神与范畴之内。