BR102016005338B1

BR102016005338B1 - HF-UHF DUAL FREQUENCY RFID INTEGRATED CIRCUIT AND HF-UHF DUAL FREQUENCY IDENTIFICATION DEVICE

Info

Publication number: BR102016005338B1
Application number: BR102016005338-2A
Authority: BR
Inventors: Catalin Lazar; Frédéric Sacksteder; Jiri Kolman; Goran Stojanovic
Original assignee: EM Microelectronic-Marin S.A
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2024-05-14

Abstract

DISPOSITIVO DE IDENTIFICAÇÃO DE DUPLA FREQUÊNCIA DE HF-UHF 0 dispositivo de identificação de dupla frequência de HF-UHF (42) compreende um circuito integrado de RFID com uma fonte de energia tendo uma parte HF (4 4) , formada por um retificador de HF (12) conectado a uma antena de HF, e uma parte UHF (48) formada por um retificador de UHF (18) conectado a uma antena de UHF. 0 circuito integrado RFID compreende um capacitor de armazenagem (50) comum à parte de HF e à de UHF da fonte de energia. A saída do retificador de HF e a saída do retificador de UHF são ambas continuamente conectadas ao termina, de alimentação do capacitor de armazenagem comum. Além disso, o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum está conectado, por um lado, à saída do retificador de HF através de um diodo (52) disposto a bloquear uma corrente proveniente do terminal de alimentação e dirigida à saída do retificador de HF e, por outro lado, diretamente à saída do retificador de UHF formada por uma bomba de carga.HF-UHF DUAL FREQUENCY IDENTIFICATION DEVICE The HF-UHF dual frequency identification device (42) comprises an RFID integrated circuit with a power source having an HF part (44), formed by an HF rectifier (12) connected to an HF antenna, and a UHF part (48) formed by a UHF rectifier (18) connected to a UHF antenna. The RFID integrated circuit comprises a storage capacitor (50) common to the HF and UHF parts of the energy source. The output of the HF rectifier and the output of the UHF rectifier are both continuously connected to the common storage capacitor supply terminal. Furthermore, the power terminal of the common storage capacitor is connected, on the one hand, to the output of the HF rectifier through a diode (52) arranged to block a current coming from the power terminal and directed to the output of the HF rectifier. and, on the other hand, directly to the output of the UHF rectifier formed by a charge pump.

Description

FIELD OF INVENTION

[001] A presente invenção se refere a dispositivos de identificação de dupla frequência de HF-UHF, e mais especificamente a um tal dispositivo que compreende um circuito de fonte de energia disposto para extrair energia de pelo menos um campo eletromagnético capturado. Em uma primeira modalidade, o dispositivo de identificação pode ser um dispositivo passivo que extrai toda a energia necessária do campo eletromagnético provido por pelo menos um dispositivo externo (leitor/escritor ou qualquer outro dispositivo de comunicação de RF). Em uma segunda modalidade, este dispositivo de identificação pode ser assistido por bateria, isto é, uma parte da energia necessária para o funcionamento de pelo menos parte do dispositivo está armazenada em uma bateria.[001] The present invention relates to HF-UHF dual frequency identification devices, and more specifically to such a device comprising a power source circuit arranged to extract energy from at least one captured electromagnetic field. In a first embodiment, the identification device may be a passive device that extracts all necessary energy from the electromagnetic field provided by at least one external device (reader/writer or any other RF communication device). In a second embodiment, this identification device may be battery assisted, that is, a part of the energy necessary for the operation of at least part of the device is stored in a battery.

[002] Mais especificamente, o dispositivo da invenção forma uma etiqueta eletrônica sem contato ou um cartão inteligente sem contato.[002] More specifically, the device of the invention forms a contactless electronic tag or a contactless smart card.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[003] Já foram propostos diversos circuitos integrados RFID de dupla frequência. Mais especificamente para dispositivos passivos, a fonte de energia tem que ser definida e um circuito integrado correspondente tem que ser disposto adequadamente. A fonte de energia geralmente compreende pelo menos um gerador de energia. No caso de dois geradores de energia respectivamente associados à tensão induzida no circuito de ressonância da antena helicoidal de HF e à tensão induzida na antena de UHF, um gerenciamento de energia é geralmente provido e o circuito integrado é projetado para a implementação de tal gerenciamento de energia.[003] Several dual-frequency RFID integrated circuits have already been proposed. More specifically for passive devices, the power source has to be defined and a corresponding integrated circuit has to be arranged accordingly. The power source generally comprises at least one power generator. In the case of two power generators respectively associated with the voltage induced in the resonance circuit of the HF helical antenna and the voltage induced in the UHF antenna, a power management is generally provided and the integrated circuit is designed for the implementation of such power management. energy.

[004] Um dispositivo de identificação de dupla frequência de HF-UHF da técnica anterior é mostrado na Figura 1, que é um projeto simplificado da etiqueta de dupla frequência descrita no pedido de patente U.S. 2005/0186904. Este dispositivo de identificação de dupla frequência de HF-UHF 2 compreende uma parte HF 4 e uma parte UHF 6. A parte HF 4 é formada por uma antena helicoidal de HF 10, um capacitor de ressonância 8, um retificador de HF 12 e uma extremidade dianteira analógica de HF 14 (AFE_HF). A parte UHF 6 é formada por uma antena de UHF 16, por um retificador de UHF 18 e por uma extremidade dianteira analógica de UHF 20 (AFE_UHF). O dispositivo 2 também compreende uma unidade lógica 22 e uma memória não volátil 24 (NVM), sendo a unidade lógica 22 conectada ou à extremidade dianteira analógica de HF 14 ou à unidade dianteira analógica de UHF 20 por multiplexadores (não mostrados na Figura 1) dispostos em uma primeira parte da unidade lógica. O retificador de HF é um retificador de diodos que retifica a tensão induzida no circuito de ressonância formado pela antena helicoidal 10 e pelo capacitor de ressonância 8. Nos seus dois terminais de entrada V1a e V1b, o retificador de HF alternativamente recebe tensões induzidas positivas e negativas. Este retificador de HF gera na sua saída uma primeira tensão de alimentação VHF. Em uma variante, tal retificador de HF pode ser associado a um circuito de amplificação de tensão para gerar a primeira tensão de alimentação. O retificador de UHF é formado por uma bomba de carga conectada a dois fios da antena de UHF 16. Este retificador de UHF recebe nos seus dois terminais de entrada V2a e V2b tensões induzidas positivas e negativas e é arranjado para prover na sua saída uma segunda tensão de alimentação VUHF.[004] A prior art HF-UHF dual frequency identification device is shown in Figure 1, which is a simplified design of the dual frequency tag described in U.S. patent application 2005/0186904. This HF-UHF dual frequency identification device 2 comprises an HF part 4 and a UHF part 6. The HF part 4 is formed by an HF helical antenna 10, a resonance capacitor 8, an HF rectifier 12 and a HF 14 analog front end (AFE_HF). The UHF part 6 is formed by a UHF antenna 16, a UHF rectifier 18 and a UHF analog front end 20 (AFE_UHF). Device 2 also comprises a logic unit 22 and a non-volatile memory 24 (NVM), the logic unit 22 being connected to either the HF analog front end 14 or the UHF analog front end 20 by multiplexers (not shown in Figure 1). arranged in a first part of the logical unit. The HF rectifier is a diode rectifier that rectifies the voltage induced in the resonance circuit formed by the helical antenna 10 and the resonance capacitor 8. At its two input terminals V1a and V1b, the HF rectifier alternatively receives positive induced voltages and negative. This HF rectifier generates a first VHF supply voltage at its output. In one variant, such an HF rectifier may be associated with a voltage amplification circuit to generate the first supply voltage. The UHF rectifier is formed by a charge pump connected to two wires of the UHF antenna 16. This UHF rectifier receives positive and negative induced voltages at its two input terminals V2a and V2b and is arranged to provide a second VUHF supply voltage.

[005] Além disso, o dispositivo 2 compreende um gerenciamento combinado de potência e modo formado por uma unidade de detecção de modo 26 e por um comutador 30. A unidade de detecção de modo detecta uma tensão induzida no circuito de ressonância de HF (a tensão V1a, por exemplo) e emite um sinal de modo DET cujo valor indica se a antena helicoidal de HF detecta o recebimento de um campo eletromagnético de HF na faixa de ressonâncias do circuito de ressonância de HF (por exemplo, 13,56 MHz). O sinal de modo controla a porta de controle do comutador 30 através de uma primeira linha de controle 31 e a unidade lógica 22 através de uma segunda linha de controle 32. O comutador é disposto entre a saída do retificador de UHF e a linha de alimentação 28 que fornece uma tensão de alimentação Vsup ao circuito eletrônico. A operação do gerenciamento da potência ocorre do seguinte modo:[005] Furthermore, device 2 comprises a combined power and mode management formed by a mode detection unit 26 and a switch 30. The mode detection unit detects a voltage induced in the HF resonance circuit (the voltage V1a, for example) and emits a DET mode signal whose value indicates whether the HF helical antenna detects the receipt of an HF electromagnetic field in the range of resonances of the HF resonance circuit (for example, 13.56 MHz) . The mode signal controls the switch control port 30 via a first control line 31 and the logic unit 22 via a second control line 32. The switch is disposed between the output of the UHF rectifier and the power line. 28 that provides a supply voltage Vsup to the electronic circuit. Power management operates as follows:

[006] Quando a unidade 26 detecta pelo menos uma tensão dada na parte HF do gerador de potência (especialmente uma tensão induzida no circuito de ressonância de HF ou alternativamente na saída do retificador de HF), a saída de unidade 26 é ajustada para ser um primeiro valor lógico (por exemplo, ‘1’) e o sinal de modo DET indica que há um campo eletromagnético de HF chegando. O comutador 30 é disposto de modo tal, que, quando o sinal de modo é ajustado para ser o primeiro valor lógico, este comutador se abre (posição ‘DESLIGADO’) e deste modo o gerador de potência de UHF não está ativo, quer a tensão VUHF seja zero ou não. O circuito integrado do dispositivo 2 é, assim, somente alimentado pela parte de HF, desde que a tensão detectada pela unidade de detecção de modo seja pelo menos igual a esta tensão dada. Além disso, a unidade lógica recebe esse sinal de modo ativa o protocolo de HF e as porções de circuito associadas, especialmente os multiplexadores são colocados em um primeiro estado em que somente sinais demodulados por HF são transmitidos à unidade lógica (nenhum sinal de UHF é transmitido).[006] When unit 26 detects at least one voltage given in the HF part of the power generator (especially a voltage induced in the HF resonance circuit or alternatively at the output of the HF rectifier), the output of unit 26 is adjusted to be a first logical value (e.g. '1') and the DET mode signal indicates that there is an incoming HF electromagnetic field. The switch 30 is arranged in such a way that, when the mode signal is set to be the first logical value, this switch opens ('OFF' position) and thus the UHF power generator is not active, either the VUHF voltage is zero or not. The integrated circuit of device 2 is thus only powered by the HF part, provided that the voltage detected by the mode detection unit is at least equal to this given voltage. Furthermore, the logic unit receives this signal so that the HF protocol and associated circuit portions, especially the multiplexers, are placed in a first state in which only HF-demodulated signals are transmitted to the logic unit (no UHF signals are transmitted to the logic unit). transmitted).

[007] Quando a unidade 26 não detecta pelo menos a tensão dada na parte de HF do gerador de potência, a saída da unidade 26 é ajustada para um segundo valor lógico (‘0’, por exemplo) e o sinal de modo DET indica que não há nenhum campo eletromagnético de HF recebido. O comutador 30 é ligado e fica deste modo fechado, permitindo que a parte UHF do gerador de potência acione o circuito integrado se uma tensão induzida tiver sido gerada nesta parte UHF. Além disso, a unidade lógica recebe este sinal de modo e ativa o protocolo UHF, e as porções de circuito associadas, especialmente os multiplexadores, são colocadas em um segundo estado em que somente os sinais de UHF demodulados são transmitidos para a unidade lógica (nenhum sinal de HF é transmitido).[007] When unit 26 does not detect at least the given voltage on the HF part of the power generator, the output of unit 26 is set to a second logic value ('0', for example) and the DET mode signal indicates that there is no received HF electromagnetic field. Switch 30 is turned on and thus closed, allowing the UHF portion of the power generator to drive the integrated circuit if an induced voltage has been generated in this UHF portion. Furthermore, the logic unit receives this mode signal and activates the UHF protocol, and the associated circuit portions, especially the multiplexers, are placed in a second state in which only the demodulated UHF signals are transmitted to the logic unit (no HF signal is transmitted).

[008] O dispositivo 2 é assim arranjado de modo a dar prioridade a um campo de HF recebido. Uma escolha oposta pode ser feita dando-se prioridade ao campo de UHF de um modo análogo ao descrito acima. No entanto, é preferida a alternativa de se dar prioridade ao campo de HF, conforme é instruído pelo pedido de patente U.S. em questão, para dar prioridade a se escrever os dados na memória NVM. Deve ser observado que este documento instrui que a tensão gerada pela parte UHF do gerador de potência é demasiado baixa para deletar e programar um EEPROM ou uma memória FLASH. Deste modo, mesmo se o comutador estiver disposto entre a saída do retificador de HF e o terminal de alimentação Vsup do capacitor de armazenagem, a instrução consiste em se selecionar o modo HF logo que for detectada uma tensão induzida dada no circuito de ressonância de HF.[008] Device 2 is thus arranged to give priority to a received HF field. An opposite choice can be made by giving priority to the UHF field in a manner analogous to that described above. However, the alternative of giving priority to the HF field is preferred, as instructed by the U.S. patent application in question, to give priority to writing data to NVM memory. It should be noted that this document instructs that the voltage generated by the UHF portion of the power generator is too low to delete and program an EEPROM or FLASH memory. Therefore, even if the switch is arranged between the output of the HF rectifier and the Vsup supply terminal of the storage capacitor, the instruction consists of selecting the HF mode as soon as an induced voltage is detected in the HF resonance circuit. .

[009] O dispositivo 2 tem muitos inconvenientes. Em primeiro lugar há uma seleção de modos que permite somente uma comunicação, ou por HF ou por UHF, mas não pelas duas simultaneamente. Em seguida se for detectado um nível de atividade dado na faixa de HF, geralmente baixa por motivos de sensibilidade, a comunicação por UHF é desativada, de modo que não pode ocorrer nenhuma comunicação na faixa de UHF. Se uma comunicação por UHF estiver em funcionamento, a detecção da tensão dada na parte de HF interromperá tal comunicação. Finalmente, o gerenciamento de potência não permite que um campo de HF provido ao dispositivo 2 participe da alimentação de potência deste dispositivo para uma comunicação por HF e inversamente. Esta é uma grande desvantagem do dispositivo 2.[009] Device 2 has many drawbacks. Firstly, there is a selection of modes that allows only one communication, either via HF or UHF, but not both simultaneously. Then, if a given level of activity is detected in the HF band, generally low for sensitivity reasons, UHF communication is deactivated, so that no communication can occur in the UHF band. If UHF communication is in operation, detection of the voltage given on the HF part will interrupt such communication. Finally, power management does not allow an HF field provided to device 2 to participate in the power supply of this device for HF communication and vice versa. This is a big disadvantage of Device 2.

[010] Um dispositivo passivo com uma multiplicidade de canais de comunicação e de coleta de energia é descrito no pedido de patente US 2009/0117872. Este documento ilustra uma modalidade geral na sua Figura 1A com um projeto eletrônico mais detalhado dado na Figura 2A. O dispositivo passivo inclui duas antenas que são acopladas respectivamente a dois retificadores de diodos de meia onda de 1 estágio que são dispostos em série. Os capacitores de saída destes dois retificadores são, portanto, conectados em série e um outro capacitor comum também armazena energia dos dois retificadores para prover uma potência de CC ao dispositivo passivo. Esta implementação é específica. Em primeiro lugar, deve ser observado que as primeiras antenas podem fornecer energia tanto aos dois capacitores dos dois retificadores quando a segunda antena pode prover energia somente ao segundo capacitor de saída. Além disso, deve ser observado que cada antena é acoplada ao circuito eletrônico através de um capacitor de entrada que é conectado em série com a antena. Diversos problemas ocorrem com tal projeto eletrônico para uma multiplicidade de coletores de energia. Em primeiro lugar, o acoplamento capacitivo é geralmente usado para frequências muito acima da frequência de HF normalmente selecionada para 13,56 MHz, especialmente para a faixa de frequência UHF. No entanto, o tipo de retificador que é recomendado no documento US 2009/0117872 é muito mais adequado para sinais de LF ou HF. Não seria praticamente razoável se usar tal gerador de potência com um sinal de HF recebido pela primeira antena e um sinal UHF recebido pela segunda antena. O capacitor de acoplamento seria muito grande e com muitos vazamentos de corrente devido ao seu tamanho. Para se ter aproximadamente a mesma impedância nas entradas dos dois retificadores, o tamanho do capacitor de entrada para o canal de HF deveria ser 200 vezes maior do que para o canal de UHF. Assim, o capacitor de entrada de HF não seria facilmente integrado em um circuito integrado, pois necessitaria de um espaço demasiado grande. Além disso, quando as frequências dos dois sinais respectivamente recebidos pelas duas antenas forem diferentes, pode ocorrer uma interferência destrutiva no gerador de potência descrito, de modo que seria perdida energia.[010] A passive device with a multiplicity of communication and energy harvesting channels is described in US patent application 2009/0117872. This document illustrates a general embodiment in its Figure 1A with a more detailed electronic design given in Figure 2A. The passive device includes two antennas that are respectively coupled to two 1-stage half-wave diode rectifiers that are arranged in series. The output capacitors of these two rectifiers are therefore connected in series and another common capacitor also stores energy from the two rectifiers to provide DC power to the passive device. This implementation is specific. Firstly, it should be noted that the first antennas can supply energy to both the two capacitors of the two rectifiers while the second antenna can supply energy only to the second output capacitor. Furthermore, it should be noted that each antenna is coupled to the electronic circuit through an input capacitor that is connected in series with the antenna. Several problems occur with such electronic design for a multitude of energy harvesters. Firstly, capacitive coupling is generally used for frequencies far above the HF frequency normally selected for 13.56 MHz, especially for the UHF frequency range. However, the type of rectifier that is recommended in US 2009/0117872 is much more suitable for LF or HF signals. It would be practically unreasonable to use such a power generator with an HF signal received by the first antenna and a UHF signal received by the second antenna. The coupling capacitor would be very large and have a lot of leakage current due to its size. To have approximately the same impedance at the inputs of the two rectifiers, the size of the input capacitor for the HF channel should be 200 times larger than that for the UHF channel. Thus, the HF input capacitor would not be easily integrated into an integrated circuit, as it would require too large a space. Furthermore, when the frequencies of the two signals respectively received by the two antennas are different, destructive interference may occur in the described power generator, so that energy would be lost.

[011] Outras modalidades especiais são descritas nas Figuras 1B a 1I do documento US 2009/0117872, mas as instruções parecem indicar que estes são casos específicos com um funcionamento especial. A título de exemplos, com referência à modalidade da Figura 1G, é escrito que as correntes de saída dos dois retificadores devem ser iguais e, com referência à modalidade da Figura 1H, está escrito que cada uma das tensões de saída dos dois retificadores de RF é aproximadamente igual à tensão de entrada de um regulador de potência, isto é, as tensões de saída dos dois retificadores de RF são aproximadamente iguais. Na maior parte do tempo, tal situação não ocorrerá com dois sinais diferentes respectivamente recebidos pelas duas antenas. Além disso, uma finalidade de uma coleta de energia múltipla é a capacidade de se coletar energia de uma fonte ou da outra, ou das duas com diferentes tensões geradas.[011] Other special modalities are described in Figures 1B to 1I of document US 2009/0117872, but the instructions seem to indicate that these are specific cases with a special operation. By way of example, with reference to the embodiment of Figure 1G, it is written that the output currents of the two rectifiers must be equal, and with reference to the embodiment of Figure 1H, it is written that each of the output voltages of the two RF rectifiers is approximately equal to the input voltage of a power regulator, that is, the output voltages of the two RF rectifiers are approximately equal. Most of the time, such a situation will not occur with two different signals respectively received by the two antennas. Furthermore, one purpose of multiple energy harvesting is the ability to collect energy from one source or the other, or both with different generated voltages.

SUMMARY OF THE INVENTION

[012] O objetivo da presente invenção consiste em propor um circuito integrado RFID de dupla frequência HF-UHF e um dispositivo de identificação de dupla frequência HF-UHF compreendendo tal circuito integrado que supere os inconvenientes dos dispositivos da técnica anterior já descritos e para propor tal circuito integrado com um arranjo de alimentação de energia simples e eficiente.[012] The objective of the present invention is to propose an HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit and an HF-UHF dual-frequency identification device comprising such an integrated circuit that overcomes the drawbacks of the prior art devices already described and to propose such an integrated circuit with a simple and efficient power supply arrangement.

[013] Para tal fim, a presente invenção se refere a um circuito integrado RFID de dupla frequência HF-UHF compreendendo uma fonte de energia tendo uma pare de HF, formada por um retificador de HF destinado a ser conectado a um circuito de ressonância formado por uma antena helicoidal de HF e um capacitor de ressonância, e por uma parte de UHF compreendendo um retificador de UHF formado por uma bomba de carga e destinado a ser conectado a uma antena de UHF. Este circuito integrado RFID compreende ainda um capacitor de armazenagem comum à parte de HF e à de UHF da fonte de energia, sendo tanto a saída do retificador de HF como a saída do retificador de UHF continuamente conectadas ao terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum. O terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum é conectado à saída do retificador de HF através de um diodo arranjado de modo tal, que bloqueie uma corrente proveniente deste terminal de alimentação e dirigida à saída do retificador de HF.[013] To this end, the present invention relates to an HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit comprising a power source having an HF pair, formed by an HF rectifier intended to be connected to a resonance circuit formed by a helical HF antenna and a resonance capacitor, and by a UHF part comprising a UHF rectifier formed by a charge pump and intended to be connected to a UHF antenna. This RFID integrated circuit also comprises a storage capacitor common to the HF and UHF parts of the power source, with both the HF rectifier output and the UHF rectifier output being continuously connected to the power terminal of the common storage capacitor. . The power terminal of the common storage capacitor is connected to the output of the HF rectifier through a diode arranged in such a way that it blocks a current from this power terminal and directed to the output of the HF rectifier.

[014] “Continuamente conectadas” significa que não há nenhum comutador de seleção ou outro meio de seleção que selecione o retificador de HF ou o retificador de UHF como o gerador de energia para a fonte de energia do dispositivo quando tanto o retificador de HF como de UHF recebe pelo menos tensões induzidas úteis em seus terminais de entrada respectivos. Em outras palavras, não há nenhum meio de desativação que conceda a prioridade a um dos retificadores de HF e de UHF e evite que o outro abasteça o dispositivo eletrônico.[014] “Continuously connected” means that there is no selection switch or other selection means that selects the HF rectifier or the UHF rectifier as the power generator for the device power source when both the HF rectifier and of UHF receives at least useful induced voltages at their respective input terminals. In other words, there is no means of deactivation that would give priority to one of the HF and UHF rectifiers and prevent the other from supplying the electronic device.

[015] Uma desvantagem importante do circuito integrado RFID da invenção é que não há nenhuma seleção entre o gerador de energia de HF e o gerador de energia de UHF para o abastecimento deste circuito integrado. Isto significa que, independentemente do protocolo de comunicação usado (HF ou UHF), os dois campos de HF e UHF recebidos que são capturados pelo circuito de ressonância de HF e pela antena de UHF podem participar da fonte de energia. Deve ser observado que as intensidades dos campos de HF e de UHF recebidos pelas antenas respectivas podem variar em função do tempo. A fonte de energia da invenção permite que, durante um primeiro intervalo de tempo, a fonte de energia seja principalmente provida através do gerador de energia de HF e, durante um segundo intervalo de tempo que se segue ao primeiro, principalmente através do gerador de energia de UHF. Em uma outra situação, tanto o gerador de energia de HF como de UHF fornece uma tensão suficiente para carregar o capacitor de armazenagem e para abastecer o circuito integrado. Mais especificamente, uma comunicação através do canal de UHF pode ocorrer quando o circuito integrado RFID é principalmente carregado pelo campo magnético recebido de HF capturado pelo circuito de ressonância de HF do dispositivo de identificação. Quando ocorre uma comunicação através do canal de HF, o gerador de energia de HF está geralmente fornecendo mais potência do que o gerador de energia de UHF. No entanto, dependendo das posições de um interrogador de HF e de um interrogador de UHF em relação ao dispositivo de identificação, há situações em que o gerador de energia de UHF pode auxiliar a fonte de energia do circuito integrado RFID durante uma comunicação de HF. Em todas as situações, a fonte de energia é eficiente no uso de todos os campos eletromagnéticos capturados. Uma fonte de energia deste tipo é, mesmo assim, obtida por um simples circuito eletrônico, de modo que ele não aumenta os custos ou a perda de potência no circuito da fonte de energia.[015] An important disadvantage of the RFID integrated circuit of the invention is that there is no selection between the HF power generator and the UHF power generator for supplying this integrated circuit. This means that regardless of the communication protocol used (HF or UHF), both the received HF and UHF fields that are captured by the HF resonance circuit and the UHF antenna can participate in the power source. It should be noted that the intensities of the HF and UHF fields received by the respective antennas may vary as a function of time. The energy source of the invention allows that, during a first time interval, the energy source is provided mainly through the HF power generator and, during a second time interval following the first, mainly through the HF power generator. of UHF. In another situation, both the HF and UHF power generator provides sufficient voltage to charge the storage capacitor and supply the integrated circuit. More specifically, communication over the UHF channel can occur when the RFID integrated circuit is primarily charged by the HF received magnetic field captured by the HF resonance circuit of the identification device. When communication occurs over the HF channel, the HF power generator is generally providing more power than the UHF power generator. However, depending on the positions of an HF interrogator and a UHF interrogator relative to the identification device, there are situations in which the UHF power generator can assist the power source of the RFID integrated circuit during HF communication. In all situations, the power source is efficient in using all captured electromagnetic fields. A power source of this type is nevertheless obtained by a simple electronic circuit, so it does not increase costs or power loss in the power source circuit.

[016] O diodo disposto entre a saída do retificador de HF e o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum, para bloquear uma corrente proveniente do terminal de alimentação e dirigida à saída do retificador de HF, evita que uma parte de uma corrente de suprimento provida pelo gerador de energia de UHF possa ser dissipada na parte de HF da fonte de energia. Esta proteção é provida para minimizar uma perda de potência quando o circuito integrado RFID é abastecido principalmente através do gerador de energia de UHF, mais especificamente na ausência de um campo magnético de HF. Tal diodo é importante, pois a potência gerada pela parte de UHF da fonte de energia é geralmente relativamente baixa, especialmente quando o interrogador de UHF se encontra afastado do dispositivo de identificação de RFID.[016] The diode arranged between the output of the HF rectifier and the power terminal of the common storage capacitor, to block a current coming from the power terminal and directed to the output of the HF rectifier, prevents part of a current from supply provided by the UHF power generator can be dissipated in the HF part of the power source. This protection is provided to minimize a loss of power when the RFID integrated circuit is supplied mainly through the UHF power generator, more specifically in the absence of an HF magnetic field. Such a diode is important because the power generated by the UHF part of the power source is generally relatively low, especially when the UHF interrogator is located away from the RFID identification device.

[017] De acordo com uma variante preferida, um resistor para limitar uma corrente fornecida pelo retificador de HF é disposto entre a saída deste retificador de HF e o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum. Além disso, o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem pode ainda ser conectado a um regulador de tensão de derivação, para regular a tensão de alimentação VSUP provida na linha de alimentação da fonte de energia e também para limitar o nível de tensão na saída do gerador de energia de UHF. O resistor limitador de corrente é também forma com o capacitor de armazenagem comum um filtro de LF. Tal filtro de LF ajudaria a filtrar ainda mais qualquer ruído de alimentação que possa ocorrer no nodo de VHF na saída do retificador de HF.[017] According to a preferred variant, a resistor for limiting a current supplied by the HF rectifier is disposed between the output of this HF rectifier and the supply terminal of the common storage capacitor. Furthermore, the supply terminal of the storage capacitor can also be connected to a shunt voltage regulator, to regulate the VSUP supply voltage provided in the power supply line and also to limit the voltage level at the output of the storage capacitor. UHF power generator. The current limiting resistor also forms an LF filter with the common storage capacitor. Such an LF filter would help to further filter out any power supply noise that may occur at the VHF node at the output of the HF rectifier.

[018] De acordo com uma variante específica, o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum está diretamente conectado à saída do retificador de UHF. Esta característica é também vantajosa pelos motivos já dados anteriormente. Com uma conexão direta pressupõe-se que não há nenhum elemento eletrônico que consuma uma quantidade significativa de energia, de preferência nenhum elemento eletrônico além do trajeto elétrico entre o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem e a saída do retificador de UHF.[018] According to a specific variant, the power terminal of the common storage capacitor is directly connected to the output of the UHF rectifier. This feature is also advantageous for the reasons already given above. With a direct connection it is assumed that there is no electronic element that consumes a significant amount of power, preferably no electronic element other than the electrical path between the storage capacitor supply terminal and the output of the UHF rectifier.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[019] A presente invenção será descrita subsequentemente mais detalhadamente com referência aos desenhos apensos, dados a título de exemplos, não sendo ela absolutamente limitada a eles, em que: A Figura 1, já descrita, mostra esquematicamente o dispositivo de identificação de dupla frequência da técnica anterior; e A Figura 2 mostra a fonte de energia de um dispositivo de identificação passivo de dupla frequência de HF-UHF de acordo com a invenção.[019] The present invention will subsequently be described in more detail with reference to the attached drawings, given by way of examples, without being absolutely limited to them, in which: Figure 1, already described, schematically shows the dual-frequency identification device of the prior art; and Figure 2 shows the power source of an HF-UHF dual frequency passive identification device according to the invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[020] Uma modalidade preferida da invenção será descrita com a ajuda da Figura 2 que mostra a fonte de energia de um dispositivo de identificação de dupla frequência de HF-UHF 42 que compreende um circuito integrado RFID conectado a uma antena helicoidal de HF 10 e a uma antena de UHF 16. A fonte de energia do circuito RFID compreende uma parte de HF 44 e uma parte de UHF 48. A parte de HF compreende um retificador de HF 12 conectado a um circuito de ressonância formado pela antena de HF 10 e pelo capacitor de ressonância 8, provendo este circuito de ressonância alternativamente tensões positivas e negativas aos terminais de entrada V1a e V1b do retificador de HF. A saída do retificador de HF está conectada a um terminal de um capacitor de nivelação 46 e fornece neste terminal uma primeira tensão de alimentação VHF. Em uma variante, o retificador de HF está associado a um circuito de amplificação de tensão para gerar a primeira tensão de alimentação. A parte de UHF 48 compreende essencialmente um retificador de UHF 18 formado por uma bomba de carga conectada aos dois fios da antena de UHF 16. Este retificador de UHF recebe nos seus dois terminais de entrada V2a e V2b tensões induzidas positivas e negativas e é arranjado para fornecer na sua saída uma segunda tensão de alimentação VUHF. De acordo com a invenção, o circuito integrado RFID compreende ainda um capacitor de armazenagem 50 que é comum à parte de HF 44 e à parte de UHF 48 da fonte de energia do dispositivo de identificação 42, sendo tanto o retificador de saída de HF como o retificador de saída de UHF continuamente conectados ao terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum.[020] A preferred embodiment of the invention will be described with the help of Figure 2 which shows the power source of an HF-UHF dual frequency identification device 42 comprising an RFID integrated circuit connected to an HF helical antenna 10 and to a UHF antenna 16. The power source of the RFID circuit comprises an HF part 44 and a UHF part 48. The HF part comprises an HF rectifier 12 connected to a resonance circuit formed by the HF antenna 10 and by the resonance capacitor 8, this resonance circuit providing alternatively positive and negative voltages to the input terminals V1a and V1b of the HF rectifier. The output of the HF rectifier is connected to a terminal of a leveling capacitor 46 and supplies a first VHF supply voltage at this terminal. In one variant, the HF rectifier is associated with a voltage amplification circuit to generate the first supply voltage. The UHF part 48 essentially comprises a UHF rectifier 18 formed by a charge pump connected to the two wires of the UHF antenna 16. This UHF rectifier receives positive and negative induced voltages at its two input terminals V2a and V2b and is arranged to provide a second VUHF supply voltage at its output. According to the invention, the RFID integrated circuit further comprises a storage capacitor 50 that is common to the HF part 44 and the UHF part 48 of the power source of the identification device 42, being both the HF output rectifier and The UHF output rectifier continuously connected to the power terminal of the common storage capacitor.

[021] O terminal de alimentação do capacitor de armazenagem comum 50 é conectado, por um lado à saída do retificador de HF 12 através de um diodo 52 disposto de modo a bloquear uma corrente proveniente do terminal de alimentação e dirigida à saída do retificador de HF e, por outro lado, diretamente à saída do retificador de UHF. Algumas vantagens de tal projeto eletrônico foram dadas no sumário da invenção.[021] The power terminal of the common storage capacitor 50 is connected, on the one hand, to the output of the HF rectifier 12 through a diode 52 arranged to block a current coming from the power terminal and directed to the output of the HF rectifier. HF and, on the other hand, directly to the output of the UHF rectifier. Some advantages of such an electronic design have been given in the summary of the invention.

[022] De acordo com uma variante específica da invenção, o terminal de alimentação do capacitor de armazenagem 50 é ainda conectado a um regulador de tensão de derivação 56 capaz de absorver uma corrente de derivação ISh para assim regular a tensão de alimentação VSUP na linha de alimentação 28. Além disso, um resistor 54 para a limitação da corrente proveniente do retificador de HF está disposto entre a saída do retificador de HF e o terminal de alimentação.[022] According to a specific variant of the invention, the supply terminal of the storage capacitor 50 is further connected to a shunt voltage regulator 56 capable of absorbing a shunt current ISh to thus regulate the VSUP supply voltage on the line power supply 28. Furthermore, a resistor 54 for limiting the current from the HF rectifier is arranged between the output of the HF rectifier and the power terminal.

[023] O circuito de alimentação de potência mostrado na Figura 2 pode ser implementado em diversos circuitos integrados RFID e pode ser associado com outros circuitos específicos previstos para o controle do consumo de energia de tais circuitos, mais especificamente para minimizar o seu consumo de energia. Em um caso de um dispositivo de identificação de HF-UHF assistido por bateria, o circuito integrado RFID pode ser um circuito despertador associado com um modo de audição. Em uma modalidade específica, o circuito integrado RFID compreende um detector de campo de HF e/ou um detector de campo de UHF que são/é disposto/s para ativar ou controlar algumas partes deste circuito integrado RFID. Outros meios para a regulagem da tensão de alimentação VSUP e/ou para a proteção de algumas partes do circuito integrado RFID, assim como meios específicos de intensificação (especialmente um amplificador de tensão para aumentar ainda mais a tensão de alimentação) podem ser providos pelos versados na técnica.[023] The power supply circuit shown in Figure 2 can be implemented in several RFID integrated circuits and can be associated with other specific circuits designed to control the energy consumption of such circuits, more specifically to minimize their energy consumption . In one case of a battery-assisted HF-UHF identification device, the RFID integrated circuit may be a wake-up circuit associated with a listening mode. In a specific embodiment, the RFID integrated circuit comprises an HF field detector and/or a UHF field detector that are arranged to activate or control some parts of this RFID integrated circuit. Other means for regulating the VSUP supply voltage and/or for protecting some parts of the RFID integrated circuit, as well as specific means of intensification (especially a voltage amplifier to further increase the supply voltage) can be provided by those skilled in the art. in technique.

Claims

1. HF-UHF dual frequency RFID integrated circuit, characterized by comprising: a power source having an HF part (44), formed by an HF rectifier (12), the HF rectifier (12) having two terminals input to be connected to two terminals of a resonance circuit formed by a helical HF antenna (10) and a resonance capacitor (8), connected in parallel, the resonance circuit receiving HF fields and alternatively providing positive and negative voltages to the input terminals of the HF rectifier, and a UHF part (48) comprising a UHF rectifier (18) formed by a charge pump to be connected to a UHF antenna; and a storage capacitor (50) common to the HF and UHF parts of the power source; wherein the output of the HF rectifier and the output of the UHF rectifier are both continuously connected to the power terminal of the common storage capacitor; and the power terminal of the common storage capacitor (50) is connected to the output of the HF rectifier through a diode (52) arranged to block a current originating from this power terminal and directed to the output of the HF rectifier.

2. RFID integrated circuit according to claim 1, characterized by the fact that the power terminal of the common storage capacitor (50) is directly connected to the output of the UHF rectifier (18).

3. RFID integrated circuit, according to claim 1, characterized by the fact that a resistor (54) for limiting a current provided by the HF rectifier is arranged between the output of the HF rectifier and the power terminal.

4. RFID integrated circuit, according to claim 3, characterized by the fact that the power terminal of the power capacitor (50) is further connected to a shunt voltage regulator (56).

5. HF-UHF dual-frequency identification device (42), characterized in that it comprises: the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 1, the resonance circuit formed by the HF helical antenna (10) and the resonance capacitor (8) connected to the HF rectifier (12) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 1; and the UHF antenna (16) connected to the UHF rectifier (18) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 1.

6. HF-UHF dual-frequency identification device (42), characterized in that it comprises: the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 2, the resonance circuit formed by the HF helical antenna (10) and the resonance capacitor (8) connected to the HF rectifier (12) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 2; and the UHF antenna (16) connected to the UHF rectifier (18) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 2.

7. HF-UHF dual-frequency identification device (42), characterized in that it comprises: the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 3, the resonance circuit formed by the HF helical antenna (10) and the resonance capacitor (8) connected to the HF rectifier (12) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 3; and the UHF antenna (16) connected to the UHF rectifier (18) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 3.

8. HF-UHF dual-frequency identification device (42), characterized in that it comprises: the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 4, the resonance circuit formed by the HF helical antenna (10) and the resonance capacitor (8) connected to the HF rectifier (12) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 4; and the UHF antenna (16) connected to the UHF rectifier (18) of the HF-UHF dual-frequency RFID integrated circuit, as defined in claim 4.