一种可提供稳定脉冲的电路架构.pdf

本发明公开了一种可提供稳定脉冲的电路架构，包括有：一降压筘位电路、一振荡电路和一电压电平转换电路。降压箝位电路具有一输入端和一输出端，输入端可输入一第一电压，输出端可输出一第二电压，振荡电路耦接至筘位电路以第二电压做为振荡电路的工作电压，进而产生一第一脉冲信号，第一脉冲信号具有一较低电压电平。电压电平转换电路耦接至该振荡电路，可将第一脉冲信号转换至一第二脉冲信号，第二脉冲信号具有较高的电压电平。本发明用于无线射频身份识别系统中提供稳定的脉冲。

1.  一种可提供稳定脉冲的电路架构，其特征在于包括有：
一降压箝位电路，具有一输入端和一输出端，该输入端输入一第一电压，该输出端可输出一第二电压；
一振荡电路，耦接至该降压箝位电路并且该第二电压做为该振荡电路的一工作电压，用以产生一第一脉冲信号，该脉冲信号具有一较低电压电平；以及
一电压电平转换电路，耦接至该振荡电路，可将该脉冲信号转换至一较高电压电平的第二脉冲信号。

2.  如权利要求1所述的电路架构，其特征在于，该第一电压具有涟波与电压电平变动很大的特征。

3.  如权利要求1所述的电路架构，其特征在于，该第二电压为理想直流电压。

4.  如权利要求1所述的电路架构，其特征在于，该第二电压小于第一电压。

5.  如权利要求1所述的电路架构，其特征在于，该降压箝位电路还包括有一电阻、一电容器和一箝位电路。

6.  如权利要求5所述的电路架构，其特征在于，该箝位电路包括有一P型金属氧化物半导体和一N型金属氧化物半导体。

7.  一种可提供稳定脉冲的电路架构，其特征在于包括有：
一整流电路，可将一交流电压转换成一直流电压，该直流电压为一第一电压；
一降压箝位电路，耦接至该整流电路，接收该第一电压，并且可输出一第二电压；
一振荡电路，耦接至该箝位电路并且以该第二电压做为振荡电路的一工作电压，进而产生一第一脉冲信号，该脉冲信号具有一较低的电压电平；
一电压电平转换电路，耦接至该振荡电路，可将该第一脉冲信号转换至一较高电压电平的第二脉冲信号。

8.  如权利要求7所述的电路架构，其特征在于，该第一电压具有涟波与电压电平变动很大的特征。

9.  如权利要求7所述的电路架构，其特征在于，该整流电路由一整流器、一滤波器和一电压限制器所组成。

10.  如权利要求7所述的电路架构，其特征在于，该第二电压为理想直流电压。

11.  如权利要求7所述的电路架构，其特征在于，该第二电压小于该第一电压。

12.  如权利要求7所述的电路架构，其特征在于，该降压箝位电路还包括有一电阻、一电容器和一箝位电路。

13.  如权利要求12所述的电路架构，其特征在于，该箝位电路包括有一P型金属氧化物半导体和一N型金属氧化物半导体。

一种可提供稳定脉冲的电路架构
技术领域
本发明涉及一种可提供稳定脉冲的电路架构，特别是用于一无线射频身份识别系统RFID(Radio Frequency Identification System)的一种可提供稳定脉冲的电路架构。
背景技术
请参阅图1和图2所示，为现有技术的无线射频身份识别系统RFID(Radio Frequency Identification System)，具有一感应端tag11和一读取端reader12。两者之间通过电感进行电磁互感效应，进行能量与信息传输行为，RFID系统的读取端reader12可以允许足够的空间和成本，设置一稳定的直流电压源以供应reader12发出稳定的高频谐振载波及解调功能，但是感应端tag11受限于可运用的面积与重量等限制，无法提供直接且稳定的直流电压源使其动作，但是一个稳定的系统脉冲信号的确需要一稳定的直流电压源作为工作电压。
传统上，被动式RFID的感应端tag11的振荡电路工作电压来源，是利用感应端tag上的天线21(电感)，通过电感形式的天线21，可以感应由读取端reader12的谐振电路所发出的固定的射频谐振信号，作为交流/直流(AC/DC)转换信号来源，经过四个或二个二极管所构成的全波或半波整流器22，作为交流/直流(AC/DC)转换，在经由简单的RC低通滤波器23，取出约略稳定的直流电压源V1，以提供作为感应端tag11上所有电路和振荡电路25动作的工作电压来源(请参考图4所示)，感应端tag11上的振荡电路25，依据供应的直流电压源V1，振出一脉冲信号，将欲传送的数据信息通过简单的编码方式，经由调谐电路调制发送出去，而读取端reader12接收微弱的载波信息变化，经检波处理电路，解调出正确的数据信息，经由一MCU微控制单元(micro control unit)可发出预设的声音或动作，从而完成信号传递的目的。
在现有的RFID系统中，感应端tag11本身为悬空使用并未和大地连接，并且RC滤波电路23，受限于感应端tag11的空间和成本考量等因素，无法提供足够的滤波效果，因此直流偏压上常常会有高频涟波产生，同时也将影响系统脉冲信号的稳定。
在一般现有的RFID系统中，感应端tag11和读取端reader12两者并非在一固定的距离运用，又因为感应端tag11的工作电压，是通过感应端tag11在移近读取端reader12的过程中，利用感应端tag11和读取端reader12的平行电感，产生一感应电压(如图6所示，图中的V1)，感应电压V1的大小会受到感应端tag11和读取端reader12距离远近的影响，两者越近互感越大，感应电压V1越大，反之两者越远互感越小，感应电压V1越小，当感应端tag11移近读取端reader12时，感应电压V1升高，然而当感应端tag11移开读取端reader12时，感应电压V1降低，以感应电压V1作为振荡电路25的工作电压，该感应电压V1的变动会影响振荡电路25所振出的脉冲信号。
此外，一般感应端tag11的电路中，会有一电压限制器24，以避免感应端tag11和读取端reader12过近时，感应电压太大而超过半导体元件的物理耐压能力导致损坏电路。
在元件集成化的过程中，原本单纯的全波/半波整流二极管，却由于半导体制程等因素，反而使高频噪声通过IC共享的下层基底连接流窜至其它电路，影响整个系统运作，也使得原本稳定的脉冲信号，随着距离的远近等因素，飘移至难以预料的数值，而造成系统传输波特率(Baud rate)不稳的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可提供稳定脉冲的电路架构，其可用于一无线射频身份识别系统RFID(Radio Frequency Identification System)中，可以有效解决系统脉冲受干扰的问题。
为了实现上述的目的，本发明的一种可提供稳定脉冲的电路架构，包括有：一降压箝位电路、一振荡电路和一电压电平转换电路。该降压箝位电路具有一输入端和一输出端，输入端输入一第一电压，输出端可输出一第二电压，振荡电路耦接至筘位电路并且第二电压做为振荡电路的工作电压，进而产生一第一脉冲信号，第一脉冲信号具有一较低电压电平。电压电平转换电路耦接至该振荡电路，可将第一脉冲信号转换至一第二脉冲信号，第二脉冲信号具有较高的电压电平。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可提供稳定脉冲的电路架构，其特征在于包括有：
一降压箝位电路，具有一输入端和一输出端，该输入端输入一第一电压，该输出端可输出一第二电压；
一振荡电路，耦接至该降压箝位电路并且该第二电压做为该振荡电路的一工作电压，用以产生一第一脉冲信号，该脉冲信号具有一较低电压电平；以及
一电压电平转换电路，耦接至该振荡电路，可将该脉冲信号转换至一较高电压电平的第二脉冲信号。
该第一电压具有涟波与电压电平变动很大的特征。
该第二电压为理想直流电压。
该第二电压小于第一电压。
该降压箝位电路还包括有一电阻、一电容器和一箝位电路。
该箝位电路包括有一P型金属氧化物半导体(P-type Metal OxideSemiconductor)和一N型金属氧化物半导体(N-type Metal OxideSemiconductor)。
本发明还提供了一种可提供稳定脉冲地电路架构，其特征在于包括有：
一整流电路，可将一交流电压转换成一直流电压，该直流电压为一第一电压；
一降压箝位电路，耦接至该整流电路，接收该第一电压，并且可输出一第二电压；
一振荡电路，耦接至该箝位电路并且以该第二电压做为振荡电路的一工作电压，进而产生一第一脉冲信号，该脉冲信号具有一较低的电压电平；
一电压电平转换电路，耦接至该振荡电路，可将该第一脉冲信号转换至一较高电压电平的第二脉冲信号。
该第一电压具有涟波与电压电平变动很大的特征。
该整流电路由一整流器、一滤波器和一电压限制器所组成。
该第二电压为理想直流电压。
该第二电压小于该第一电压。
该降压箝位电路，还包括有一电阻、一电容器和一箝位电路。
该箝位电路，包括有一P型金属氧化物半导体(P-type Metal OxideSemiconductor)和一N型金属氧化物半导体(N-type Metal OxideSemiconductor)。
附图说明
图1为现有技术的无线射频身份识别系统RFID(Radio FrequencyIdentification System)的示意图
图2为现有技术的感应端tag振荡电路的工作电压来源的示意图
图3为本发明的可提供稳定脉冲的电路架构的较佳实施例的示意图
图4为图2中A处的电压示意图
图5为图3中B处和C处的电压示意图
图6为第一电压和第二电压与感应端tag和读取端reader距离的关系图
图7为降压箝位电路的较佳实施例的示意图
图8为电压电平转换电路的较佳实施例的示意图
其中，附图标记说明如下：
21、30 天线              22、31 整流器
23、32 滤波器            24、33 电压限制器
34 降压箝位器            25、35 振荡电路
36 电压电平转换电路      73 箝位电路
731 P型金属氧化物半导体  732 N型金属氧化物半导体
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的一详细说明。
本发明的可提供稳定脉冲的电路架构，其特征在于利用一降压箝位电路以产生一稳定的低电压电平的电压作为振荡电路的工作电压，使其振出一稳定的脉冲信号，再经由一电压电平转换电路提升电压电平，以解决现有技术的无线射频身份识别系统RFID(Radio Frequency Identification System)中，读取端tag受到感应端tag和读取端reader两者之间的距离远近影响，而造成脉冲信号随着工作电压改变而飘移的问题。
请参阅图3所示，为本发明的可提供稳定脉冲的电路架构的较佳实施例。电路架构包括有：一整流器31、一滤波器32、一电压限制器33、一降压箝位电路34、一振荡电路35和一电压电平转换电路36。虽然图3中只绘制出感应端tag11中的振荡电路35和工作电压来源的示意图，但是亦可用于如图1所示的无线射频身份识别系统RFID(Radio Frequency IdentificationSystem)中，关于其它元件和动作原理如图1所述，在此不加以赘述。
其中，整流器31和滤波器32，可将一天线30所感应的交流电压转换成直流电压。电压限制器33，可以避免感应电压超过半导体元件的物理耐压能力。降压箝位电路34耦接至电压限制器33并且具有一输入端和一输出端，输入端接收较高电压电平的一第一电压，且于输出端转换出较低电压电平的一第二电压。振荡电路35耦接至该箝位电路34，以第二电压做为振荡电路35的工作电压，进而产生一第一脉冲信号，第一脉冲信号具有一较低电压电平。电平转换电路36耦接至该振荡电路，可将第一脉冲信号转换至一第二脉冲信号，第二脉冲信号具有较高的电压电平。
上述的电路架构是先利用整流器31、滤波器32和电压限制器33将天线30所感应的交流电压转换成第一电压V1，如图3中所标示的B处，B处的电压如同图4所示V1的电压，此时的第一电压V1不为理想的直流电压源，不适合做为振荡电路35的理想工作电压，所以通过降压箝位电路34，将第一电压V1的电压电平降低，产生一稳定的第二电压V2，如图3中所标示的C处，C处的电压如同图5所示V2的电压，该第二电压V2的电压电平必须可以驱动振荡电路35，此时第二电压V2趋近一理想直流电压，以此第二电压V2做为振荡电路35的工作电压，(请参阅图6所示，此时第二电压V2不会受到感应端tag11和读取端reader12两者之间距离远近的影响)可以使振荡电路35振出稳定的第一脉冲信号，第一脉冲信号具有较低电压电平并不适合感应端tag11中其它电路动作，因此利用电压电平转换电路36将第一脉冲信号的电压电平提升至较高电压电平的第二脉冲信号，此第二脉冲信号具有较高的电压电平并且为一稳定的脉冲信号以供其它电路使用。
上面所述的电路架构，其中振荡电路35不受到滤波器32之后的第一电压V1影响，且箝位在较低偏压上，所以使得振荡电路35不因距离远近，而导致第一电压V1变化而影响脉冲信号，此外滤波器32也可以降低涟波滤除的需求，此举可有效的降低感应端tag11的成本和空间需求。
请参阅图7所示，其为降压箝位电路34的较佳实施例。降压箝位电路34是由一电阻71、一电容器72、一箝位电路73所组成，其中箝位电路73由一P型金属氧化物半导体(P-type Metal Oxide Semiconductor)731和一N型金属氧化物半导体(N-type Metal Oxide Semiconductor)732所组成。
请参阅图8所示，其为电压电平转换电路36的较佳实施例。可将第一脉冲信号(具有较低的电压电平)由D端输入，可由E端输出第二脉冲(具有较高的电压电平)。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，当不能用来限定本发明所实施的范围，即凡依据该实施例作出的均等变化与修饰皆应属于本发明权利要求书所涵盖的范围内。