BR102015002248A2

BR102015002248A2 - up to 100% load modulating transponder

Info

Publication number: BR102015002248A2
Application number: BR102015002248A
Authority: BR
Inventors: Alexandre Simionovski; Laurent Courcelle; Rafael Santiago Cantalice
Original assignee: Ct Nac De Tecnologia Eletronica Avançada S A
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-30
Also published as: BR102015002248A8

Abstract

transponder com modulação de carga de até 100%. a presente invenção pertence ao setor tecnológico de sistemas eletrônicos e refere-se, mais especificamente, a um transponder com modulação de carga de até 100% e com baixo consumo de potência. a solução propõe um transponder com extrator de clock com alta sensibilidade e baixo consumo de potência, permitindo que o transponder desenvolva uma modulação de carga de até 100%. sendo assim, é previsto melhor desempenho durante a modulação e extração do clock. ou seja, o índice de modulação é aumentado sem que haja perda de sinal de clock, fazendo assim que o transponder se comunique numa maior distância em relação ao leitor.up to 100% load modulation transponder. The present invention belongs to the technology sector of electronic systems and relates more specifically to a load modulating transponder of up to 100% and with low power consumption. The solution proposes a transponder with high sensitivity clock extractor and low power consumption, allowing the transponder to develop up to 100% load modulation. therefore, better performance is predicted during clock modulation and extraction. that is, the modulation index is increased without loss of clock signal, thus causing the transponder to communicate further away from the reader.

Description

TRANSPONDER COM MODULAÇÃO DE CARGA DE ATÉ 100% Setor tecnológico da invenção [01] De uma maneira geral a presente invenção pertence ao setor tecnológico de sistemas eletrônicos os quais se comunicam através de acoplamento eletromagnéticos e refere-se, mais especificamente, a um transponder com modulação de carga de até 100% e com baixo consumo de potência.TRANSFER WITH LOAD MODULATION UP TO 100% TECHNICAL SECTOR OF THE INVENTION [01] Generally the present invention belongs to the technological sector of electronic systems which communicate via electromagnetic coupling and refers more specifically to a transponder with up to 100% load modulation and low power consumption.

Estado da técnica conhecido [02] Um sistema de identificação por radiofrequência (RFID) é um sistema de comunicação sem fio que, através de um campo eletromagnético, possibilita a transferência de dados sem contato identificando a etiqueta (transponder). Estes dados podem estar armazenados temporariamente na etiqueta ou também poderá haver uma identificação fixa proveniente de fábrica. Os transponders podem ser de diversos materiais e possuírem diversos formatos e tamanhos, bem como serem apenas uma simples impressão em papéis. A antena que compõem o transponder, poderá estar disposta na porção interna ao material ou desenhada em uma superfície de papel ou plástico. Como um exemplo de aplicação, o transponder pode ser utilizada para identificação de pessoas ou objetos.State of the art [02] A radio frequency identification (RFID) system is a wireless communication system that, through an electromagnetic field, enables contactless data transfer by identifying the transponder. This data may be temporarily stored on the label or there may also be a fixed identification from the factory. Transponders can be of various materials and come in many shapes and sizes, as well as just a simple print on paper. The antenna that makes up the transponder may be disposed inside the material or drawn on a paper or plastic surface. As an example of an application, the transponder can be used to identify people or objects.

[03] A figura 10 representa uma arquitetura clássica de um transponder. A antena ou Indutor (L) juntamente com o capacitor (C) formam o tanque LC que armazena a energia do sinal recebido pelo transponder, amplificando assim o sinal que é recebido. O retificador (3) converte a energia na forma DC a partir do sinal de radiofrequência recebido. Um segundo capacitor (5) elimina o ripple da portadora que está sobreposta ao sinal DC obtido pelo retificador e gera o sinal modulado ASK. O circuito de regulação de tensão (6) elimina o ripple do sinal modulado ASK, gerando uma tensão constante. O demodulador (7) extrai a informação a partir do sinal modulado ASK. O capacitor (8) serve para armazenar a potência convertida a partir do sinal de radiofrequência, e alimentar parte digital do transponder. O circuito digital (9) pode, por exemplo, ser composta de uma CPU (Unidade Central de Processamento), uma ROM (Memória somente de leitura), uma RAM (Memória de acesso aleatório) e um circuito de criptografia. O circuito digital processa a informação obtida a partir do demodulador. O modulador envia o resultado do processamento da informação, feito pela parte digital, para o leitor através da antena ou indutor (L). O circuito de extrator de clock extrai o clock a partir do sinal da portadora e alimenta o circuito digital.[03] Figure 10 represents a classic transponder architecture. The antenna or inductor (L) together with capacitor (C) form the LC tank that stores the signal energy received by the transponder, thus amplifying the signal that is received. The rectifier (3) converts the energy into DC form from the received radio frequency signal. A second capacitor (5) eliminates the carrier ripple that is superimposed on the DC signal obtained by the rectifier and generates the ASK modulated signal. The voltage regulating circuit (6) eliminates the ripple of the ASK modulated signal, generating a constant voltage. The demodulator (7) extracts the information from the ASK modulated signal. The capacitor 8 serves to store the converted power from the radio frequency signal and to feed the digital part of the transponder. Digital circuit 9 may, for example, be comprised of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory) and an encryption circuit. The digital circuit processes the information obtained from the demodulator. The modulator sends the result of the digital processing of the information to the reader through the antenna or inductor (L). The clock puller circuit extracts the clock from the carrier signal and feeds the digital circuit.

[04] Afigura 11 é um diagrama de um circuito convencional de extrator de clock. Este é composto de transistores NMOS e PMOS, uma fonte de corrente constante e um circuito de mudança de nível. Um amplificador diferencial amplifica à diferença de tensão entre os sinais de RF captado pela antena, RF1 e RF2, e produz um sinal o qual é entrada do circuito de mudança de nível. O circuito de mudança de nível muda o nível do sinal obtido pelo amplificador diferencial para um nível de sinal o qual o circuito digital opera.[04] Figure 11 is a diagram of a conventional clock puller circuit. This consists of NMOS and PMOS transistors, a constant current source and a level change circuit. A differential amplifier amplifies the voltage difference between the RF signals picked up by the antenna, RF1 and RF2, and produces a signal which is input from the level change circuit. The level change circuit changes the signal level obtained by the differential amplifier to a signal level at which the digital circuit operates.

[05] Contudo, com essa arquitetura de amplificador não se obtém uma grande distância de comunicação, já que não seria capaz de extrair o clock quando o sinal da antena for da ordem de dezenas de milivolts, durante a modulação. Pela a mesma razão, essa arquitetura de amplificador não consegue extrair o clock durante o período de demodulação ou pausa no campo sem perdas de pulsos de sinal de clock.[05] However, this amplifier architecture does not provide a great communication distance, as it would not be able to extract the clock when the antenna signal is in the order of tens of millivolts during modulation. For the same reason, this amplifier architecture cannot extract the clock during the demodulation or field break period without loss of clock signal pulses.

[06] Na patente americana US 8,195,100 é proposta uma solução de um transponder com dois extratores de clock .figura 11, através de uma arquitetura constituída de um retificador/modulador e uma unidade de extração de clock dotada de dois extratores.[06] US patent 8,195,100 proposes a solution of a transponder with two clock extractors. Figure 11, through an architecture consisting of a rectifier / modulator and a clock extraction unit with two extractors.

[07] A figura 12 é o diagrama de circuito da unidade com dois extratores de clock. Cada extrator opera em um período diferente do outro, ou seja, um extrator é submetido a trabalhar na operação normal de energização do chip e outro durante a modulação. O extrator de clock com nível superior é feito ajustando-se o trip-point de um inversor conectado à antena. O extrator de nível inferior utiliza uma tensão de referência para ajustar o nível de comparação entre o sinal de referência e o sinal da antena. Tal solução ainda é constituída de um flip-flop e um multiplexador que fazem a seleção do extrator usado no sistema, baseando-se no sinal de modulação. No período de pausa do campo, no qual o leitor envia dados para o transponder, existe uma lógica na unidade de extração de clock que indica essa ocorrência.[07] Figure 12 is the circuit diagram of the unit with two clock pullers. Each puller operates at a different time from the other, ie, one puller is subjected to work on normal chip power-up operation and another during modulation. The higher level clock puller is made by adjusting the trippoint of an inverter connected to the antenna. The lower level puller uses a reference voltage to adjust the level of comparison between the reference signal and the antenna signal. This solution is also made up of a flip-flop and a multiplexer that selects the extractor used in the system, based on the modulation signal. In the field break period, in which the reader sends data to the transponder, there is logic in the clock extraction unit that indicates this occurrence.

[08] Contudo, é valido mencionar que a unidade de extração de clock proposta não consegue extrair o sinal de clock sem que haja perdas de pulso. Isto se deve ao fato de que os níveis dos extratores serem diferentes e a seleção de cada extrator depender do sinal de modulação vindo da lógica do controle. Além disso, a solução é do tipo single-ended que, do ponto de vista da modulação, possui uma limitação. Pois a tensão gerada pelos resistores quando o modulador é ligado ainda deverá ter uma amplitude maior do que o offset do comparador acrescido do valor da tensão de referência, mesmo que a mesma seja nula. Além disso, a unidade de dois extratores de clock faz o uso de um número maior de componentes, aumentando substancialmente a área e o consumo do transponder.[08] However, it is worth mentioning that the proposed clock extraction unit cannot extract the clock signal without loss of pulse. This is because the puller levels are different and the selection of each puller depends on the modulation signal coming from the control logic. In addition, the solution is a single-ended solution which, from a modulation point of view, has a limitation. Because the voltage generated by the resistors when the modulator is turned on should still have a greater amplitude than the comparator offset plus the reference voltage value, even if it is zero. In addition, the two clock puller unit makes use of a larger number of components, substantially increasing the transponder area and consumption.

[09] A partir do exposto acima, é evidente a necessidade de soluções que atendam às demandas e eliminem os inconvenientes já descritos a fim de fornecer uma solução robusta o suficiente para atender às diversas faixas de execuções. É importante que sejam desenvolvidas soluções que viabilizem alto desempenho dos sistemas quando implementados aliado à economia de energia dispendida para o seu perfeito funcionamento.[09] From the above, the need for solutions that meet the demands and eliminate the drawbacks already described is evident in order to provide a solution robust enough to meet the various execution ranges. It is important that solutions are developed that enable high performance of systems when implemented combined with the energy savings required for their perfect operation.

Novidades e objetivos da invenção [010] A partir de todos os inconvenientes já conhecidos no estado da técnica a solução presente tem o intuito de fornecer um transponder como um extrator de clock de alta sensibilidade e baixo consumo permitindo que o transponder desenvolva uma modulação de carga de até 100%. Sendo assim, é previsto melhor desempenho durante a modulação e extração do clock. Ou seja, o índice de modulação é aumentado sem que haja perda de sinal de clock, fazendo assim que o transponder se comunique numa maior distância em relação ao leitor.From all the drawbacks already known in the prior art the present solution is intended to provide a transponder as a high-sensitivity, low-power clock puller allowing the transponder to develop load modulation. up to 100%. Therefore, better performance is predicted during clock modulation and extraction. That is, the modulation index is increased without loss of clock signal, thus causing the transponder to communicate further away from the reader.

[011] A tecnologia proposta ainda poderá ser devidamente implementada em produtos de RFID de baixa e alta frequência, promovendo perfeito funcionamento e redução no consumo de potência.[011] The proposed technology can still be properly implemented in low and high frequency RFID products, promoting perfect operation and reduction in power consumption.

Descrição dos desenhos anexos [012] Figura 1 representa o diagrama de blocos do transponder de acordo com a presente invenção.Description of the accompanying drawings Figure 1 represents the block diagram of the transponder according to the present invention.

[013] Figura 2 representa o esquemático do circuito do extrator de clock conforme a invenção proposta na versão diferencial.Figure 2 represents the schematic of the clock puller circuit according to the invention proposed in the differential version.

[014] Figura 3 representa o esquemático do circuito do extrator de clock conforme a invenção proposta na versão single-ended.Figure 3 represents the schematic of the clock puller circuit according to the invention proposed in the single-ended version.

[015] Figura 4 representa o amplificador com entrada do tipo PMOS usado na presente invenção.Figure 4 represents the PMOS-type input amplifier used in the present invention.

[016] Figura 5 representa o esquemático de uma das formas de implementação do circuito do amplificador usado na presente invenção, [017] Figura 6 representa uma resposta padrão de um transponde quando este envia dados para o leitor.Figure 5 represents a schematic of one embodiment of the amplifier circuit used in the present invention. Figure 6 represents a standard response of a transponder when it sends data to the reader.

[018] Figura 7 representa as formas de onda obtidas pelo circuito extrator de clock da presente invenção durante a energização do chip.Figure 7 represents the waveforms obtained by the clock puller circuit of the present invention during chip power up.

[019] Figura 8 representa as formas de onda obtidas pelo circuito extrator de clock da presente invenção durante a modulação.Figure 8 represents the waveforms obtained by the clock puller circuit of the present invention during modulation.

[020] Figura 9 representa as formas de onda obtidas pelo circuito extrator de clock da presente invenção durante a demodulação, evidenciando a perda de sinal com o terra.[020] Figure 9 represents the waveforms obtained by the clock puller circuit of the present invention during demodulation, evidencing the signal loss with the ground.

[021] Figura 10 representa o diagrama de blocos de um transponder genérico de baixa e alta frequência.Figure 10 represents the block diagram of a low and high frequency generic transponder.

[022] Figura 11 representa um circuito de extrator de clock genérico (PRIOR ART).Figure 11 represents a generic clock puller circuit (PRIOR ART).

[023] Figura 12 representa um o diagrama de blocos simplificado de um circuito de transponder de acordo com a invenção US 8.195.100 (PRIOR ART).Figure 12 is a simplified block diagram of a transponder circuit according to the invention US 8,195,100 (PRIOR ART).

[024] Figura 13 representa o esquemático do circuito do transponder de acordo com a invenção US 8.195.100 (PRIOR ART).Figure 13 represents the schematic of the transponder circuit according to the invention US 8,195,100 (PRIOR ART).

Descrição detalhada da invenção [025] A descrição da presente invenção terá como referência as figuras em anexo. A descrição a seguir concentra-se nas partes relevantes da invenção, pois é entendido que todas as partes de um transponder são conhecidas por uma pessoa que tem conhecimento no estado da técnica.Detailed Description of the Invention The description of the present invention will refer to the accompanying figures. The following description focuses on the relevant parts of the invention as it is understood that all parts of a transponder are known to one of ordinary skill in the art.

[026] A figura 1 mostra o diagrama de blocos simplificado de um transponder. O transponder (1) proposto é dotado de um tanque LC, no qual os elementos L e C são componentes que servem para captar e armazenar a energia proveniente do leitor e estarão sempre operando sintonizados na frequência de operação do transponder. Um circuito retificador (2) converte a energia recebida na forma alternada para uma energia contínua a fim que o restante do circuito do transponder seja alimentado. Além disso, um amplificador (3) é implementado a fim de que desempenhe a função de extrair o sinal de clock do sistema a partir da frequência da portadora captado pela antena ou indutor. Um modulador (4) é responsável pela transmissão de dados do transponder para o leitor. O circuito também inclui um elemento resistivo o qual converte a informação de corrente que passa sobre este durante a modulação, em uma informação de tensão, a fim de ser amplificado pelo extrator de clock.[026] Figure 1 shows the simplified block diagram of a transponder. The proposed transponder (1) is provided with an LC tank, in which the elements L and C are components that serve to capture and store the energy from the reader and will always be operating in tune with the operating frequency of the transponder. A rectifier circuit (2) converts the received energy in alternating form to a continuous energy so that the remainder of the transponder circuit is fed. In addition, an amplifier (3) is implemented to perform the function of extracting the system clock signal from the carrier frequency picked up by the antenna or inductor. A modulator (4) is responsible for transmitting data from the transponder to the reader. The circuit also includes a resistive element which converts the current information passing over it during modulation into voltage information in order to be amplified by the clock puller.

[027] O amplificador da presente invenção amplifica o sinal desenvolvido no tanque LC para gerar o clock do sistema ainda que a amplitude do sinal do tanque LC excursiona até um nível próximo do terra do circuito e a resistência variável pelo sinal de modulação que no seu estado de baixa impedância define o modo comum do sinal desenvolvido no tanque LC. Preferencialmente o sistema é constituído de duas resistências variáveis pelo sinal de modulação, cada uma delas ligada entre um dos terminais do tanque LC e o terra do circuito.[027] The amplifier of the present invention amplifies the signal developed in the LC tank to generate the system clock even though the LC tank signal amplitude travels to a near ground level of the circuit and the variable resistance by the modulation signal that in its Low impedance state defines the common mode of the signal developed in the LC tank. Preferably the system consists of two resistors varying by the modulation signal, each connected between one of the LC tank terminals and the circuit ground.

[028] A figura 2 é a representação esquemática da presente invenção na forma diferencial. Especificamente o retificador dobrador (1) de tensão é composto dos componentes M1, M2, D1, D2, C1 e C2. Esta arquitetura tem a característica retificadora do sinal senoidal, como também fornece uma tensão no terminal avdd maior que a tensão de pico nos terminais A e B. Os elementos M1 e M2 são transistores MOSFET do tipo N os quais trabalham como chaves cruzadas, estabelecendo a conexão de terra gnd, a cada ciclo de portadora. Os elementos D1 e D2 são diodos retificadores, eles que permitem, juntamente com M1 e M2, a retificação gerando uma tensão continua a partir de um sinal senoidal recebido pela antena ou indutor. Já os elementos C1 e C2, são capacitores os quais vão armazenar a energia na forma contínua.[2] Figure 2 is a schematic representation of the present invention in differential form. Specifically the voltage doubling rectifier (1) is composed of the components M1, M2, D1, D2, C1 and C2. This architecture has the rectifying characteristic of the sinusoidal signal, but also provides a voltage at terminal avdd higher than the peak voltage at terminals A and B. Elements M1 and M2 are N-type MOSFET transistors which work as cross keys, establishing the gnd ground connection at each carrier cycle. Elements D1 and D2 are rectifier diodes, which allow, together with M1 and M2, rectification by generating a continuous voltage from a sine signal received by the antenna or inductor. Already the elements C1 and C2, are capacitors which will store the energy in continuous form.

[029] O modulador (4) é composto por duas chaves MOSFET do tipo N, M3 e M4, em série com resistores R1 e R2. Os componentes M3 e M4 são ligados a partir do sinal de dados mod, que é gerado a partir da lógica digital. Este bloco tem como função fazer que o fator de qualidade do tanque LC diminua, ligando-se uma impedância muito baixa em paralelo ao tanque LC, fazendo assim a comunicação entre o transponder e o leitor pelo princípio modulação de carga. Os transistores M3 e M4 têm também a função de estabelecem a conexão com o terra durante a modulação, quando o sinal nos terminais da antena cai abaixo da tensão de limiar dos transistores M1 e M2, função está feita por M1 e M2 em operação normal do transponder. Os resistores R1 e R2 convertem a informação de corrente que passa nas chaves, M3 e M4, em um valor de tensão o qual será amplificado pelo amplificador (3). Os resistores são dimensionados para gerar uma tensão a qual seja superior a tensão de offset do amplificador, tornando o sistema robusto as variações de processo. Uma outra possível implementação para o modulador, poderá usar apenas as chaves NMOS M3 e M4 e dimensioná-las com uma resistência equivalente no seu estado fechado a combinação série da chaves M3 e M4 com os resistores R1 e R2.[029] Modulator (4) consists of two N-type MOSFET switches, M3 and M4, in series with resistors R1 and R2. Components M3 and M4 are connected from the mod data signal, which is generated from digital logic. This block has the function of making the quality factor of the LC tank decrease, by connecting a very low impedance parallel to the LC tank, thus making the communication between the transponder and the reader by the load modulation principle. Transistors M3 and M4 also have the function of establishing the connection to ground during modulation, when the signal at the antenna terminals drops below the threshold voltage of transistors M1 and M2, function is performed by M1 and M2 in normal operation. transponder. The resistors R1 and R2 convert the current information passing on the switches, M3 and M4, to a voltage value which will be amplified by the amplifier (3). The resistors are sized to generate a voltage which is greater than the offset voltage of the amplifier, making the system robust to process variations. Another possible implementation for the modulator may be to use only the M3 and M4 NMOS switches and scale them with an equivalent resistance in their closed state to the series combination of the M3 and M4 switches with the resistors R1 and R2.

[030] A figura 3 é a representação esquemática da presente invenção na forma single-ended. O circuito da figura 3 funciona de maneira análoga ao circuito da figura 2 com a diferença, entretanto, nesse caso, o modulador é composto apenas de uma chave NMOS (M3) em série com um resistor (R1) e o amplificador tem suas entradas ligadas entre ao terra do circuito e em um dos terminais do indutor (L).Figure 3 is a schematic representation of the present invention in single-ended form. The circuit of figure 3 operates analogously to the circuit of figure 2 with the difference, however, in this case, the modulator consists only of a NMOS switch (M3) in series with a resistor (R1) and the amplifier has its inputs connected. ground circuit and one of the inductor terminals (L).

[031] Vale ressaltar que a solução é independente da arquitetura do retificador usado. O retificador dobrador foi usado nas figuras por uma questão de conveniência e simplicidade.[031] It is noteworthy that the solution is independent of the architecture of the rectifier used. The folding rectifier was used in the figures for convenience and simplicity.

[032] A figura 4 representa o amplificador usado na presente invenção, o qual possui entrada do tipo PMOS que concede ao mesmo uma alta faixa de tensão de modo comum de entrada, permitindo amplificar sinais que possuem seu modo comum estendido abaixo do terra do circuito (gnd).Figure 4 represents the amplifier used in the present invention, which has PMOS-type input which gives it a high input common mode voltage range, allowing to amplify signals that have their common mode extended below circuit ground. (gnd).

[033] Afigura 5 é a representação esquemática de uma forma de implementação do amplificador. Nesse caso, o amplificador (3) utilizado tem uma arquitetura clássica folded cascode com conexão high swing (HS). Os componentes M5, M6, M7 e M12 são transistores MOSFET do tipo P que têm a função de fonte de corrente, gerando uma corrente constante a partir do valor de tensão bias_p. Os componentes M3 e M4 são transistores MOSFET do tipo P o qual forma o par diferencial ou estágio de entrada do amplificador. Os componentes M8, M9 são transistores MOSFET do tipo N aos quais formam com o estágio de entrada a configuração folded cascode. Os transistores M10 e M11 são transistores MOSFET do tipo N configurado como carga ativa do amplificador. Os componentes M13 e M14 formam um estágio de ganho na saída do amplificador permitindo que o sinal obtido em out_1 tenha uma maior capacidade de corrente e assim gere um sinal mais próximo de uma onda quadrada em out_2. Os componentes M15 e M16 compõem o circuito de mudança de nível o qual é conectado a uma tensão de alimentação mais baixa (dvdd), a qual o sinal de clock é rebaixado ao mesmo domínio de alimentação da lógica digital.[533] Figure 5 is a schematic representation of an amplifier implementation form. In this case, the amplifier (3) used has a classic folded cascode architecture with high swing (HS) connection. The components M5, M6, M7 and M12 are P-type MOSFET transistors that have the function of current source, generating a constant current from the voltage value bias_p. Components M3 and M4 are P-type MOSFET transistors which form the differential pair or input stage of the amplifier. The M8, M9 components are type N MOSFET transistors which form the folded cascode configuration with the input stage. Transistors M10 and M11 are N-type MOSFET transistors configured as active load on the amplifier. Components M13 and M14 form a gain stage at the amplifier output allowing the signal obtained at out_1 to have a greater current capacity and thus generate a signal closer to a square wave at out_2. Components M15 and M16 make up the level change circuit which is connected to a lower supply voltage (dvdd), which the clock signal is lowered to the same supply domain as digital logic.

[034] Afigura 6 representa uma resposta padrão de um transponder quando está enviando dados para o leitor. Quando o transponder está recebendo energia do leitor o período de energização, figura 7, os sinais da antena são amplificados e quando o transponder está modulando, figura 8, os sinais da antena são atenuados proporcionalmente ao fator de qualidade do tanque RLC. Esta variação do fator de qualidade do tanque RLC produz um sinal modulado, o qual é compreendido pelo leitor. Quanto maior for a variação do fator de qualidade, maior será a amplitude do sinal modulado, aumentando a distância de comunicação entre o transponder e o leitor. Assim, o extrator de clock deverá operar com as variações na amplitude do sinal durante a modulação, tendo que extrair o clock com um nível muito baixo, da ordem de dezenas de millivolts.[034] Figure 6 represents a standard response from a transponder when sending data to the reader. When the transponder is receiving power from the reader the power-up period, figure 7, the antenna signals are amplified and when the transponder is modulating, figure 8, the antenna signals are attenuated proportionally to the quality factor of the RLC tank. This variation of the quality factor of the RLC tank produces a modulated signal, which is understood by the reader. The greater the quality factor variation, the greater the amplitude of the modulated signal, increasing the communication distance between the transponder and the reader. Thus, the clock puller should operate with variations in signal amplitude during modulation, having to extract the clock at a very low level, on the order of tens of millivolts.

[035] Um outro cenário adverso para o extrator de clock ocorre na demodulação, figura 9, no qual o leitor envia dados para o transponder. Existe uma pausa no envio do campo (ASK 100%) e a energia do tanque, previamente armazenada, cai com o tempo de pausa e o nível do sinal diminui até que a conexão do terra, estabelecida pelo retificador, seja perdida. Neste caso, enquanto há energia no tanque LC, o transponder deverá extrair o clock a partir de um sinal de baixa amplitude e também acrescido de uma mudança no modo comum.[035] Another adverse scenario for the clock puller occurs in demodulation, figure 9, in which the reader sends data to the transponder. Field send is paused (ASK 100%) and previously stored tank energy drops with pause time and signal level decreases until the rectifier's ground connection is lost. In this case, while there is power in the LC tank, the transponder should extract the clock from a low amplitude signal and also a change in common mode.

[036] Sendo assim, é visível que o modulador (4) combinado com a arquitetura de amplificador (3) escolhida, aumenta a distância de comunicação entre o leitor e o transponder, pois é possível modular com um índice de modulação de até 100%, sem perder o sinal de clock. Também, devido a alta sensibilidade em extrair o sinal de clock que a solução propõe, o sistema fica mais robusto, além de se tornar mais simples do ponto de vista de consumo e área. Pois, não é preciso indicar a perda do sinal de clock durante a demodulação a fim de que esta informação seja tratada por um circuito adicional.Thus, it is apparent that the modulator (4) combined with the chosen amplifier architecture (3) increases the communication distance between the reader and the transponder as it is possible to modulate with a modulation index of up to 100%. without losing the clock signal. Also, due to the high sensitivity in extracting the clock signal that the solution proposes, the system is more robust and simpler from the point of view of consumption and area. For it is not necessary to indicate the loss of the clock signal during demodulation in order for this information to be handled by an additional circuit.

[037] É importante salientar que as figuras e descrição realizadas não possuem o condão de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas nesta invenção. Desse modo, as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma ilustrativa e não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação do conceito inventivo ora revelado e que não fujam do espectro de proteção delineado nesta invenção.It is important to note that the figures and description made do not have the ability to limit the embodiments of the inventive concept proposed herein, but to illustrate and make understandable the conceptual innovations disclosed in this invention. Accordingly, the descriptions and images should be interpreted in an illustrative and non-limiting manner, and there may be other equivalent or analogous forms of implementation of the inventive concept disclosed herein that do not escape the protective spectrum outlined in this invention.

[038] Tratou-se no presente relatório descritivo de um peculiar e original transponder com modulação de carga de até 100%, capaz de aperfeiçoar sobremaneira sua utilização, dotado de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial e, consequentemente, revestido de todos os requisitos essenciais para a concessão do privilégio pleiteado.[038] This report describes a peculiar and original transponder with load modulation of up to 100%, capable of greatly improving its use, with novelty, inventive activity, descriptive sufficiency and industrial application and, consequently, coated with all the essential requirements for granting the claimed privilege.

Claims

1 - TRANSFER WITH LOAD MODULATION UP TO 100% consists of at least one LC tank, a folding rectifier, a binary binary data block, at least one variable resistance by the modulation signal, and a common mode range amplifier. extended input below the circuit ground characterized by amplifying the signal developed in the LC tank to generate the system clock even though the LC tank signal amplitude travels to a level near the circuit ground and the variable resistance by the modulation signal that in the Its low impedance state defines the common mode of the signal developed in the LC tank.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claim 1, further characterized in that it consists of two resistors variable by the modulation signal, each connected between one of the LC tank terminals and the circuit ground.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claim 1, further characterized in that it consists of a variable resistance by the modulation signal, connected between one of the LC tank terminals and the circuit ground.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claims 1, 2 and 3 and further characterized by the variable resistor composed of a series NMOS transistor with a resistor.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claims 1, 2 and 3, further characterized by variable resistance by the modulation signal composed of a NMOS transistor.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claims 1, 2 and 3, further characterized in that the amplifier has differential input with PMOS type transistors.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claims 1 and 2, further characterized by the amplifier connected to the LC tank terminals.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claims 1 and 3, further characterized by the amplifier connected to one of the LC tank terminals and to the circuit ground.

A load-modulating transponder of up to 100% according to claims 1 and 6, further characterized by the amplifier having a classic folded cascode architecture with high swing connection.