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1、(10)申请公布号 CN 103312342 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103312342 A *CN103312342A* (21)申请号 201210223870.6 (22)申请日 2012.07.02 101109092 2012.03.16 TW H04B 1/04(2006.01) H04B 1/40(2006.01) (71)申请人 晶隼科技股份有限公司 地址 中国台湾新竹县竹北市泰和路 176 号 (72)发明人 蔡俊良 张劭彰 (74)专利代理机构 北京汇泽知识产权代理有限 公司 11228 代理人 刘付兴 (54) 发明名称 RFID系统中的发射器。
2、及包含所述发射器的收 发器 (57) 摘要 本发明提供一种 RFID 系统中的发射器， 所述 发射器包括一具有一 PIN 二极管且产生一第一信 号的一信号产生器、 一连接至所述 PIN 二极管的 一阴极的一方向单元 ； 及一连接至所述方向单元 的天线， 其中所述信号产生器具有一第一终端， 其 用于接收一第一控制信号来控制所述第一信号的 一频带， 及一第二终端， 其用于接收一第二控制信 号来控制所述第一信号的一调变深度。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书。
3、5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103312342 A CN 103312342 A *CN103312342A* 1/3 页 2 1. 一种 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述发射器包含 ： 一信号产生器， 其具有一 PIN 二极管且产生一第一信号 ； 一方向单元， 其连接至所述 PIN 二极管的一阴极 ； 及 一天线， 其连接至所述方向单元， 其中 所述信号产生器包含一第一终端， 其用于接收一第一控制信号来控制所述第一信号的 一频带， 及一第二终端， 其用于接收一第二控制信号来控制所述第一信号的一调变深度。 2. 根据权利要求 1 所述的 RFID 系统中的发射器， 。
4、其特征在于， 所述信号产生器包含一 放大器， 其具有连接至所述 PIN 二极管的一阳极的一输出端。 3. 根据权利要求 2 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述信号产生器包含 ： 一载波产生器， 其连接至所述放大器的一输入端 ； 及 一偏压电路， 其具有连接至所述第一终端的一第一埠、 连接至所述 PIN 二极管的所述 阳极与所述放大器的所述输出端的一第二埠、 及连接至所述 PIN 二极管的一阴极的一第三 埠。 4. 根据权利要求 3 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含连 接至所述第二终端的一第四埠。 5. 根据权利要求 4 所述的 RFID 。
5、系统中的发射器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含 ： 一可变电阻器， 其被提供有一电压位准 ； 一开关， 其串联连接至所述可变电阻器， 且电性耦合至所述偏压电路的所述第一终 端 ； 一第一电阻器， 其并联连接至所述开关 ； 一第二电阻器， 其串联连接至所述第一电阻器 ； 一第一电感器， 其具有连接至所述第二电阻器的一第一终端， 及电性耦合至所述偏压 电路的所述第二埠的一第二终端 ； 及 一第二电感器， 其具有电性耦合至所述偏压电路的所述第三埠的一第一终端与一第二 终端， 其中所述第二终端被接地。 6. 根据权利要求 5 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含一 。
6、晶体管， 其具有电性耦合至所述偏压电路的所述第四埠的一第一终端、 一第二终端与一第 三终端， 其中所述第二电阻器连接于所述第二与第三终端之间。 7. 根据权利要求 6 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述晶体管为一互补式 金属氧化物半导体 (CMOS) 晶体管。 8. 一种 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述发射器包含 ： 一信号产生器， 其包含 ： 一载波产生器 ； 一放大器， 用于接收来自所述载波产生器的一载波信号 ； 一 PIN 二极管， 其具有连接至所述放大器的一输出端的一阳极 ； 及 一偏压电路， 其具有一第一终端用于接收一第一控制信号来控制所述载波信号。
7、的一频 带、 一连接至所述 PIN 二极管的一阳极与所述放大器的所述输出端的第二终端、 及一连接 至所述 PIN 二极管的一阴极的第三终端 ； 及 一方向单元， 其连接至所述 PIN 二极管的所述阴极。 权 利 要 求 书 CN 103312342 A 2 2/3 页 3 9. 根据权利要求 8 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含一 第四终端， 用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。 10. 根据权利要求 9 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含 ： 一可变电阻器， 其被提供有一电压位准 ； 一开关， 其串联连接。
8、至所述可变电阻器， 且电性耦合至所述偏压电路的所述第一终 端 ； 一第一电阻器， 其并联连接至所述开关 ； 一第二电阻器， 其串联连接至所述第一电阻器 ； 一第一电感器， 其具有连接至所述第二电阻器的一第一终端， 及电性耦合至所述偏压 电路的所述第二终端的一第二终端 ； 及 一第二电感器， 其具有电性耦合至所述偏压电路的所述第三终端的一第一终端与一第 二终端， 其中所述第二终端被接地。 11. 根据权利要求 10 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含 一晶体管， 其具有电性耦合至所述偏压电路的所述第四终端的一第一终端、 一第二终端与 一第三终端， 其中所述第二电。
9、阻器连接于所述第二与第三终端之间。 12. 根据权利要求 11 所述的 RFID 系统中的发射器， 其特征在于， 所述晶体管为一互补 式金属氧化物半导体 (CMOS) 晶体管。 13. 一种 RFID 系统中的收发器， 其特征在于， 所述收发器包含 ： 一信号产生器， 其具有一 PIN 二极管且产生一第一信号 ； 一方向单元， 其连接至所述 PIN 二极管的一阴极 ； 及 一接收电路， 其连接至所述方向单元， 其中 所述信号产生器包含一第一终端， 其用于接收一第一控制信号来控制所述第一信号的 一频带， 及一第二终端， 其用于接收一第二控制信号来控制所述第一信号的一调变深度。 14. 根据权利要。
10、求 13 所述的 RFID 系统中的收发器， 其特征在于， 所述信号产生器包含 一放大器， 其具有连接至所述 PIN 二极管的一阳极的一输出端。 15. 根据权利要求 14 所述的 RFID 系统中的收发器， 其特征在于， 所述信号产生器另包 含 ： 一载波产生器， 其连接至所述放大器的一输入端 ； 及 一偏压电路， 其具有连接至所述第一终端的一第一埠、 连接至所述 PIN 二极管的所述 阳极与所述放大器的所述输出端的一第二埠、 及连接至所述 PIN 二极管的一阴极的一第三 埠。 16. 根据权利要求 15 所述的 RFID 系统中的收发器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含 连接至所述第二终。
11、端的一第四埠。 17.根据权利要求15或16所述的RFID系统中的收发器， 其特征在于， 所述偏压电路另 包含 ： 一可变电阻器， 其被提供有一电压位准 ； 一开关， 其串联连接至所述可变电阻器， 且电性耦合至所述偏压电路的所述第一埠 ； 一第一电阻器， 其并联连接至所述开关 ； 一第二电阻器， 其串联连接至所述第一电阻器 ； 权 利 要 求 书 CN 103312342 A 3 3/3 页 4 一第一电感器， 其具有连接至所述第二电阻器的一第一终端， 及电性耦合至所述偏压 电路的所述第二埠的一第二终端 ； 及 一第二电感器， 其具有电性耦合至所述偏压电路的所述第三埠的一第一终端与一第二 终端。
12、， 其中所述第二终端被接地。 18. 根据权利要求 17 所述的 RFID 系统中的收发器， 其特征在于， 所述偏压电路另包含 一晶体管， 其具有电性耦合至所述偏压电路的所述第四埠的一第一终端、 一第二终端与一 第三终端， 其中所述第二电阻器连接于所述第二与第三终端之间。 19.根据权利要求13所述的RFID系统中的收发器， 其特征在于， 另包含一存储器， 其中 一第一组信息与一第二组信息被储存在所述存储器中， 所述第一与第二组信息被传送至一 服务器。 20. 根据权利要求 19 所述的 RFID 系统中的收发器， 其特在在于， 相关于所述第一与第 二组信息的一第三组信息被接收并储存在所述存储。
13、器中。 权 利 要 求 书 CN 103312342 A 4 1/5 页 5 RFID 系统中的发射器及包含所述发射器的收发器 技术领域 0001 本发明涉及一种发射器和收发器， 特別涉及一种射频识别 (Radio-frequency identification， RFID) 系统中的发射器及包含所述发射器的收发器。 背景技术 0002 RFID 技术现今已很普遍， 且应用到多种产业中， 例如电子付款、 保全及库存盘点 等 ; 图 1 所示为 RFID 系统中一种传统读取器 1 的结构 , 读取器 1 可包括一具有四个埠 (101、 102、 103 与 104) 的一方向耦合器 10、 一。
14、天线 11、 一发射器部 12 与一接收器部 13; 发 射器部 12 包括一振荡器 121、 一表面声波 (Surface acoustic wave， SAW) 装置 122、 一放大 器 123、 一第一二极管 124 与一顺向功率校准控制器 125; 接收器部 13 包括一第二二极管 131、 一放大器 132 与一比较器 133。 0003 来自发射器部 12 的一信号可经由方向耦合器 10 传送至天线 11, 但是， 四埠方向 耦合器 10 可能大幅衰减来自发射器部 12 的信号， 因此由天线 11 发射的所述等经衰减的信 号可能不具有充足的功率来启动一电子标签 ( 未示出 )。 。
15、0004 请仍参照图1， 第一二极管124与顺向功率校准控制器125形成一回授路径来监视 输出功率， 并维持被发射的 RF 信号的振幅在一需要位准处， 必须开发出复杂的回授机制来 协助第一二极管124与顺向功率校准控制器125来控制所述输出功率， 再者， 当设计所述回 授机制时， 会花费许多工夫来解决象是稳定性的问题。 0005 因此需要利用一简化的电路以提供一种具有成本效率的装置。 发明内容 0006 本发明的实施例可以提供一 RFID 系统中的发射器， 所述发射器包括一具有一 PIN 二极管且产生一第一信号的一信号产生器、 一连接至所述 PIN 二极管的一阴极的一方向单 元 ； 及一连接至。
16、所述方向单元的天线， 其中所述信号产生器具有一第一终端， 其用于接收一 第一控制信号来控制所述第一信号的一频带， 及一第二终端， 其用于接收一第二控制信号 来控制所述第一信号的一调变深度。 0007 本发明一些实施例亦可提供一 RFID 系统中的发射器， 所述发射器包括一信号产 生器与一方向单元， 所述信号产生器具有一载波产生器、 一自所述载波产生器接收一载波 信号的放大器、 一 PIN 二极管， 其包括连接至所述放大器一输出的一阳极， 及一偏压电路， 其具有一第一终端以接收一第一控制信号来控制所述载波信号的一频带、 一第二终端连接 至所述 PIN 二极管的一阳极与所述放大器的所述输出， 及一。
17、第三终端连接至所述 PIN 二极 管的一阴极， 且所述方向单元连接至所述 PIN 二极管的所述阴极。 0008 本发明的一些实施例亦可提供一 RFID 系统中的收发器， 所述收发器包括一具有 一 PIN 二极管且产生一第一信号的一信号产生器、 一连接至所述 PIN 二极管的一阴极的一 方向单元 ； 及一连接至所述方向单元的接收电路， 其中所述信号产生器包含一第一终端， 其 用于接收一第一控制信号来控制所述第一信号的一频带， 及一第二终端， 其用于接收一第 说 明 书 CN 103312342 A 5 2/5 页 6 二控制信号来控制所述第一信号的一调变深度。 0009 于下文的说明中将部份提出。
18、本发明的其他特点与优点， 而且从所述说明中将了解 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 件与组合将可了解且达成本发明的特点与优点。 0010 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 未限制本文所主张的发明。 附图说明 0011 图 1 为一 RFID 系统中一现有的读取器 1 的方块图 ； 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 ； 图 2B 另例示根据本发明一实施例中如图 2A 所示的发射器 2 的方块图 ； 图 3 为根据本发明一实施例的一 RFID 系统中一收发器 2 的方。
19、块图。 0012 【主要元件符号说明】 1 读取器 2 发射器 2 收发器 3 微控制单元 3 微控制单元 4 数字处理器 4 数字处理器 5 方向单元 5 三埠方向单元 6 天线 6 天线 7 标签 7 标签 8 存储器 9 服务器 10 四埠定向耦合器 11 天线 12 发射器部 13 接收器部 20 信号产生器 20 信号产生器 30 接收电路 101、 102、 103、 104 埠 121 振荡器 122 表面声波装置 说 明 书 CN 103312342 A 6 3/5 页 7 123 放大器 124 第一二极管 125 顺向功率校平控制器 131 第二二极管 132 放大器 13。
20、3 比较器 201 载波产生器 201 载波产生器 202 放大器 202 放大器 203 二极管 203 二极管 204 偏压电路 204 偏压电路。 具体实施方式 0013 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 依相同元件符号以代表相同或类似的部件。 0014 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， 发射器2可包括一微控制单元(Micro control unit， MCU) 3、 一数字处理器4、 一信号产生 器 20、 一方向单元 5 与一天线 6。 0015 数字处理器 4 可连接至 MCU 3， 信。
21、号产生器 20 可连接于数字处理器 4 与方向单元 5 之间， 方向单元 5 可连接至天线 6， 藉此可传送一信号至一标签 7 ； 在另一实施例中， 数字 处理器 4 与 MCU 3 可被整合成一控制电路 ( 未示出 )。 0016 信号产生器 20 可包括一载波产生器 201、 一放大器 202、 一二极体 203 与一偏压电 路 204 ； 数字处理器 4 可连接至偏压电路 204 的一第一终端， 偏压电路 204 的一第二终端可 连接至二极管 203 的所述阳极与放大器 202 的一输出端， 偏压电路 204 的一第三终端可连 接至二极管203的所述阴极， 放大器202可具有一输入终端，。
22、 其可连接至载波产生器201， 偏 压电路 204 的第三终端与二极管 203 的所述阴极可连接至方向单元 5。 0017 载波产生器 201 可产生一频率为 fts1 的一信号 TS1， 然后所述信号 TS1 可被传送 至放大器 202， 放大器 202 可接收所述信号 TS1， 然后放大信号 TS1 的电压及 / 或功率， 并 依此输出一放大的信号 TS2， 其可被传送至二极管 203 ； 在另一实施例中， 所述频率 fts1 可 为但不限于大约 433.92 百万赫 (Mega hertz， MHz)， 且放大器 202 可线性地放大所述信号 TS1， 在又一实施例中， 所述频率 fts。
23、1 可为但不限于大约 915 MHz。 0018 二极管 203 可为但不限于一 PIN(p 型本质 n 型， p-intrinsic-n) 二极管， 由 MCU 3 管控的数字处理器 4 可传送一控制信号至偏压电路 204 来改变横跨二极管 203 的电压位 准， 其另可改变二极管 203 的阻抗， 依此方式， 可改变信号 TS2 的振幅来对信号 TS2 执行一 振幅偏移 (Amplitude-shift-keying， ASK) 调变， 二极管 203 可输出及传送一 ASK 调变信号 TS3 至方向单元 5， 方向单元 5 可处理所述信号 TS3， 并传送一信号 TS4 至天线 6， 所。
24、述信号 说 明 书 CN 103312342 A 7 4/5 页 8 TS4 可由天线 6 发射至标签 7。 0019 偏压电路 204 的一第四终端可连接至一终端 VM， 其可供应至少一电压位准至偏压 电路 204 的所述第四终端， 例如， 所述终端 VM 可供应一相对较低电压位准至偏压电路 204， 使得信号产生器 20 可执行具有 75% 调变深度的 ASK 调变 ； 在另一实施例中， 所述终端 VM 可供应一相对较高电压位准至偏压电路 204， 使得信号产生器 20 执行具有 50% 调变深度的 ASK 调变， 在另一实施例中， 所述终端 VM 可被排除， 且偏压电路 204 的所述第。
25、四终端可连接 至数字处理器 4。 0020 图 2B 为根据本发明一实施例中如图 2A 所示的发射器 2 的另一方块图， 请参照图 2B， 偏压电路 204 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 SW 与一晶体管 Q1。 所述可变电阻器 VR 可具有一连接至供应一直流电 (Direct current， DC) 电压位准的 一电压终端VDD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 SW， 所述开关 SW 可连接至数字处理器 4， 所述电阻器 R2 可连接至串联的所述电 阻器R1与所述电感器L1。
26、， 所述电感器L1可具有连接至放大器202的所述输出与二极管203 的所述阳极的一终端， 所述电感器 L2 可具有连接至二极管 203 的所述阴极与方向单元 5 的 一终端， 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 VM 的一第一终端， 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 Q1 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属 氧化物半导体(Complementary metal-oxide-semiconductor， CMOS)晶体管， 在另一实施例 中， 所述开关 。
27、SW 与所述晶体管 Q1 可为但不限于由集成电路 (Integrated circuit， IC) 制 程所制作的一晶体管。 0021 来自数字处理器 4 的所述控制信号可用于开启 / 关闭所述开关 SW， 当所述开关 SW 为关闭 ( 开回路 ) 时， 信号产生器 20 可执行所述 ASK 调变， 换言之， 数字处理器 4 可决定信 号产生器 20 是否要执行所述 ASK 调变， 所述终端 VM 可供应一相对较低电压位准至所述晶 体管 Q1， 使得信号产生器 20 可执行具有 75% 调变深度的 ASK 调变 ； 在另一实施例中， 所述 终端 VM 可供应一相对较高电压位准至所述晶体管 Q1。
28、， 使得信号产生器 20 执行具有 50% 调 变深度的 ASK 调变， 在又一实施例中， 所述终端 VM 可被排除， 且所述晶体管 Q1 可连接至数 字处理器 4。 0022 在一实施例中， 所述可变电阻器 VR 的电阻范围在 10 到 50k， 所述等电阻 器 R1 与 R2 的每一者的电阻为 10k， 所述等电感器 L1 与 L2 的每一者的电感为 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变所述调变 深度。 0023 图 3 为根据本发明一实施例的一 RFID 系统中一收发器 2 的方块图， 请参照图 3， 收发器 2 可包括一 MC。
29、U 3 、 一数字处理器 4 、 一信号产生器 20 、 一方向单元 5 及一天线 6 ， 其类似于参照图2A所例示与描述的MCU 3、 数字处理器4、 信号产生器20、 方向单元5与 天线 6， 除了可加入一存储器 8 与一接收电路 30 至收发器 2 ， 三埠方向单元 5 相较于图 1 的所述四埠定向耦合器 10 不会造成一巨大信号衰减。 0024 接收电路 30 可连接于方向单元 5 与 MCU 3 之间， 在一实施例中， 接收电路 30 可 为但不限于一侦测电路， 其可包括一二极体、 一运算 (operational， OP) 放大器与一比较器 说 明 书 CN 103312342 A。
30、 8 5/5 页 9 ( 未示出 )， 所述二极管、 所述运算放大器与所述比较器可串联耦合来解调变由天线 6 收到 的信号。 接收电路 30 可整流自天线 6 收到的信号， 并自所述整流的信号移除所述载波， 借以得 到所述整流的信号的包络， 接收电路 30 另可解调变所述包络来产生一解调变信号， 由此， 在自天线 6 收到的信号中得到的数据可由 MCU 3 取得。 存储器8可连接至MCU 3 ， 在一实施例中， 存储器8可为但不限于一非挥发性存储器并 可程序化， 存储器 8 可包括一第一场域， 其可含有第一组识别信息， 存储器 8 亦可包括一第 二场域， 其可含有第二组识别信息， 所述第一组与。
31、第二组识别信息可包括但不限于一系列 的数字及 / 或符号， 所述第一组识别信息可为永久性， 而所述第二组识别信息可以改变， 在 另一实施例中， 存储器 8 可由两个独立存储器取代， 以个别地储存所述第一组识别信息与 所述第二组识别信息。在其它实施例中， 存储器 8 可与 MCU 3 或数字处理器 4 整合成一 单一芯片。 0025 在一实施例中， MCU 3 可以存取存储器 8， 并取得所述等第一与第二组识别信息。 MCU 3 与数字处理器 4 控制信号产生器 20 以产生含有关于所述等第一与第二组识别信 息的信息的一信号 TS5， 方向单元 5 可以处理所述信号 TS5， 且另可经由天线 6。
32、 发射一信 号TS6至服务器9 ； 在另一实施例中， 所述信号TS5可由另一界面传送至服务器9， 例如以太 网络 (Ethernet)、 通用序列总线 (Universal serial bus， USB) 或蓝牙 (Bluetooth)， 在又 另一实施例中， MCU 3 取得所述等第一与第二组识别信息， 并由有线或无线联结传送至服 务器 9， 例如一 USB 或 Bluetooth 界面。 0026 服务器9可以辨识所述第一及/或第二组识别信息， 如果所述识别信息被辨识， 服 务器 9 可以使用所述等第一及 / 或第二组识别信息来产生一第三组识别信息， 服务器 9 可 传送含有所述第三组识。
33、别信息的一信号至收发器 2 ， 其中这种信号可由接收电路 30 解调 变， 使得 MCU 3 可取得所述第三组识别信息， 并储存所述信息在存储器 8 的所述第二场域 中， 所述第三组识别信息可用于在下一次通讯中辨识收发器 2 ， 依此方式， 收发器 2 于信 息上传或下载程序期间被认证。 0027 图 2A 与图 2B 所示的发射器 2 及图 3 所示的收发器 2 皆使用一开回路控制来取 代参照图 1 所例示的所述复杂回授控制电路。 0028 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 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。
34、利要求所 定义的本发明精神及范围内的修饰。 0029 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 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 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 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 要求的限制， 此外， 亦不应将有关本发明的方法及 / 或制程的权利要求仅限制在以书面所 载的步骤次序的实施， 熟习此项技艺者易于了解， 所述等次序亦可加以改变， 并且仍涵盖于 本发明的精神与范畴之内。 说 明 书 CN 103312342 A 9 1/4 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103312342 A 10 2/4 页 11 图 2A 说 明 书 附 图 CN 103312342 A 11 3/4 页 12 图 2B 说 明 书 附 图 CN 103312342 A 12 4/4 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 103312342 A 13 。