CN110521127B - 用于射频收发器中峰值自适应采样解调的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述了用于射频收发器的峰值自适应采样解调技术。例如，通过天线接收标签输入信号，可以从该标签输入信号中提取时钟输入信号。响应于提取的时钟输入信号，可以生成多个时钟输出信号，使得每个时钟输出信号具有不同的相应相位。多相选择器可以识别具有最接近标签输入信号相位且因此最适合于对标签输入信号的峰值进行采样的相应相位的时钟输出信号中的一个时钟输出信号。单路径检测器可以通过使用识别的时钟输出信号以对标签输入信号进行采样，生成数据输出信号，并且检测器可以使用小信号设备，对数据输出信号进行滤波和放大。

Description

用于射频收发器中峰值自适应采样解调的系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利文件要求申请人深圳市汇顶科技股份有限公司于2018年12月12日提交的美国非临时专利申请号为16/218,430、发明名称为“射频收发器的峰值自适应采样解调(PEAK-ADAPTIVE SAMPLING DEMODULATION FOR RADIOFREQUENCY TRANSCEIVERS)”的权益和优先权。上述专利申请的全部内容通过引用并入作为本专利文件的公开内容的一部分。

技术领域

本发明一般涉及射频收发器电路。更具体地，本发明的实施例涉及射频收发器的峰值自适应采样解调。

背景技术

在许多射频电路应用中，例如射频识别(radio frequency identification，RFID)标签和读取器电路，期望具有可靠的符号检测机制，其消耗的功耗低和占用的面积小。射频电路应用中许多传统的符号检测方法倾向于使用所谓的“IQ”解调。IQ解调方法通常包括两个检测路径，每个路径使用检测器时钟(例如，本地振荡器时钟)的相移版本。例如，“I”检测路径可以使用检测器时钟信号的同相版本，而“Q”检测路径可以使用检测器时钟信号的异相(例如，相移90度)版本。使用两个检测器路径可以提供许多特征，例如区分接收信号的频率大于或是小于检测器时钟信号的频率。然而，实现两个检测器路径通常涉及实现检测路径的组件的两个副本，这实际上使检测电路的功耗和面积消耗加倍。射频电路应用中的一些其他传统符号检测方法倾向于使用所谓的“包络检测”。虽然包络检测可以在不使用IQ方法的双检测路径的情况下实现，但包络检测电路通常依赖于使用大信号设备。大信号设备往往面积消耗更大且功耗更大，并且与小信号设备相比通常提供的检测精度更低。

发明内容

实施例包括用于射频收发器的峰值自适应采样解调的电路、设备和方法。一些实施例在射频识别(RFID)集成电路的环境中操作，例如RFID标签和/或RFID读取器，以与传统方法相比使用降低的功耗和面积消耗可靠地检测符号(例如，比特数据)。例如，经由天线接收标签输入信号，可以从该标签输入信号中提取时钟输入信号。响应于提取的时钟输入信号，多个时钟输出信号可以被生成，使得每个时钟输出信号具有不同的相应相位。多相选择器可以识别具有最接近标签输入信号相位的相应相位的时钟输出信号中的一个时钟输出信号(因此，其最适合于对标签输入信号的峰值进行采样)。单路径检测器可以通过使用识别的时钟输出信号以对标签输入信号进行采样，生成数据输出信号，并且检测器可以通过使用小信号设备对数据输出信号进行滤波和放大。

根据一组实施例，提供了一种射频收发器系统。所述系统包括：天线，用于接收射频标签输入信号；时钟提取器，与所述天线耦合，用于从所述标签输入信号中提取时钟输入信号；振荡控制器，与所述时钟提取器耦合，用于响应于所述时钟输入信号生成多个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有不同的相应相位；多相选择器，与所述天线和所述振荡控制器耦合，用于输出所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号作为峰值采样时钟信号，所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的所述相应相位被确定为相对于所述多个时钟输出信号中的其他时钟输出信号最接近所述标签输入信号的相位；以及单路径检测器，与所述天线和所述多相选择器耦合，用于响应于所述峰值采样时钟信号，输出通过对所述标签输入信号进行采样生成的数据输出信号。

根据另一组实施例，提供了一种用于射频收发器中峰值自适应采样解调的系统。所述系统包括：用于响应于从接收的标签输入信号中提取的时钟输入信号生成多个时钟输出信号的装置，生成的每个时钟输出信号具有不同的相应相位；用于响应于确定所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号具有相对于所述多个时钟输出信号中其他时钟输出信号的所述相应相位最接近所述标签输入信号的相位的所述相应相位，选择性地输出所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的装置；以及用于响应于所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号，输出通过对所述标签输入信号采样生成的数据输出信号的装置。

根据另一组实施例，提供了一种用于射频收发器中峰值自适应采样解调的方法。所述方法包括：接收标签输入信号；从所述标签输入信号中提取时钟输入信号；响应于所述时钟输入信号生成多个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有不同的相应相位；确定所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号具有相对于所述多个时钟输出信号中其他时钟输出信号的所述相应相位最接近所述标签输入信号的相位的所述相应相位；输出对应于所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的峰值采样时钟信号；以及响应于所述峰值采样时钟信号，输出通过对所述标签输入信号采样生成的数据输出信号。

附图说明

在本文提及并构成本文一部分的附图示出了本公开的实施例。附图与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1示出了根据各种实施例的示例性射频接收器系统；

图2示出了根据一个实施例的用于峰值采样时钟信号选择的一组示例图。

图3示出了根据各种实施例的同时具有接收器和发射器功能的射频收发器系统；

图4示出了根据各种实施例的用于实现射频收发器系统的部分的电路图；以及

图5示出了根据各种实施例的用于射频收发器中峰值自适应采样解调的示例性方法的流程图。

在附图中，相似的组件和/或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各个组件可以通过在附图标记后跟有第二标记进行区分，该第二标记用于在相似组件之间进行区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，则描述内容可应用于具有相同的第一附图标记的相似组件中的任何一个，而不考虑第二附图标记。

具体实施方式

在以下描述中，为了彻底理解本发明，提供了许多具体细节。然而，本领域技术人员应当理解，本发明可以在没有这些细节中的一个或多个的情况下实现。在其他示例中，为了简洁的目的，本领域已知的特征和技术将不再描述。

图1示出了根据各种实施例的示例性射频接收器系统100。在一些实施例中，射频接收器系统100是射频识别(RFID)集成电路的一部分，例如RFID标签和/或RFID读取器。RFID标签通常包括天线(例如，通过天线与读取器进行通信)和用于存储数据、处理数据和调制/解调数据以经由天线进行通信的集成电路。RFID标签还可以包括电源组件和/或功率采集组件。例如，RFID标签通常可以实现为无源标签(即，没有集成电源)、全有源标签(例如，由集成电源供电)或电池辅助无源(battery-assisted passive，BAP)标签(例如，主要是无源的，但由小型集成电源辅助)。根据RFID标签的类型，RFID读取器可以以不同的方式读取RFID标签。例如，利用无源RFID标签或BAP标签，RFID读取器可以向RFID标签发射询问信号，并且RFID标签可以通过将其存储的标识符和/或其他数据发射回RFID读取器来响应(例如，使用RFID标签从接收的询问信号中采集的功率)。一些有源RFID标签周期性地发射其存储的标识符和/或其他数据；并且用于该RFID标签的RFID读取器可以仅仅监听来自标签的传输，而无需先向标签发射询问信号。

实施例包括天线105，用于接收射频标签输入信号(记为V_in)107。尽管未示出，天线105可以用于在特定频带中通过无线信道进行通信。例如，天线105可以被设计用于RFID通信，其可以包括大约13.56MHz的短程无线通信。天线105可以包括便于通信的任何合适的组件，例如一个或多个线圈、谐振电路、滤波器等。标签输入信号107通常是包括数字比特数据的模拟信号。例如，标签输入信号107可以是从RFID读取器接收的询问信号、从RFID标签接收的响应信号或任何其他合适的信号；并且该信号可以包括使用幅度移位键控(amplitude-shift keyed，ASK)调制或任何其他合适的方案被调制到载波上的数字比特流(例如，标签识别数据)。对于包括RFID应用在内的许多接收器应用，可能需要提供可靠的符号检测。然而，可靠的符号检测可能难以实现，特别是在某些设计考虑和限制的情况下，例如，当载波的频率和/或相位随时间变化时(即使是略有变化)，和/或当存在功率和面积的限制时。

根据载波、调制方案和/或标签输入信号107的其他特征，每个符号(例如，比特或比特组)通常根据特定定时被接收。该定时可以定义例如符号被接收的速度(例如，符号频率)和/或每个符号表示多长时间(例如，符号持续时间)。例如，在ASK调制中，数字数据流的每个二进制位可以被编码为一段时间内高频载波的相应幅度调制(例如，载波的幅度可以用“1”表示在一段时间内处于第一电平，用“0”表示在该段时间内处于第二电平)。解调这样的信号可以涉及在许多采样位置对信号进行采样，确定每个采样位置处的信号的幅度，从而确定每个采样位置处的相应比特值。然而，这种解调的可靠性取决于所选择的采样位置。如果在每个峰值对信号进行采样，那么所得到的解调可以生成准确的符号检测；但是如果在远离其峰值处对信号进行采样，那么所得到的解调可能不会生成准确的符号检测。例如，如果通过将载波调制到相对高的幅度水平对“1”进行编码，并且在过零位置或其附近对信号进行采样(即，幅度低的位置)，则检测到的符号可能被错误地解译为“0”。

各种传统方法旨在，例如通过使用所谓的“IQ解调”和/或“包络采样”技术的情况下，可靠地检测符号。IQ解调使用多个单独的检测路径(通常至少“I”路径和“Q”路径)。多个检测路径通常将多个不同的采样时钟相位应用于大多数或所有检测电路组件的相应副本，以生成附加的检测信息，从而提高检测精度。虽然IQ解调可能是有效的，但多个检测路径可能会消耗相当多的面积和功率。包络检测技术通常从接收的信号中提取包络，并对该包络进行采样。这种方法通常产生较不准确的检测，并且它们通常依赖于使用大信号设备，这些设备往往更大(因此，往往消耗更多的面积和功率)。

本文描述的实施例旨在提供可靠的符号检测，其与传统方法相比具有降低的面积消耗和功耗。例如，实施例可以利用单个检测路径(例如，不同于传统的IQ解调方法等)和小信号检测组件(例如，不同于传统的包络采样方法)来实现。一些实施例在RFID电路的环境中操作，例如，作为RFID标签电路和/或RFID读取器电路的一部分。根据本文描述的一些实现，响应于接收到的RFID信号生成多个时钟信号以具有不同的相位，从而在接收的RFID信号的峰值处和/或峰值周围有效地生成多个窄脉冲。可以将对应于多个时钟信号的样本进行比较，以选择时钟信号中的一个时钟信号作为最佳时钟信号用于接收的RFID信号的峰值采样。所选择的时钟信号可用于对接收的RFID信号进行采样，并且可以对采样信号进行下变频和放大/滤波以生成数据输出信号。

射频接收器系统100的实施例包括时钟提取器120、多相选择器140和单路径检测器150，它们都可以与天线105耦合。时钟提取器120的实施例可以与天线105耦合，用于从标签输入信号107中提取时钟输入信号122。在一个实现中，时钟提取器120包括时钟数据恢复(clock data recovery，CDR)电路。通常，时钟提取器120以时钟输入信号122的频率对应于标签输入信号107的符号频率的方式提取时钟输入信号122。

振荡控制器130可以与时钟提取器120耦合，用于响应于时钟输入信号122生成多个时钟输出信号132，使得每个时钟输出信号132具有不同的相应相位。在一些实现中，振荡控制器130包括分数N锁相环(phase-locked loop，PLL)电路，该分数N锁相环电路用于响应于时钟输入信号122，以大约是标签输入信号的频率(载波频率)的N倍的PLL频率振荡，其中，N是正整数。在一个这样的实现中，标签输入信号107的载波频率大约为13.56MHz，并且N为8，使得PLL以大约108.48MHz的频率振荡。例如，在这样的实现中，该PLL可以输出具有八个不同相应相位的八个时钟输出信号132，使得八个时钟信号中的每一个时钟信号在载波的每个单个周期中的不同点处达到峰值。

多相选择器140的实施例与振荡控制器130耦合，用于输出时钟输出信号132中的一个时钟输出信号作为峰值采样时钟信号142。该峰值采样时钟信号142被选择作为时钟输出信号132中的一个时钟输出信号，该一个时钟输出信号132具有被确定为相对于时钟输出信号132中的其他时钟输出信号最接近标签输入信号107的相位的相应相位。如上所述，符号检测精度可以至少部分取决于对标签输入信号107接近其峰值处的采样。因此，峰值采样时钟信号142可以被选择以与标签输入信号107的峰值最接近地对齐。在一个实现中，采样由峰值采样时钟信号142的上升沿触发，并且峰值采样时钟信号142被选择，使得其上升沿与标签输入信号107的峰值最接近地对齐(相对于其他时钟输出信号132的上升沿)。在另一实现中，采样由峰值采样时钟信号142的下降沿触发，并且峰值采样时钟信号142被选择，使得其下降沿与标签输入信号107的峰值最接近地对齐。在另一实现中，采样由峰值采样时钟信号142的峰值触发，并且峰值采样时钟信号142被选择，使得其峰值与标签输入信号107的峰值最接近地对齐。

图2示出了根据一个实施例的用于峰值采样时钟信号142的选择的一组示例图200。如图所示，标签输入信号107可以是幅度调制信号，例如ASK调制信号(例如，具有较高振幅的区域对应于逻辑“1”，而具有较低振幅的区域对应于逻辑“0”)。107*示出了标签输入信号107的一部分的放大视图。时钟输出信号132a...h示出了振荡控制器130的实施例生成的八个示例时钟输出信号132。图中的107*示出了分别在每个时钟输出信号132的上升转变(或替代实施方式中的下降转变)处获取的标签输入信号107的样本对应的采样点205。例如，采样点205a对应于由时钟输出信号132a的上升沿触发的标签输入信号107的样本。值得注意的是，不同时钟输出信号132的不同相位使得该不同时钟输出信号132触发的样本沿标签输入信号107在不同的位置被获取(在所示示例中，在标签输入信号107的半个周期中的八个不同位置)。在该示例中，采样点205e与时钟输出信号132e的峰值触发的标签输入信号107的样本对应，是最接近标签输入信号107的峰值。因此，多相选择器140的实施例可以选择时钟输出信号132e作为峰值采样时钟信号142。在一些实施例中，多相选择器140获得对应于一些或所有时钟输出信号132的采样点，并比较它们的值以查看哪个是最大的。如图2所示，这种方法将适当地导致选择时钟输出信号132e作为峰值采样时钟信号142。

返回图1，多相选择器140的不同实施例可以确定在不同时间使用哪个时钟输出信号132作为峰值采样时钟信号142。在一些实施方式中，多相选择器140确定在一个时刻将哪个时钟输出信号132用作峰值采样时钟信号142；并且直到触发事件发生(例如，另一组件检测到符号检测错误等)都继续使用该同一峰值采样时钟信号142。在其他实现中，多相选择器140不断确定在每个时钟周期中哪个时钟输出信号132用作峰值采样时钟信号142，从而持续且动态地更新该确定。在其他实现中，多相选择器140例如根据预定调度(例如，由状态机、处理器等指示)，周期性地确定哪个时钟输出信号132用作峰值采样时钟信号142。在其他实现中，多相选择器140响应于外部触发，例如从计算例程接收的指令(例如，接收器的启动等)，确定将哪个时钟输出信号132用作峰值采样时钟信号142。

单路径检测器150的实施例可以与多相选择器140耦合，用于响应于峰值采样时钟信号142，输出通过对标签输入信号107进行采样生成的数据输出信号167。单路径检测器150可以包括峰值采样器155和滤波器/放大器160。峰值采样器155可以接收标签输入信号107，并且可以由峰值采样时钟信号142触发。如上所述，选择峰值采样时钟信号142，使得当其用于触发标签输入信号107的采样时，样本可以在标签输入信号107的峰值附近获得

峰值采样器155的实施例可以将采样数据信号传递给滤波器/放大器160。滤波器/放大器160的实施例可以根据需要对该采样数据信号进行滤波和放大，以生成数据输出信号167。在一些实施方式中，滤波器/放大器160执行载波解调，以有效地生成低信号采样数据信号。这种实现可以包括低信号滤波、放大和/或用于将低信号采样数据信号处理成数据输出信号167的其他组件，从而避免依赖检测路径中的大信号分量。一些实施例还可以包括决策采样器165(例如，作为单路径检测器150的一部分，或者作为单独的组件)。决策采样器165可以包括任何合适的组件，以进一步将采样数据信号处理成数据输出信号167，例如将模拟采样数据信号转换成数字数据输出信号167和/或提高符号恢复的准确性等。

射频接收器系统100的一些实施例包括附加组件。在一些实施例中，谐波滤波器115与天线105耦合。例如，电平控制可能会使经由标签输入信号107接收的信号失真，并且窄采样容易受到谐波的影响。谐波滤波器115可以减少或消除这种谐波的存在，从而提高符号检测精度。在这样的实施例中，时钟提取器120、多相选择器140和单路径检测器150中的一些或全部可以各自通过谐波滤波器115与天线105耦合。

射频接收器系统100的一些实施例还包括功率采集器110。例如，如上所述，一些RFID应用是部分或完全无源的，使得它们从电路接收的信号中采集电路组件使用的一些或全部功率。功率采集器110的实施例可以与天线105耦合，用于通过从标签输入信号107采集功率，生成电压输出信号112。

参考图1描述的射频接收器系统100可以用于，例如，仅标签RFID应用的情况，或者用于使用接收器而不使用发射器的其他应用中。其他应用，例如包括RFID读取器功能的应用，可以包括附加组件。图3示出了根据各种实施例的具有接收器功能和发射器功能的射频收发器系统300。射频收发器系统300包括接收器系统310、发射器系统320、天线系统330和本地振荡器340。接收器系统310可以是图1的射频接收器系统100的实现，只需稍加修改，如下所述。例如，标签输入信号107可以通过天线105接收。一些实施例可以使用谐波滤波器115对标签输入信号107进行谐波滤波和/或使用功率采集器110从标签输入信号107采集功率(以生成电压输出信号112)。时钟提取器120可以从标签输入信号107中提取时钟输入信号122，并且振荡控制器130可以使用提取的时钟输入信号122生成多个时钟输出信号132。多相选择器140可以确定哪个时钟输出信号132用作峰值采样时钟信号142，并且单路径检测器150可以通过使用峰值采样时钟信号142以对标签输入信号107采样，生成数据输出信号167。

发射器系统320的实施例可以是射频发射器系统。例如，发射器系统320可以作为RFID读取器的一部分以发射RFID询问信号(例如，在一些实现中，使用接收器系统310可以检测到的响应)。发射器系统320可以包括用于响应于数据输入信号335生成读取器输出信号307的任何合适的组件。例如，发射器系统320可以包括放大器、滤波器、调制器(例如，以生成ASK调制信号等)。

天线系统330的实施例可以包括用于与接收器系统310和发射器系统320连接的任何合适的组件。在一个实施例中，天线系统330包括天线105和接口，该天线105和该接口都耦合到接收器系统310和发射器系统320。在其他实施例中，天线系统330包括组件，通过该组件天线105可以选择性地与接收器系统310和发射器系统320中的每一个耦合。天线系统330的一些实现包括诸如滤波器、放大器、缓冲器等的组件，以帮助改善与接收器系统310、发射器系统320、有线或无线传输信道等的信号耦合特性(例如，阻抗匹配等)。

本地振荡器340的实施例可以以任何合适的方式实现，以生成一个或多个可靠的参考时钟信号352。在一些实现中，本地振荡器340包括晶体振荡器电路。例如，利用与压控振荡器耦合的谐振晶体实现本地振荡器340，并且谐振晶体被设计成在期望的参考时钟信号352频率下可靠谐振。在一些实现中，本地振荡器340与发射器系统320耦合，以生成载波信号，在该载波信号上调制数据输入信号335，以生成读取器输出信号307。附加地或可替代地，本地振荡器340的实施例生成参考时钟信号352。在这样的实现中，振荡控制器130还与本地振荡器340耦合，以进一步响应于参考时钟信号352生成时钟输出信号132。在一些这样的实现中，接收器系统310还包括延迟控制器344和相位频率检测器342。如图所示，延迟控制器344可以与时钟提取器120耦合，用于通过向时钟输入信号122施加可调相位延迟，输出延迟时钟输入信号354。可调相位延迟可以响应于延迟控制信号356。相位频率检测器342可以与本地振荡器340和延迟控制器344耦合，用于响应于参考时钟信号352和延迟时钟输入信号354的比较，生成延迟控制信号356。振荡控制器130可以通过延迟控制器344与时钟提取器120耦合，以接收延迟时钟输入信号354，而不是直接接收时钟输入信号354。以这种方式耦合，振荡控制器130可以根据延迟时钟输入信号354有效地进行相位同步，并且振荡控制器130可以根据参考时钟信号352有效地进行频率同步。

图1和图3中描述的系统可以通过使用任何合适的电路组件等以任何合适的方式实现。在一些实施例中，图1和/或图3中描述的系统是用于射频收发器中的峰值自适应采样解调的系统。这种系统可以包括任何合适的用于响应于从接收的标签输入信号中提取的时钟输入信号生成时钟输出信号的装置，使得每个时钟输出信号被生成以具有不同的相应相位。这种系统还可以包括任何合适的装置，该装置用于响应于确定时钟输出信号中的一个时钟输出信号具有相对于其他时钟输出信号的相应相位最接近标签输入信号相位的相应相位，选择性地输出多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号。这种系统还可以包括任何合适的用于响应于多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号，输出通过对标签输入信号采样生成数据输出信号的装置。

图4示出了根据各种实施例的例如参考图3所描述的用于实现射频收发器系统的部分的电路图400。电路图400包括接收器系统310和天线系统330的实施例，其可以包括上面参考图1和3讨论的那些相应系统的组件的实现。尽管未示出，电路图400的实施例可以包括与天线系统330耦合的发射器系统、与振荡控制器130和/或发射器系统耦合的本地振荡器340、和/或任何其他合适的组件。

如图所示，天线系统可以包括谐振器(例如，线圈)，该谐振器被调谐为在一个或多个特定频率上谐振，例如在期望的载波频率上谐振。实现包括耦合在该谐振器和/或其他合适的电路组件两端的电容器。一些实现可以包括互补端子，使得接收的标签输入信号107作为差分信号107a和107b被接收(即，标签输入信号107a与标签输入信号107b互补)。接收标签输入信号107作为差分信号可以提供各种特征，例如，允许标签输入信号107的共模被检测和移除，以进行更准确的处理。

接收器系统310的实施例可以包括功率采集器110、谐波滤波器115、时钟提取器120、振荡控制器130、多相选择器140、峰值采样器155和滤波器/放大器160(例如，如上所述，峰值采样器155和滤波器/放大器160可以组成单路径检测器150)。功率采集器110的实施例可以包括多个级和部件，以从接收到的标签输入信号107采集功率。例如，功率采集器110将接收的射频(radiofrequency，RF)信号转换为直流(direct current，DC)信号等，然后对DC信号执行升压和功率调节以生成一个或多个输出电压信号。如图所示，第一级可以包括硬钳位402和具有由各种控制信号403控制的电阻器和电容器的可变并联RC(电阻器-电容器)网络。这些第一级可以充当RF-DC转换器。转换的DC信号可以被传递到幅度控制和限幅器级412以及包络检测器和电荷泵级404。来自幅度控制和限幅器级412的反馈可用于调节并联RC网络的一个或多个控制信号403。幅度控制和限幅器级412以及包络检测器和电荷泵级404的输出可用于生成高电平电压输出信号(例如，将电容器充电到该电平)。来自幅度控制和限幅器级412以及包络检测器和电荷泵级404的输出也可以被传递到偏置和参考发生器级406。响应于这些输出，偏置和参考发生器级406可以生成一个或多个电压输出，例如模拟电压输出和数字电压输出。每一个都可以通过各自的调节器(例如，低压差或LDO调节器)传递，以生成相应的电压输出信号112。例如，模拟电压输出可以被传递到模拟低压差(low drop-out，LDO)调节器以生成模拟电压输出信号112a，数字电压输出可以被传递到数字LDO调节器以生成数字电压输出信号112b。

接收器系统310的检测器路径可以如本文参考图1-3以及图5所描述的那样操作。例如，标签输入信号107(差分标签输入信号107a和107b)可以通过天线系统330被接收。标签输入信号107可以通过谐波滤波器115被传递，以消除或减轻任何不需要的谐波。时钟提取器120可以从标签输入信号107中提取时钟输入信号122。在一些实施例中，时钟提取器120包括时钟数据恢复(clock data recovery，CDR)电路等。振荡控制器130可以使用提取时钟输入信号122以生成多个时钟输出信号132。为避免图示过于复杂，仅示出了三个时钟输出信号132，但是可以使用任何合适数量的时钟输出信号132。在一些实现中，时钟输出信号132的数量是2的幂(例如，2^3＝8)，以促进某些数字电路组件的可操作性。每个生成的时钟输出信号132具有相对于标签输入信号107的相位(例如，相对于从中提取的时钟输入信号的相位)不同的相位。

多相选择器140可以包括多相样本比较器442和多路复用器444。多相样本比较器442在一组输入端接收标签输入信号107，并在另一组输入端接收多个时钟输出信号132作为候选峰值采样时钟。在一些实现中，仅某些生成的时钟输出信号132被传递到多相样本比较器442作为候选峰值采样时钟，例如，在已知振荡控制器130生成的某些输出相位并不接近期望的采样相位的情况下。多相样本比较器442可以使用作为候选峰值采样时钟接收的每个时钟输出信号132，获得标签输入信号107的一个或多个样本(例如，如图2所示)。可以比较各种样本，以确定哪个接收到的时钟输出信号132明显生成最接近标签输入信号107的峰值的样本。例如，可以比较每个样本的振幅，以确定哪个样本具有最大振幅，可以假设该样本最接近标签输入信号107的峰值，并且生成该样本的时钟输出信号132可以被确定为最佳时钟输出信号132，以用于在标签输入信号107的峰值对其进行采样。因此，所确定的时钟输出信号132中的一个时钟输出信号132可以被识别为用作峰值采样时钟信号142。多相样本比较器442可以输出选择器信号，该选择器信号对应于被识别为用作峰值采样时钟信号142的时钟输出信号132中的一个时钟输出信号132。例如，如果第五个时钟输出信号132被识别为用作峰值采样时钟信号142，那么多相样本比较器442可以输出选择器信号，以指示第五个时钟输出信号132(例如，通过输出选择器信号，该选择器信号为二进制“101”)。

复用器444的实施例可以根据控制输入，输出时钟输出信号132中的一个时钟输出信号132。在一些实现中，多路复用器444在一组选择输入端接收时钟输出信号132(例如，或者仅接收预定作为候选峰值采样时钟的中的某些时钟输出信号132)，并且在控制输入端接收来自多相样本比较器442的选择器信号。因此，多路复用器444可以输出由选择器信号指示的时钟输出信号132中的一个时钟输出信号132，将其作为峰值采样时钟信号142。

峰值采样器155的实施例可以在一组输入端接收标签输入信号107，并且可以在另一个输入端接收峰值采样时钟信号142。峰值采样器155可以通过根据峰值采样时钟信号142通过对标签输入信号107进行采样，生成采样数据信号。例如，峰值采样时钟信号142的每个峰值可以触发峰值采样器155以获得标签输入信号107的样本，并且获得的样本经由采样数据信号被输出。然后，采样的数据信号可以由滤波器/放大器160处理成数据输出信号167。滤波器/放大器160可以包括任何合适的滤波和/或放大组件。例如，如图所示，采样的数据信号可以通过串联电容器传递到可变增益放大器462、低通滤波器464和模拟比较器466。滤波器/放大器160的一些实施例包括附加组件或与附加组件耦合，如模数转换器。在一些实施例中，滤波器/放大器160的输出是数据输出信号167。在其他实施例中，滤波器/放大器160包括附加组件或与附加组件耦合，以进一步将采样数据信号处理成数据输出信号167。例如，一些实施例包括模数转换器，用于将模拟比较器466的模拟输出转换成数字数据输出信号167。

图5示出了根据各种实施例的用于射频收发器中峰值自适应采样解调的示例性方法500的流程图。方法500的实施例从阶段504开始，接收标签输入信号(例如，包括调制符号数据的任何合适的输入信号)。在一些实施例中，方法500从阶段550开始，生成读取器输出信号(例如，RFID读取器询问信号)，并由天线通过射频通信信道发射该读取器输出信号。在一些这样的实施例中，响应于阶段550的发射，标签输入信号可以在阶段504由天线通过射频通信信道被接收。

在阶段508，实施例可以从标签输入信号中提取时钟输入信号。在阶段512，实施例可以响应于时钟输入信号生成多个时钟输出信号，使得每个时钟输出信号具有不同的相应相位。在一些实施例中，阶段512处的生成包括使用分数N锁相环(phase-locked loop，PLL)生成N个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有N个相位中的一个相应相位，该分数N锁相环响应于时钟输入信号，以大约是标签输入信号的频率的N倍的PLL频率振荡，N是正整数。

方法500的一些实施例包括在阶段530本地振荡器生成参考时钟信号。在这样的实施例中，阶段512的生成可以进一步响应于该参考时钟信号。一些这样的实施例可以在阶段540，通过向时钟输入信号施加响应于延迟控制信号的可调相位延迟，进一步输出延迟时钟输入信号。在阶段544，响应于参考时钟信号和延迟时钟输入信号的比较，可以生成延迟控制信号。在这样的实施例中，时钟输入信号可以作为延迟时钟输入信号被接收，使得在阶段512的生成包括根据延迟时钟输入信号对时钟输出信号进行相位同步和根据参考时钟信号对时钟输出信号进行频率同步。

在阶段516，实施例可以确定时钟输出信号中的一个时钟输出信号具有相对于其他时钟输出信号的相应相位最接近标签输入信号的相位的相应相位。在阶段520，实施例可以输出对应于阶段516中确定的多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的峰值采样时钟信号。在阶段524，实施例可以响应于峰值采样时钟信号，输出通过对标签输入信号采样生成的数据输出信号。在一些实施例中，阶段524的输出包括响应于峰值采样时钟信号，对标签输入信号进行采样以生成采样数据信号，以及通过对采样数据信号进行滤波和放大，生成数据输出信号。一些实施例可以在阶段506对标签输入信号进行谐波滤波。这些实施例可以在阶段508的提取、阶段516的确定、阶段520的输出和阶段524的输出的任意阶段或全部阶段之前，执行谐波滤波。

应理解，当元件或组件在本文被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到其他元件或组件，或者可以存在居间元件或组件。相反，当元件或组件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件或组件时，它们之间不存在居间元件或组件。应理解，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文中用于描述各种元件、组件，但这些元件、组件、区域不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件或组件与另一元件或组件进行区分。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，以下讨论的第一元件、组件可以被称为第二元件、组件。如本文所用，术语“逻辑低”、“低状态”、“低电平”、“逻辑低电平”、“低”或“0”可互换使用。术语“逻辑高”、“高状态”、“高电平”、“逻辑高电平”、“高”或“1”可互换使用。

如本文所用，术语“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”可包括单数和复数指代。还应理解，术语“包括(comprising)”、“包括(including)”“具有(having)”以及其变形，当在本说明书中使用时，表明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。相反，当在本说明书中使用时，术语“包括(consisting of)”表明所述的特征、步骤、操作、元件和/或组件，并且排除了附加特征、步骤、操作、元件和/或组件。如在此使用的，词语“和/或”可以指并且可以包括一个或多个相关联的列出的项目的任何可能组合。

虽然本文参考示例性实施例描述了本发明，但是该描述不应当被认为是对本发明的限制。相反，示例性实施例的目的是使本领域技术人员更好地理解本发明的精神。为了不模糊本发明的范围，省略了公知的工艺和制造技术的许多细节。参考说明书，示例性实施例的各种修改以及其它实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，所附权利要求旨在包括任何这样的修改。

此外，本发明的优选实施例的一些特征可以有利地使用，而无需使用相应地其他特征。因此，上述描述应该被认为仅仅是对本发明原理的说明，而不是对本发明的限制。本领域技术人员将理解落入本发明范围内的上述实施例的变型。结果，本发明不限于以上讨论的具体实施例和图示，而是由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (16)

1.一种射频收发器系统，包括：

天线，用于接收标签输入信号；

时钟提取器，与所述天线耦合，用于从所述标签输入信号中提取时钟输入信号；

振荡控制器，与所述时钟提取器耦合，用于响应于所述时钟输入信号生成多个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有不同的相应相位；

多相选择器，与所述天线和所述振荡控制器耦合，用于输出所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号作为峰值采样时钟信号，所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的所述相应相位被确定为相对于所述多个时钟输出信号中的其他时钟输出信号最接近所述标签输入信号的相位；以及

单路径检测器，与所述天线和所述多相选择器耦合，用于响应于所述峰值采样时钟信号，输出通过对所述标签输入信号进行采样生成的数据输出信号；

本地振荡器，用于生成参考时钟信号，所述振荡控制器与所述本地振荡器耦合，以进一步响应于所述参考时钟信号，生成所述多个时钟输出信号；

延迟控制器，与所述时钟提取器耦合，用于通过向所述时钟输入信号施加响应于延迟控制信号的可调相位延迟，输出延迟时钟输入信号；

相位频率检测器，与所述本地振荡器和所述延迟控制器耦合，用于响应于所述参考时钟信号和所述延迟时钟输入信号的比较，生成所述延迟控制信号；

其中，所述振荡控制器经由所述延迟控制器与所述时钟提取器耦合，并且接收所述时钟输入信号作为所述延迟时钟输入信号，使得所述振荡控制器根据所述延迟时钟输入信号进行相位同步，并且所述振荡控制器根据所述参考时钟信号进行频率同步。

2.根据权利要求1所述的射频收发器系统，还包括：

与所述天线耦合的谐波滤波器，

其中，所述时钟提取器、所述多相选择器和所述单路径检测器分别经由所述谐波滤波器与所述天线耦合。

3.根据权利要求1所述的射频收发器系统，其中，所述单路径检测器包括：

峰值采样器，与所述天线和所述多相选择器耦合，用于响应于所述峰值采样时钟信号，对所述标签输入信号进行采样，以生成采样数据信号；以及

低信号放大器，与所述峰值采样器耦合，用于通过对所述采样数据信号进行滤波和放大，生成所述数据输出信号。

4.根据权利要求1所述的射频收发器系统，其中，所述振荡控制器包括分数N锁相环PLL电路，所述分数N锁相环电路用于响应于所述时钟输入信号，以大约是所述标签输入信号的频率的N倍的PLL频率振荡，并且生成N个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有N个相位中一个相应相位，N是正整数。

5.根据权利要求4所述的射频收发器系统，其中N＝8。

6.根据权利要求1所述的射频收发器系统，其中，所述标签输入信号是在射频识别RFID频带中接收的RFID信号。

7.根据权利要求1所述的射频收发器系统，还包括：

功率采集器，与所述天线耦合，用于通过从所述标签输入信号采集功率，生成电压输出信号。

8.根据权利要求1所述的射频收发器系统，其中，所述单路径检测器还包括：

决策采样器，与所述单路径检测器耦合，用于响应于所述数据输出信号生成比特流。

9.根据权利要求1所述的射频收发器系统，还包括：

发射器系统，用于响应于数据输入信号生成读取器输出信号，

其中，所述天线与所述发射器系统耦合以发射所述读取器输出信号。

10.根据权利要求9所述的射频收发器系统，还包括：

集成电路，其上集成有：

所述发射器系统；

所述天线；以及

接收器系统，包括所述时钟提取器、所述振荡控制器、所述多相选择器和所述单路径检测器。

11.一种用于射频收发器中峰值自适应采样解调的系统，所述系统包括：

用于响应于从接收的标签输入信号中提取的时钟输入信号生成多个时钟输出信号的装置，生成的每个时钟输出信号具有不同的相应相位；

用于响应于确定所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号具有相对于所述多个时钟输出信号中其他时钟输出信号的所述相应相位最接近所述标签输入信号的相位的所述相应相位，选择性地输出所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的装置；以及

用于响应于所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号，输出通过对所述标签输入信号采样生成的数据输出信号的装置；

用于生成参考时钟信号的装置，以进一步响应于所述参考时钟信号，生成所述多个时钟输出信号；

用于通过向所述时钟输入信号施加响应于延迟控制信号的可调相位延迟，输出延迟时钟输入信号的装置；

用于响应于所述参考时钟信号和所述延迟时钟输入信号的比较，生成所述延迟控制信号的装置；

其中，所述用于响应于所述时钟输入信号生成所述多个时钟输出信号的装置还用于根据所述延迟时钟输入信号进行相位同步，并且根据所述参考时钟信号进行频率同步。

12.一种用于射频收发器中峰值自适应采样解调的方法，所述方法包括：

接收标签输入信号；

从所述标签输入信号中提取时钟输入信号；

响应于所述时钟输入信号生成多个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有不同的相应相位；

确定所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号具有相对于所述多个时钟输出信号中其他时钟输出信号的所述相应相位最接近所述标签输入信号的相位的所述相应相位；

输出对应于所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号的峰值采样时钟信号；

响应于所述峰值采样时钟信号，输出通过对所述标签输入信号采样生成的数据输出信号；

生成参考时钟信号，其中，所述生成所述多个时钟输出信号进一步响应于所述参考时钟信号；

通过向所述时钟输入信号施加响应于延迟控制信号的可调相位延迟，输出延迟时钟输入信号；以及

响应于所述参考时钟信号和所述延迟时钟输入信号的比较，生成所述延迟控制信号；

其中，接收所述时钟输入信号作为所述延迟时钟输入信号，使得所述生成所述多个时钟输出信号包括根据所述延迟时钟输入信号对所述多个时钟输出信号进行相位同步，以及根据所述参考时钟信号对所述多个时钟输出信号进行频率同步。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

对所述标签输入信号进行谐波滤波，

其中，所述提取所述时钟输入信号、所述确定所述多个时钟输出信号中的一个时钟输出信号、所述输出所述峰值采样时钟信号以及所述输出所述数据输出信号响应于所述谐波滤波之后的所述标签输入信号。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述输出所述数据输出信号包括：

响应于所述峰值采样时钟信号，对所述标签输入信号进行采样，以生成采样数据信号；以及

通过对所述采样数据信号进行滤波和放大，生成所述数据输出信号。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述生成所述多个时钟输出信号包括：

使用分数N锁相环PLL生成N个时钟输出信号，每个时钟输出信号具有N个相位中相应的一个相位，所述分数N锁相环响应于所述时钟输入信号，以大约是所述标签输入信号的频率的N倍的PLL频率振荡，N是正整数。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括：

生成读取器输出信号；以及

由天线通过射频通信信道发射所述读取器输出信号，

其中，所述接收是响应于所述发射由所述天线通过所述射频通信信道进行的。

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