CN101145207A - 用于rfid读写器的可变带宽滤波电路 - Google Patents
用于rfid读写器的可变带宽滤波电路 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了属于模拟集成电路设计领域，特别涉及RFID读写器的射频接收机中耦合滤波电路的一种用于RFID读写器的可变带宽滤波电路。在直接变频的下变频混频器和中频放大器之间连接电容C和电阻R组成的高通滤波器；在电阻R两端并联可控的MOS管开关，构成具有可变带宽的高速滤波电路。应用于RFID读写器集成电路，该高通滤波电路以滤除直接变频引入的直流和低频分量。通过对滤波电路中的电阻两端并联可控开关，使其在特定的输入信号下，高通滤波电路的带宽随信号而改变，从而具有快速的时域响应，提高了读写器的速度。
Description
技术领域
本发明属于模拟集成电路设计领域，特别涉及RFID读写器的射频接收机中耦合滤波电路的一种用于RFID读写器的可变带宽滤波电路。
背景技术
射频识别(RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合和传输特性，实现对静止或移动物体的自动识别。一个射频识别系统一般包括射频标签、读写器以及主机等几个部分。其中读写器包括射频接收机、射频发射机以及数字基带部分。由集成电路实现的射频接收机框图如图1所示。
图1中，射频接收由天线1、本振5和直接变频的下变频混频器2担任，混频器2和中频放大器3之间采用交流耦合的方式，如图2所示，其中电容C实现直流隔离，偏置电压VB通过电阻R为放大器3提供直流偏置。电容C和电阻R构成了混频器2和放大器3之间的高通滤波电路。放大器3的输出连接比较器4。
图3中本振5和混频器2连接组成直接变频的下变频混频器2，图中的大、小信号方波为读写器在读信号过程中的混频器的输出信号形式。其中大信号方波是已知的参考信号，随后的小信号方波是待解调的信号。对于放大器而言，一方面需要RC高通电路具有较低的拐点频率，避免高通滤波器对待解调信号低频分量的影响；另一方面又需要RC高通电路具有较高的拐点频率，使得混频器的输出信号通过RC放电后尽可能快的接近直流偏置电压。然而简单的RC高通电路很难同时满足以上两个要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于RFID读写器的可变带宽滤波电路，其特征在于，RFID读写器的射频接收机中含有直接变频的下变频混频器2和中频放大器3，两者通过电容C和电阻R组成的高通滤波器连接；在高通电路的电阻R两端并联可控的MOS管开关6，构成具有可变带宽的高速滤波电路。
所述MOS管的控制极接脉冲控制信号7，MOS管的源极和电阻R的结点连接偏置电压VB
所述电阻R两端并联MOS管开关，当MOS管开关打开时，其等效导通电阻远小于电阻R。
本发明的有益效果是当混频器的输出为参考信号向待解调信号过渡的时刻，可通过读写器的数字基带部分控制MOS管开关打开，开关的等效导通电阻与电容C构成具有高拐点频率的高通电路，迅速释放电容C上的电荷，使得放大器输入端信号快速接近偏置的直流电平。经过几十μS的时间，读写器的数字基带部分控制MOS管开关关闭，这时电容C和电阻R再次构成具有低拐点频率的高通电路，从而不会影响电路对待解调信号的处理。
该高通滤波电路应用于RFID读写器集成电路，以滤除直接变频引入的直流和低频分量。通过对滤波电路中的电阻两端并联可控开关，使其在特定的输入信号下，高通滤波电路的带宽随信号而改变，从而具有快速的时域响应，提高了读写器的速度。
附图说明
图1是读写器中射频接收机的结构框图。
图2是下变频混频器和中频放大器的交流耦合连接电路，也是RC高通电路。
图3是混频器的输出信号形式。
图4是本发明提出的改进RC高通电路。
具体实施方式
本发明提供一种用于RFID读写器的可变带宽滤波电路。电路结构如图4所示，在下变频混频器2和中频放大器3之间连接电容C和电阻R组成的高通滤波器；在高通滤波器电路的电阻R两端并联可控的MOS管开关6，构成具有可变带宽的高速滤波电路。MOS管的控制极接脉冲控制信号7，MOS管的源极和电阻R的结点连接偏置电压VB。
在电阻R的两端并联MOS管开关。由于参考方波信号是由读写器本身发射出去，经由空间及衬底耦合，再由射频接收机接收回来的，所以它出现和结束的时刻都是已知的，故可以根据参考信号的结束时刻由读写器的数字基带部分产生MOS管开关的控制信号。在以上的混频器输出信号形式下，为了满足对混频器和放大器之间RC高通电路的两个相互对立的要求，本发明提出了图4所示的结构。在电阻两端并联MOS管开关，当MOS管开关打开时，其等效导通电阻远小于电阻R。当混频器的输出为参考信号向待解调信号过渡的时刻，可通过读写器的数字基带部分控制MOS管开关打开，开关的等效导通电阻与电容C构成具有高拐点频率的高通电路，迅速释放电容C上的电荷，使得放大器输入端信号快速接近偏置的直流电平。经过一段(几十μS)可控时间后，再由读写器的数字基带部分控制MOS管开关关闭，这时电容C和电阻R再次构成具有低拐点频率的高通电路，从而不会影响电路对待解调信号的处理。
在上述实施例电路中，参考信号的周期均为50KHz。在参考信号结束时，由读写器的数字基带电路产生一个脉宽为10uS的脉冲方波，该方波加在NMOS管的栅极。脉冲为高电平时，MOS管开关开启，反之开关关闭。
Claims (4)
1.一种用于RFID读写器的可变带宽高速滤波电路，其特征在于：RFID读写器的射频接收机中含有直接变频的下变频混频器(2)和中频放大器(3)，两者通过电容C和电阻R组成的高通滤波器连接；在电阻R两端并联可控的MOS管开关(6)，构成具有可变带宽的高速滤波电路。
2.根据权利要求1所述用于RFID读写器的可变带宽高速滤波电路，其特征在于：所述MOS管的控制极接脉冲控制信号(7)，MOS管的源极和电阻R的结点连接偏置电压VB。
3.根据权利要求1所述用于RFID读写器的可变带宽高速滤波电路，其特征在于：所述电阻R两端并联MOS管开关，当MOS管开关打开时，其等效导通电阻远小于电阻R。
4.根据权利要求1、2或3所述用于RFID读写器的可变带宽高速滤波电路，其特征在于：所述MOS管为NMOS管或PMOS管。
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