CN109508774B - 射频标签电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备蓄电部的射频(RF)标签电路，其可抑制阻抗调整时所产生的、电压变化所耗费的时间的长时间化。本揭示的一例是由连接于天线与负载的射频标签电路来例示。射频标签电路具备整流电路、匹配电路、蓄电部及控制部。整流电路对天线所接收的电波进行整流以供给直流电力。匹配电路介隔在天线与整流电路之间，且阻抗可变。蓄电部对从整流电路输入的直流电力进行蓄电，并将所蓄电的直流电力供给至负载。控制部使蓄电部从射频标签电路分离，并且调整匹配电路的阻抗，以使整流电路所供给的电力变大。

Description

射频标签电路
技术领域
本发明涉及一种连接于天线(antenna)与负载的射频(Radio Frequency，RF)标签(tag)电路。
背景技术
近年来，RF标签的发展速度惊人，除了原本的个体识别用途以外，将由所接收的电波而供给的电力作为能量(energy)源，对由传感器(sensor)、发光二极管(Light EmittingDiode，LED)、集成电路(Integrated Circuit，IC)、微计算机(micro computer)、通信电路、RF标签电路等所例示的负载进行驱动的用途也在增加。对于这些负载的动作，优选使RF标签中接受的电力更大，以便稳定地供给电力。此类RF标签电路中，有时会因天线与RF标签电路之间的阻抗(impedance)的不匹配而导致对负载的供电能力下降。阻抗的不匹配例如有时是因金属片或水、油等介电质附着或接近天线所造成的天线的阻抗变化而产生。因此，提出有使天线与RF标签电路之间的阻抗匹配的技术。在阻抗的调整中，一边变更RF标签电路的阻抗，一边检索电压达到最大的阻抗值(例如参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开平7-111470号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
为了在因电波的接收状况恶化等导致所供给的电力下降的情况下仍能使负载稳定驱动，利用具备对通过电波所供给的电力进行蓄电的电容器(condenser)等蓄电部的RF标签电路。通过利用从蓄电部供给的电力，即使在通过电波所供给的电力下降的情况下，也能够实现负载的稳定动作。
为了负载的稳定动作，优选蓄电部的容量大。但是，若蓄电部的容量变大，则蓄电部的时间常数变大。若时间常数变大，则变更阻抗后的电压变化与时间常数小的情况相比变得缓慢。因此，变更阻抗后的电压变化检测所耗费的时间有可能长时间化。进而，RF标签电路在检测电压变化的规定期间内产生的电压变化达不到RF标签电路中可检测的电压范围，而可能发生RF标签电路误探测阻抗调整已完成。
因此，所揭示的技术的一个方面的目的在于，在具备蓄电部的RF标签电路中，抑制阻抗调整时产生的、电压变化所耗费的时间的长时间化。
[解决问题的技术手段]
本揭示的一例是由连接于天线与负载的RF标签电路所例示。RF标签电路具备整流电路、匹配电路、蓄电部及控制部。整流电路对天线所接收的电波进行整流以供给直流电力。匹配电路介隔在天线与整流电路之间，且阻抗可变。蓄电部对从整流电路输入的直流电力进行蓄电，并将所蓄电的直流电力供给至负载。控制部使蓄电部从RF标签电路分离，并且调整匹配电路的阻抗，以使整流电路所供给的直流电力变大。
所述结构中，蓄电部是可蓄积电力的元件，例如为电容器。负载是将通过所接收的电波所供给的电力作为能量源来驱动的装置。负载例如为传感器、LED、IC、微计算机、通信电路、RF标签电路等。匹配电路包含可变阻抗元件。可变阻抗元件例如既可为将多个电容器组合而成的电路，也可为变容二极管(varactor diode)之类的模拟(analog)控制元件。所述结构中，负载能够利用从蓄电部供给的电力来驱动。因此，RF标签电路即使在天线对电波的接收状况发生了恶化的情况下，也能使负载稳定驱动。在借助控制部的阻抗调整时，蓄电部从RF标签电路分离，因此可抑制因蓄电部的时间常数的影响造成的、阻抗调整时的电压变化所耗费的时间的长时间化。
所述结构中，控制部也可在调整所述匹配电路的阻抗时，进一步执行使负载从RF标签电路分离，并且将具有与负载不同的电阻值的替代负载连接于RF标签电路的处理。此处，替代负载的消耗电力也可小于负载、或者具有比负载大的电阻值。进而，所述结构中，负载也可以规定周期驱动，替代负载具有基于占空比与负载的电阻值而决定的电阻值，所述占空比表示规定周期内的负载的驱动期间的比率。通过连接此种替代负载，借助调整部来进行阻抗调整的期间内的电压下降幅度变小。
所述结构中，替代负载也可为可变更电阻值的可变电阻。此时，控制部只要基于负载的消耗电流、负载的占空比与负载所承受的电压来算出电阻值，并将算出的电阻值设定为替代负载的电阻值即可。而且，替代负载的电阻值也可由RF标签电路的利用者适当设定。通过设为此种结构，即使在负载的消耗电流、负载的占空比、负载所承受的电压存在变动的情况下，也能够对替代负载设定适当的电阻值。
所述结构中，也可还包括：测定部，对供给至负载的电流进行测定，负载的消耗电流是由测定部来测定。通过设为此种结构，即使在负载的消耗电流存在变动的情况下，也能够对替代负载设定适当的电阻值。
所述结构中，控制部也可将负载驱动的期间与未驱动的期间合计起来算出负载的占空比。通过设为此种结构，即使在从规定的占空比发生变动的情况下，也能够对替代负载设定适当的电阻值。
所述结构中，控制部也可在执行将替代负载连接于射频标签电路的处理时，进一步执行连接蓄电部与负载的处理。通过设为此种结构，在阻抗调整时也从蓄电部对负载供给电力。因此，即使在阻抗调整时，也能够使负载继续运转。
[发明的效果]
本RF标签电路能够在具备蓄电部的RF标签电路中，抑制阻抗调整时所产生的、电压变化所耗费的时间的长时间化。
附图说明
图1是表示实施方式的RF标签电路的结构及使用形态的一例的图。
图2是表示匹配电路的结构的一例的图。
图3是表示匹配电路的可变电阻的结构的一例的图。
图4是表示整流电路的结构的一例的图。
图5是表示负载控制电路的结构的一例的图。
图6是表示阻抗调整控制电路的结构的一例的图。
图7是表示控制部/存储部控制阻抗调整控制电路的控制流程的一例的图。
图8是表示匹配电路的阻抗接近适当值时的、从整流电路输入至阻抗调整控制电路的电源电压的变动的一例的图。
图9是表示实施方式的处理流程的一例的图。
图10是表示实施方式中的阻抗调整的处理流程的一例的图。
图11是表示实施方式中的从整流电路输入至阻抗调整控制电路的电源电压的变动的一例的图。
图12是对实施方式中的电压下降与第1变形例中的电压下降进行比较的图。
图13是表示第1变形例的RF标签电路的结构的一例的图。
图14是表示第1变形例的负载控制电路的结构的一例的图。
图15是表示第1变形例的处理流程的一例的图。
图16是表示第1变形例中的从整流电路输入至阻抗调整控制电路的电源电压的变动的一例的图。
图17是表示第2变形例的RF标签电路的结构的一例的图。
图18是表示第3变形例的RF标签电路的结构的一例的图。
图19是表示电流测定电路的结构的一例的图。
图20是表示第4变形例的RF标签电路的结构的一例的图。
图21是表示第5变形例的负载控制电路的结构的一例的图。
[符号的说明]
10、10a、10b、10c、10d：RF标签电路
11：匹配电路
12：整流电路
13、13a、13b：负载控制电路
14：阻抗调整控制电路
15、15a、15b、15c、15d：控制部/存储部
16：调整触发生成电路
17、17a、17b：等价负载计算部
18：电流测定电路
20、41：天线
30：常规负载
31、31a：等价负载
40：读写器装置
42：读写器
43：上位装置
51、52：电感器
53：可变容量电容器
61：增序计数器
62、176：比较器
63、133、C、C1～C5：电容器
64、SC1～SC5：开关
131：SW_LOAD
132：SW_C
134：SW2_LOAD
135：SW3_LOAD
171～175：电阻器
177：ADC
CMP_OUT：比较器的输出
D1、D2：二极管
S101～S104、OP1～OP8、OP11～OP13、OP21～OP24：步骤
VOUT：电源电压
具体实施方式
以下，参照附图来说明实施方式。以下所示的实施方式的结构为例示，揭示的技术并不限定于实施方式的结构。
＜第1实施方式＞
图1是表示实施方式的RF标签电路10的结构及使用形态的一例的图。RF标签电路10连接于天线20及常规负载30。RF标签电路10是构建读写器装置40可通过无线来利用常规负载30的系统的电路。常规负载30是将通过所接收的电波而供给的电力作为能量源来驱动的装置。常规负载30例如为传感器、LED、IC、微计算机、通信电路、RF标签电路等。RF标签电路10是将从读写器装置40接收的电波作为能量源来使常规负载30驱动的电路。RF标签电路10也能够称作无线(wireless)供电电路、无线供电装置。而且，连接于RF标签电路10的常规负载30也能够称作无线传感器。RF标签电路10例如是作为IC芯片、将离散零件组合而成的电路、将IC芯片与离散零件组合而成的电路中的任一种而实现。而且，读写器装置40例如是将安装有天线41的读写器42连接于计算机等上位装置43的装置。常规负载30是“负载”的一例。
RF标签电路10例如是连接于天线20及常规负载30的电路，所述天线20接收来自读写器装置40的电波，所述常规负载30被利用于读写器装置40。RF标签电路10具备匹配电路11、整流电路12、负载控制电路13、阻抗调整控制电路14、控制部/存储部15及调整触发(trigger)生成电路16。
匹配电路11是用于使天线20与RF标签电路10内的电路的阻抗匹配的电路。匹配电路11的具体的电路结构并无特别限定。匹配电路11的电路结构例如也可为如图2所例示的那样，将两个电感器(inductor)51、52与可变容量电容器53组合而成的电路，所述可变容量电容器53可根据来自阻抗调整控制电路14的调整信号来变更容量。作为可根据从阻抗调整控制电路14接收的调整信号来变更容量的可变容量电容器53，例如可使用将容量互不相同的电容器C1～C5与开关SC1～SC5如图3所例示的那样组合而成的电路。而且，匹配电路11也可为变容二极管之类的模拟控制元件。RF标签电路10中，因金属片或水、油等介电质附着或接近天线20，天线20的阻抗可能发生变化。若因天线20的电路的阻抗变化导致天线20与RF标签电路10内的电路之间的阻抗不匹配变大，则从天线20朝向RF标签电路10内的电路的能量传输效率下降。因此，通过利用匹配电路11来使天线20与RF标签电路10内的电路的阻抗匹配，可抑制从天线20朝向RF标签电路10内的电路的能量传输效率的下降。匹配电路11为“匹配电路”的一例。
整流电路12是对收到电波的天线20所输出的交流电力进行整流并将直流(DirectCurrent，DC)电力供给至常规负载30及RF标签电路10内的各部(负载控制电路13、阻抗调整控制电路14)的电路。图4是表示整流电路12的结构的一例的图。作为整流电路12，也可为图4所例示的、将包含两个二极管D(D1与D2等)与电容器C(C1与C2等)的倍电压整流电路多级连接而成的电路。整流电路12也可独立于用于常规负载30的驱动的电源电压VOUT，而生成用于在阻抗调整时使用的独立系统的直流信号。整流电路12为“整流电路”的一例。
负载控制电路13是根据从控制部/存储部15收到的信号来使常规负载30启动的电路。图5是表示负载控制电路13的结构的一例的图。作为负载控制电路13，可利用如图5所例示的那样，具备开关(SW_LOAD)131、电容器133及开关(SW_C)132的电路，所述SW_LOAD 131切换对常规负载30的电力供给的接通与断开，所述SW_C 132切换对电容器133的电力供给的接通与断开。SW_C 132通常为接通状态，电容器133例如对从整流电路12供给的直流电力进行蓄电。电容器133例如也可对从整流电路12供给的直流电力中，未被用于常规负载30的驱动的剩余部分进行蓄电。剩余部分的电力例如是在常规负载30的驱动期间外由天线20所接收的电波而供给的电力。蓄积在电容器133中的电力被供给至常规负载30。对于电容器133，通过选定容量相对较大的电容器(例如，容量比负载30的电阻成分的倒数大的电容器(时间常数大(～秒级(order))的电容器))，能够抑制对常规负载30供给的电压的下降。通过选定此种电容器133，从而即使在因来自读写器装置40的接收状况发生恶化等理由而产生了瞬间的电力阻断等的情况下，也能使常规负载30更稳定地动作。而且，SW_C 132在负载控制电路13从控制部/存储部15收到充电电容断开信号时设为断开。当SW_C 132设为断开时，从整流电路12供给的直流电力不被供给至电容器133，电容器133未受到充电。SW_LOAD131在负载控制电路13从控制部/存储部15收到负载控制信号ctrl时设为接通。当SW_LOAD131设为接通时，从整流电路12供给的直流电力被供给至常规负载30，常规负载30启动。如后所述，负载控制信号ctrl是以规定周期而发送，因此常规负载30将以规定周期而启动。电容器133是“蓄电部”的一例。
控制部/存储部15发送对负载控制电路13的SW_LOAD 131、SW_C 132的接通与断开进行切换的信号。而且，控制部/存储部15对阻抗调整控制电路14指示阻抗调整的开始。控制部/存储部15例如根据以规定周期从外部输入的命令(时钟信号等)来将负载控制信号ctrl发送至负载控制电路13，由此来切换负载控制电路13的SW_LOAD 131的接通与断开。其结果，常规负载30以规定周期而启动。控制部/存储部15在从调整触发生成电路16收到调整触发时，对阻抗调整控制电路14发送指示阻抗调整的调整控制信号，并且对负载控制电路13发送指示SW_C 132的断开的充电电容断开信号。
控制部/存储部15例如是将处理器(processor)与存储部组合而成的元件。处理器并不限定于单个处理器，也可为多处理器(multi processor)结构。而且，以单个插座(socket)连接的单个处理器也可具有多核(multi core)结构。处理器所执行的处理中的至少一部分例如也可由数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、数字运算处理器、向量处理器(vector processor)、图像处理器等专用处理器来进行。而且，处理器所执行的处理中的至少一部分也可由集成电路(IC)、其他数字(digital)电路来执行。而且，也可在处理器的至少一部分包含模拟电路。集成电路包含大规模集成电路(Large Scale Integrated circuit，LSI)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑设备(ProgrammableLogic Device，PLD)。PLD例如包含现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。处理器也可为处理器与集成电路的组合。组合例如被称作微控制器单元(MicroController Unit，MCU)、芯片级系统(System-on-a-chip，SoC)、系统LSI、芯片组(chipset)等。存储部是可从处理器读写的存储介质。存储部例如是从处理器直接存取(access)的存储介质。存储部例如包含随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)及只读存储器(Read Only Memory，ROM)。控制部/存储部15是“控制部”的一例。
调整触发生成电路16将指示阻抗调整的开始的调整触发发送至阻抗调整控制电路14。调整触发生成电路16例如在从整流电路12向阻抗调整控制电路14输入的直流电压低于规定阈值时发送调整触发。调整触发生成电路16例如也可在从外部电路输入有触发时发送调整触发。
阻抗调整控制电路14是输出对匹配电路11的阻抗进行指定的调整信号(本实施方式中，是对可变容量电容器53(图2)的容量进行指定的调整信号)的电路。对于本实施方式的RF标签电路10，例如使用具有图6所示的结构的阻抗调整控制电路14。
所述阻抗调整控制电路14的整体动作将后述，增序计数器(up counter)61是在输入有重置脉冲时将计数值清“0”，在输入有增序脉冲时进行增序计数的计数器。所述增序计数器61的计数器值被用作对匹配电路11的阻抗(可变容量电容器53(图2)的容量)进行指定的调整信号。
比较器62是输出电源电压(整流电路12的输出电压)VOUT与电容器63的电压的比较结果的电路。所述比较器62的输出通过CMP_OUT信号线而输入至控制部/存储部15。开关64是经由Ctrl信号线而由控制部/存储部15进行通断控制的开关。
图7是表示控制部/存储部15对阻抗调整控制电路进行控制的控制流程的一例的图。图7的控制流程例如通过从调整触发生成电路16向控制部/存储部15输入调整触发而开始。以下，参照图7来说明控制部/存储部15对阻抗调整控制电路进行控制的控制流程的一例。
输入有调整触发的控制部/存储部15首先输出重置脉冲(步骤S101)。由此，阻抗调整控制电路14(参照图6)内的增序计数器61的计数值被重置为“0”，匹配电路11内的可变容量电容器53(图2)的容量被调整为最低容量C0。
继而，控制部/存储部15输出Ctrl脉冲(步骤S102)。即，控制部/存储部15将开关64设为接通，由此，使电容器63的电压(朝向比较器62的-端子的输入电压)与此时间点的电源电压VOUT一致后，将开关64设为断开，由此来保持(hold)电容器63的电压。
随后，控制部/存储部15输出增序脉冲(步骤S103)后，判定比较器62的输出CMP_OUT是否为低电平(low)(步骤S104)。
当输入增序脉冲时，增序计数器61的计数值进行增序计数，因此匹配电路11内的可变容量电容器53的容量增加。若使可变容量电容器53的容量增加后的匹配电路11的阻抗并未变为适当值，且匹配电路11的阻抗接近适当值，则电源电压上升。另一方面，若使可变容量电容器53的容量增加后的匹配电路11的阻抗变为适当值，则电源电压几乎无变化。而且，若使可变容量电容器53的容量增加后的阻抗并未变为适当值，且阻抗进一步偏离适当值，则电源电压也几乎无变化。因而，当阻抗变为适当值时、或者当阻抗进一步偏离适当值时，CMP_OUT变为低电平。因此，在CMP_OUT为低电平的情况下，视为阻抗为适当值，或者为了抑制阻抗进一步偏离适当值，完成匹配电路11的阻抗的调整。而且，在匹配电路11的阻抗并未变为适当值，且匹配电路11的阻抗接近适当值的情况下，CMP_OUT变为高电平(high)。因此，在CMP_OUT为高电平的情况下，匹配电路的阻抗的调整尚未完成，继续执行阻抗的调整。
因此，控制部/存储部15在比较器62的输出CMP_OUT为高电平的情况下(步骤S104；否(NO))，再次开始步骤S103以后的处理。并且，控制部/存储部15在比较器62的输出CMP_OUT为低电平时(步骤S104；是(YES))，结束所述阻抗调整处理(图7的处理)。
图8是表示匹配电路11的阻抗接近适当值时的、从整流电路12输入至阻抗调整控制电路14的电源电压的变动的一例的图。图8中，对RF标签电路10的时间常数大的情况与小的情况下的、从整流电路12输入至阻抗调整控制电路14的电源电压的变动进行比较。如图8所例示的那样，在时间常数小的情况下，当匹配电路11的阻抗值上升时，在控制部/存储部15对电源电压的上升进行检测的期间内，电源电压上升，因此控制部/存储部15能够检测电源电压的上升。因此，控制部/存储部15能够判定为天线20与RF标签电路10之间的阻抗为不匹配的状态。时间常数越大，则电源电压的变化越缓慢，因此，若时间常数大到一定程度，则难以检测在控制部/存储部15对电源电压的上升进行检测的期间内伴随阻抗值上升引起的电源电压的上升。因此，实际上，尽管天线20与RF标签电路10内的电路的阻抗不匹配，控制部/存储部15却检测不出电源电压的上升，由此，有可能误探测出阻抗为匹配。因此，实施方式的RF标签电路10中，在阻抗调整时，执行下述处理：通过将SW_C 132设为断开而从电路分离电容器133，使RF标签电路10的时间常数接近0。
图9是表示实施方式的处理流程的一例的图。图9中，时间是从图中的上朝下流动。以下，参照图9来说明实施方式的处理流程的一例。
OP1中，调整触发生成电路16对控制部/存储部15发送调整触发。调整触发例如是以从整流电路12输入至阻抗调整控制电路14的电源电压下降等为契机而发送。收到调整触发的控制部/存储部15开始OP2以后的处理。OP2中，控制部/存储部15将充电电容断开信号发送至负载控制电路13。收到充电电容断开信号的负载控制电路13将SW_C 132设为断开。通过OP2的处理，电容器133从RF标签电路10分离。OP3中，控制部/存储部15将负载控制信号发送至负载控制电路13，由此，将SW_LOAD 131设为接通，使常规负载30成为动作状态。以后，SW_LOAD 131不论使常规负载30启动的规定周期如何，均在直至OP7中设为断开为止的期间维持接通状态。以下，本说明书中，将不论规定周期如何均将SW_LOAD 131设为接通的情况称作SW_LOAD 131的强制接通。OP2与OP3的处理也可调换顺序。
OP4中，控制部/存储部15发送调整控制信号，以作为指示阻抗调整的开始的开始命令。OP5中，阻抗调整控制电路14将调整信号发送至匹配电路11以进行阻抗的调整。阻抗调整的详细将后述。OP6中，控制部/存储部15基于从阻抗调整控制电路14获取的表示电源电压的变动的信息，判断为阻抗调整已完成。OP7中，控制部/存储部15解除SW_LOAD 131的强制接通。即，OP7的处理结果为，常规负载30将以规定的周期而启动。OP8中，控制部/存储部15对负载控制电路13发送将SW_C 132设为接通的指示。通过OP8的处理，电容器133连接于RF标签电路10。
图10是表示实施方式中的阻抗调整的处理流程的一例的图。图10所例示的处理例如是在图9的OP5中执行的处理。图10所例示的处理中，假设已进行向增序计数器61的重置脉冲发送。以下，参照图10来说明实施方式中的阻抗调整的处理流程的一例。
OP11中，控制部/存储部15对从整流电路12输入至阻抗调整控制电路14的电源电压(图中记载为监控电压)进行采样保持(Sample/Hold，S/H)。OP11的处理例如相当于图7的S102的处理。OP12中，阻抗调整控制电路14发送使匹配电路11的阻抗上升的调整信号。收到调整信号的匹配电路11例如通过变更可变容量电容器53的容量，从而使匹配电路11的阻抗上升ΔZ。OP12的处理例如相当于图7的S103的处理。OP13中，控制部/存储部15获取OP12的阻抗上升后的电源电压。控制部/存储部15判定OP12中获取的电源电压、与在OP11进行S/H的电源电压之差是否小于δV。此处，δV是由阻抗调整控制电路14的比较器141的分辨率而定的值。而且，δV也可为规定的阈值。若小于δV(OP13中为是)，则阻抗调整处理结束。若并非小于δV(OP13中为否)，则处理返回到OP11。OP13的处理相当于图7的S104。如图10所例示的那样，在直至电源电压的上升幅度变得小于比较器141的分辨率或者小于规定阈值的期间，重复OP11、OP12的处理，调整匹配电路11的阻抗。
图11是表示实施方式中的从整流电路12输入至阻抗调整控制电路14的电源电压的变动的一例的图。图11中，纵轴例示电压，横轴例示时间。而且，图11中，例示常规负载30以规定周期启动的常规负载驱动期间与进行阻抗调整的调整期间。当有水等附着于RF标签电路10时，如图11所例示的那样，电源电压下降。电源电压因电容器133或常规负载30的动作中的与占空比相应的时间常数的影响而缓慢下降。占空比例如是表示规定周期内的常规负载30的驱动期间的比率的信息。以调整触发的接收为契机，RF标签电路10从常规负载驱动期间移转至调整期间。在调整期间，收到从控制部/存储部15发送的充电电容断开信号的负载控制电路13将SW_C 132设为断开，由此，将电容器133从RF标签电路10分离。通过从RF标签电路10分离电容器133，RF标签电路10的时间常数大致为0。其结果，如图8所例示的时间常数小的情况那样，在控制部/存储部15检测电压变化的规定期间内，产生阻抗调整后的电源电压的变化。因此，控制部/存储部15能够对阻抗调整后的电源电压上升进行检测。在调整期间，电源电压呈阶梯状上升的原因是，阻抗调整控制电路14使匹配电路11的阻抗逐次增加ΔZ。当判定为天线20与RF标签电路10的阻抗匹配时，RF标签电路10从调整期间移转至常规负载驱动期间。
实施方式中，当进行阻抗调整时，将电容器133从RF标签电路10分离。因此，阻抗调整时的电容器133的时间常数对电压变动的影响得以抑制。此外，时间常数例如通过以下的(式1)而算出。
时间常数τ＝C×负载电阻÷负载通/断占空…(式1)
所述(式1)中，C为电容器133的容量，负载通/断占空为常规负载30的占空比。另外，(式1)中的“负载通/断占空”的“/(斜杠(slash))”并非指除法，以“负载通/断占空”来表示一个值。例如，当电容器133的容量为100μF、常规负载30的负载电阻为1kΩ、常规负载30的占空比为10％时，根据(式1)，时间常数τ为1秒。因此，例如当将由图10的OP11至OP13所例示的阻抗调整处理的循环(cycle)重复16循环而进行阻抗调整时，阻抗的调整将耗费16秒。此处，当如实施方式中所说明的那样，将电容器133从RF标签电路10分离时，电容器133的电容量可视为0。因此，当将电容器133分离时，时间常数τ可视为0，因此阻抗调整所耗费的时间缩短。进而，通过抑制时间常数的影响，在控制部/存储部15检测电压变化的规定期间内，产生阻抗调整后的电源电压的变化。其结果，尽管实际上阻抗不匹配尚未得到抑制，也能够降低控制部/存储部15误探测为阻抗调整已完成的可能性。因此，根据实施方式，即使在为了使常规负载30稳定动作而采用了容量大的电容器133的情况下，也能够更适当地执行阻抗调整。
实施方式中，常规负载30是以规定的周期而启动，但也可始终启动。
＜第1变形例＞
实施方式中，在进行阻抗调整的调整期间，使电容器133从RF标签电路10分离，并且使常规负载30动作。但是，在常规负载30以规定的周期而启动的情况下，若考虑占空比，则规定周期的常规负载30的电阻值、与调整期间持续启动的常规负载30的电阻值将不同。因此，如图12所例示的那样，有可能因阻抗调整时的电压下降，而导致供给至常规负载30的电源电压下降至常规负载30的动作下限。此种情况下，常规负载30不再动作，因此阻抗的调整变得困难。因此，第1变形例中，在进行阻抗调整的调整期间，取代常规负载30而将等价负载连接于RF标签电路。等价负载的电阻值是基于常规负载30的电阻值与常规负载30的占空比而决定。通过利用等价负载，如图12所例示的那样，能够使电源电压的下降比实施方式中的小。以下，参照附图来说明第1变形例。另外，对于与实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
图13是表示第1变形例的RF标签电路10a的结构的一例的图。图13中，省略了读写器装置40的图示。第1变形例的RF标签电路10a与实施方式的RF标签电路10的不同之处在于，控制部/存储部15及负载控制电路13被分别替换为控制部/存储部15a及负载控制电路13a，且进一步连接等价负载31。
控制部/存储部15a与实施方式的控制部/存储部15的不同之处，对负载控制电路13a发送指示从常规负载30切换为等价负载31的负载切换命令。负载控制电路13a与实施方式的负载控制电路13的不同之处在于，根据来自控制部/存储部15a的负载切换命令而从常规负载30切换为等价负载31。
图14是表示第1变形例的负载控制电路13a的结构的一例的图。负载控制电路13a与实施方式的负载控制电路13的不同之处在于，经由SW2_LOAD 134而连接等价负载31。当SW2_LOAD 134被设为接通时，等价负载31连接于负载控制电路13a。当SW2_LOAD 134被设为断开时，等价负载31从负载控制电路13a分离。SW_LOAD 131、SW_C 132及SW2_LOAD 134的接通与断开的切换是根据从控制部/存储部15a接收的信号来执行。SW_LOAD 131在阻抗调整期间以外，以规定的周期切换接通与断开，在阻抗调整期间被设为断开。SW_C 132在阻抗调整期间以外被设为接通，在阻抗调整期间被设为断开。SW2_LOAD 134在阻抗调整期间以外被设为断开，在阻抗调整期间被设为接通。即，在阻抗调整期间，电容器131从RF标签电路10a分离，并且负载的连接从常规负载30切换为等价负载31。另外，负载控制电路13a的SW_LOAD 131、SW_C 132、SW2_LOAD 134的各种开关的配置并不限定于图14的示例。例如，SW_C132与SW_LOAD 131也可串联配置。
等价负载31是具备与常规负载30的电阻成分和启动常规负载30的规定周期相应的负载电阻值的电阻元件。等价负载31也可为可设定为与常规负载30的电阻成分和启动常规负载30的规定周期相应的负载电阻值的可变电阻元件。等价负载31的电阻值例如可利用以下的(式2)来决定。
等价负载＝常规负载电阻÷通/断占空…(式2)
例如，当常规负载30的电阻值为1kΩ，常规负载30的占空比(式2中为通/断占空)为10％时，根据(式2)，等价负载31的电阻值被决定为10kΩ。等价负载31是“替代负载”的一例。另外，(式2)中的“通/断占空”的“/(斜杠)”并非指除法，而是以“通/断占空”来表示一个值。
图15是表示第1变形例的处理流程的一例的图。图15中，对于与图9相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。以下，参照图15来说明第1变形例的处理流程的一例。
OP21中，控制部/存储部15指示负载控制电路13a将SW_LOAD 131及SW_C 132设为断开。负载控制电路13a根据来自控制部/存储部15的指示，将SW_LOAD 131及SW_C 132设为断开。以后，在OP24中直至SW_LOAD 131被设为接通为止的期间，常规负载30不论规定周期如何均不启动。通过OP21的处理，常规负载30及电容器133从RF标签电路10a分离。OP22中，控制部/存储部15指示负载控制电路13a将SW2_LOAD 134设为接通。负载控制电路13a根据来自控制部/存储部15的指示，将SW2_LOAD 134设为接通。OP22的处理结果为，将等价负载31连接于RF标签电路10a。OP21与OP22的处理也可调换顺序。
OP23中，控制部/存储部15指示负载控制电路13a将SW2_LOAD 134设为断开。负载控制电路13a根据来自控制部/存储部15的指示，将SW2_LOAD 134设为断开。OP23的处理结果为，等价负载31从RF标签电路10a分离。OP24中，控制部/存储部15指示负载控制电路13a将SW_LOAD 131及SW_C 132设为接通。负载控制电路13a根据来自控制部/存储部15的指示，将SW_LOAD 131及SW_C 132设为接通。通过OP24的处理，常规负载30及电容器133连接于RF标签电路10a。在OP24以后，常规负载30以规定的周期启动。OP23与OP24的处理也可调换顺序。
图16是表示第1变形例中的从整流电路12输入至阻抗调整控制电路14的电源电压的变动的一例的图。图16中，与图11同样，纵轴例示电压，横轴例示时间。而且，图16中，与图11同样，例示常规负载30以规定周期启动的常规负载驱动期间与进行阻抗调整的调整期间。图16中，与图11的不同之处在于，以调整触发的输入为契机而从RF标签电路10a分离常规负载30，并且将等价负载31连接于RF标签电路10a。第1变形例中，在阻抗调整期间，取代常规负载30而连接等价负载31，由此，电源电压的下降比实施方式中的小。
＜第2变形例＞
第1变形例中，利用预先决定了电阻值的等价负载31。第2变形例中，采用电阻值可变的等价负载，等价负载的电阻值是基于从整流电路12输入的电源电压与常规负载30的占空比来动态地决定。以下，参照附图来说明第2变形例。另外，对于与实施方式、第1变形例相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
图17是表示第2变形例的RF标签电路10b的结构的一例的图。图17中，省略了读写器装置40的图示。第2变形例的RF标签电路10b与第1变形例的不同之处在于，控制部/存储部15a被替换为控制部/存储部15b，并且还具备等价负载计算部17，且取代等价负载31而连接等价负载31a。等价负载31a的电阻值可变，例如可变电阻器、或包含恒电流电路的电气电路，所述恒电流电路包含晶体管等。
控制部/存储部15b将常规负载30的占空设定及常规负载信息存储于存储部。占空设定包含表示常规负载30的占空比的信息。常规负载信息包含表示常规负载30的消耗电力的信息、及表示常规负载30的消耗电流的信息中的至少一者。控制部/存储部15b与第1变形例的控制部/存储部15a的不同之处在于，将占空设定及常规负载信息发送至等价负载计算部17。等价负载计算部17基于从控制部/存储部15b输入的占空设定、常规负载信息及从整流电路12输入的电源电压，来算出对等价负载31a设定的电阻值。等价负载31a的电阻值例如可通过以下的(式3)来算出。
Figure GDA0003327549060000111
例如，若预先判明DC电压(电源电压)为2V、常规负载30的消耗电流为1A，则控制部/存储部15b存储表示电源电压及常规负载的消耗电流的信息，并将所存储的信息提供给等价负载计算部17。等价负载计算部17基于从控制部/存储部15b提供的信息与从整流电路12输入的电源电压，按照(式3)来算出等价负载31a的电阻值。等价负载计算部17只要以成为所算出的电阻值的方式来设定等价负载31a的电阻值即可。
而且，在能够将占空比变更为10％、25％、50％、100％这四阶段的情况下，根据(式3)，等价负载31a的电阻值也能够设定为与各占空比对应的20kΩ、8kΩ、4kΩ、2kΩ这四阶段。此时，控制部/存储部15b将当前的占空设定通知给等价负载计算部17，等价负载计算部17对等价负载31a设定与所通知的占空设定对应的电阻值。或者，也可准备20kΩ的负载、8kΩ的负载、4kΩ的负载及2kΩ的负载这四种负载来作为等价负载31a，通过将与占空比相应的负载连接至RF标签电路10b，从而设定等价负载31a的电阻值。
第2变形例中，等价负载计算部17基于从控制部/存储部15b输入的常规负载信息、从占空设定及整流电路12输入的电源电压，来算出要对等价负载31a设定的电阻值。等价负载31a的电阻值被设定为所算出的电阻值。因此，根据第2变形例，即使在常规负载信息、占空设定、电源电压存在变动的情况下，仍能够适当地设定等价负载31a的电阻值。
＜第3变形例＞
第2变形例中，常规负载信息是被存储在控制部/存储部15b中。第3变形例中，测定对常规负载30的电流，等价负载计算部参照电流的测定结果来算出等价负载的电阻值。以下，参照附图来说明第3变形例。另外，对于与实施方式、第1变形例、第2变形例相同的结构，标注相同的符号，并省略其说明。
图18是表示第3变形例的RF标签电路10c的结构的一例的图。图18中，省略了读写器装置40的图示。第3变形例的RF标签电路10c与第2变形例的RF标签电路10b的不同之处在于，控制部/存储部15b及等价负载计算部17分别被替换为控制部/存储部15c及等价负载计算部17a。
控制部/存储部15c与第2变形例的控制部/存储部15b的不同之处在于，尽管将占空设定发送至等价负载计算部17a，但并不发送常规负载信息。等价负载计算部17a与第2变形例的等价负载计算部17的不同之处在于，基于从控制部/存储部15c输入的占空设定与从电流测定电路18输入的电流测定结果来算出等价负载31a的电阻值。
电流测定电路18是对流至常规负载30的电流进行测定的电路。电流测定电路18的具体电路结构并无限定。图19是表示电流测定电路18的结构的一例的图。电流测定电路18例如也可为图19所例示的、将模拟数字转换器(Analog Digital Converter，ADC)177、比较器176及多个电阻器171、172、173、174、175组合而成的电路。电流测定电路18是“测定部”的一例。
等价负载计算部17例如可根据以下的(式4)，来算出等价负载31a的电阻值。
Figure GDA0003327549060000121
第3变形例中，通过电流测定电路18对流至常规负载30的电流进行测定。因此，根据第3变形例，即使流至常规负载30的电流发生变动的情况下，也能够适当地设定等价负载31a的电阻值。
＜第4变形例＞
实施方式至第3变形例中，常规负载30是以规定的周期而启动。即，实施方式至第3变形例中，常规负载30的占空比作为已知来处理。第4变形例中，设想常规负载30的占空比发生变动的情况。第4变形例中，例如，常规负载30根据来自读写器装置40的指示而启动。因此，第4变形例中，不在RF标签电路内保存占空设定，而且，常规负载30的占空比有时会因读写器装置40与RF标签电路之间的通信错误等而发生变动。第4变形例中，对即使在像这样占空比发生变动的情况下也能够适当地设定等价负载的电阻值的结构进行说明。以下，参照附图来说明第4变形例。另外，对于与实施方式、第1变形例～第3变形例相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
图20是表示第4变形例的RF标签电路10d的结构的一例的图。图20中，省略了读写器装置40的图示。第4变形例的RF标签电路10d与第3变形例的不同之处在于，控制部/存储部15c、等价负载计算部17a分别被替换为控制部/存储部15d、等价负载计算部17b。
控制部/存储部15d对将常规负载30设为接通的期间及设为断开的期间进行测定并合计，基于合计结果来算出常规负载30的占空比的平均。控制部/存储部15d将所算出的占空比的平均值(平均占空)发送至等价负载计算部17b。等价负载计算部17b使用从控制部/存储部15d收到的占空比的平均值，来算出等价负载31a的电阻值。电阻值的计算例如只要将所收到的占空比的平均值代入所述(式2)、(式3)或(式4)即可。
根据第4变形例，控制部/存储部15d对将常规负载30设为接通的期间及设为断开的期间进行测定，基于测定结果来算出常规负载30的占空比的平均。因此，即使在RF标签电路10d内没有与占空比相关的信息的情况下，也能够算出常规负载30的占空比。而且，由于控制部/存储部15d算出常规负载30的占空比，因此，例如在常规负载30根据来自读写器装置40的指示而启动的情况下，即使因通信错误等导致常规负载30的占空比发生变动，也能够算出反映出此类变动影响的占空比。因此，根据第4变形例，即使在占空比发生变动的情况下，也能够适当地设定等价负载31a的电阻值。
＜第5变形例＞
图21是表示第5变形例的负载控制电路13b的结构的一例的图。第1变形例～第4变形例中，在阻抗调整时，电容器133从负载控制电路分离。第5变形例中，在阻抗调整时，将电容器133从负载控制电路分离，并且连接电容器133与常规负载30。以下，参照附图来说明第5变形例。
第5变形例中，例如针对图14所例示的第1变形例的结构，独立于经由SW_LOAD 131的配线，而另行追加连接常规负载30与电容器133的配线。在所追加的配线中，设置SW3_LOAD 135。SW3_LOAD 135在阻抗调整时以外时设为断开。第5变形例中，控制部/存储部15在SW_LOAD 131及SW_C 132设为断开，并且SW2_LOAD 134设为接通而将等价负载31连接于负载控制电路13b时，通过将SW3_LOAD 135设为接通，从而连接电容器133与常规负载30。根据第5变形例，在阻抗调整时，也从电容器133对常规负载30供给电力。因此，即使在阻抗调整时，也能够使常规负载30继续运转。
以上说明的实施方式或变形例中，通过使匹配电路11内的可变容量电容器53的容量单调增加的线性检索来实施阻抗调整。但是，阻抗调整的算法并不限定于使可变容量电容器53的容量单调增加的线性检索。例如，也可通过使可变容量电容器53的容量单调减少的线性检索来实施阻抗的调整。而且，也可通过二分检索、树形检索等任意的检索算法来实施阻抗的调整。
以上揭示的实施方式或变形例可分别组合。

Claims (7)

1.一种射频标签电路，其连接于天线与负载，所述射频标签电路包括：
整流电路，对所述天线所接收的电波进行整流以供给直流电力；
匹配电路，配置在所述天线与所述整流电路之间且阻抗可变；
蓄电部，对从所述整流电路输入的所述直流电力进行蓄电，并将所蓄电的直流电力供给至所述负载；以及
控制部，控制连接所述蓄电部及所述射频标签电路的第一开关断开，使所述蓄电部从所述射频标签电路分离，并且调整所述匹配电路的所述阻抗，以使所述整流电路所供给的所述直流电力变大。
2.根据权利要求1所述的射频标签电路，其中
所述控制部在调整所述匹配电路的所述阻抗时，进一步执行控制连接所述负载及所述射频标签电路的第二开关断开，以使所述负载从所述射频标签电路分离，并且控制连接具有与所述负载不同的电阻值的替代负载及所述射频标签电路的第三开关接通，以将所述替代负载连接于所述射频标签电路的处理，以及
所述控制部在调整所述匹配电路的所述阻抗的期间以外的期间，以规定周期切换所述第二开关接通与断开，使得所述负载以规定周期驱动，并且控制所述第一开关接通，
所述替代负载具有基于占空比与所述负载的所述电阻值而决定的电阻值，所述占空比表示所述规定周期内的所述负载的驱动期间的比率。
3.根据权利要求2所述的射频标签电路，其中
所述替代负载的消耗电力小于所述负载、或者具有比所述负载大的电阻值。
4.根据权利要求3所述的射频标签电路，其中
所述替代负载是可变更电阻值的可变电阻，
所述控制部基于所述负载的消耗电流、所述负载的所述占空比与所述负载所承受的电压来算出电阻值，并将所算出的所述电阻值设定为所述替代负载的所述电阻值。
5.根据权利要求4所述的射频标签电路，还包括：
测定部，对供给至所述负载的电流进行测定，其中
所述负载的所述消耗电流是由所述测定部来测定。
6.根据权利要求3所述的射频标签电路，其中
所述控制部将所述负载的驱动期间与未驱动期间合计起来算出所述负载的所述占空比的平均。
7.根据权利要求2或3所述的射频标签电路，其中
所述控制部在执行将所述替代负载连接于所述射频标签电路的处理时，进一步执行连接所述蓄电部与所述负载的处理。
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