CN201126580Y - 防止接收端饱和的信号收发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防止接收端饱和的信号收发装置，该装置包含有一信号接收单元、一第一信号产生单元以及一第二信号产生单元。该第一信号产生单元用来产生一第一信号；该第二信号产生单元用来产生一第二信号，该第二信号与该第一信号具有一相位差；以及该信号接收单元耦接于该第二信号产生单元，其以无线接收的方式来接收该第一信号以及以有线接收的方式来接收该第二信号。

Description

防止接收端饱和的信号收发装置

技术领域

本实用新型涉及一种信号收发装置，尤其涉及一种能够防止接收端饱和的信号收发装置。

背景技术

如图1所示，图1为无线射频辨识技术(RFID)的应用电路。读写装置(RFIDreader)100包含有接收电路130、解调器140、处理电路150、调变器160、振荡器170以及功率放大器180，其中接收电路130通过天线110来接收信号，功率放大器180通过天线120来发射信号。当读写装置100要发射信号给识别标志(RFID tag)200时，调变器160根据处理电路150的控制信号来调变由振荡器170所产生的振荡信号，调变后的信号通过功率放大器180放大之后经由天线120发射。识别标志200接收由天线120所发射的射频信号RF1，处理完成之后，反射另一反射信号RF2至读写装置100。反射信号RF2传送至天线110并由接收电路130接收，经过解调器140解调变之后，再传输至处理电路150做后续的数据处理程序。由天线120所发射的信号理想状况下仅传送至识别标志200，但是实际上却会有一部分的射频信号RF3直接从天线120漏至天线110。由于经功率放大器180放大后的信号常带有较大的能量(例如30dBm)，接收端的天线隔离度(antenna isolation)如果不够高(例如25~30dB)，则接收电路130接收到此种信号之后容易达到饱和状态，无法再接收能量相对较小的反射信号RF2(例如-80dBm)，造成系统无法正常工作。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够防止接收端饱和的信号收发装置，通过产生一个额外的信号至接收端，利用该信号来与由发射端漏至接收端的信号达到相互减弱的效果，接收端便不会受漏信号能量的影响而进入饱和状态，因此电路可以维持正常工作。

为实现上述目的，本实用新型提供一种能够防止接收端饱和的信号收发装置，包含有一信号接收单元、一第一信号产生单元以及一第二信号产生单元。该第一信号产生单元用来产生一第一信号；该第二信号产生单元用来产生一第二信号，该第二信号与该第一信号具有一相位差；以及该信号接收单元耦接于该第二信号产生单元，其以无线接收的方式来接收该第一信号以及以有线接收的方式来接收该第二信号。

本实用新型另公开一种无线射频识别标志的读写装置，其包含有：一接收电路、一振荡器、一第一调变器、一功率放大器以及一第二调变器。该接收电路接收一第一信号以及一第二信号；该振荡器用来产生一振荡信号；该第一调变器耦接于该振荡器，用来调变该振荡信号以产生该第一信号；该功率放大器耦接于该第一调变器，用来放大该第一信号；以及该第二调变器耦接于该振荡器与该接收电路，用来调变该振荡信号以产生该第二信号，该第二信号与该第一信号具有一相位差，以使得在该接收电路中该第一信号与该第二信号产生相互减弱的效果。

本实用新型的防止接收端饱和的信号收发装置藉由利用一第二信号产生单元来产生与该第一信号具有相位差的第二信号，使得该信号接收单元于接收该第一信号与该第二信号后，该第一信号与该第二信号产生相互减弱的效果，以避免该信号接收单元因为天线隔离度不够高而饱和，以致系统无法正常工作。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为无线射频辨识技术的应用电路；

图2为本实用新型防止接收端饱和的信号收发装置的第一实施例示意图；

图3为本实用新型防止接收端饱和的信号收发装置的第二实施例示意图。

100、300、400：读写装置

110、120：天线

130：接收电路

140：解调器

150：处理电路

160、310：调变器

170、320：振荡器

180：功率放大器

200：识别标志

305、405：信号收发装置

具体实施方式

在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的[包含]为一开放式的用语，故应解释成[包含但不限定于]。此外，[耦接]一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

如图2所示，图2为本实用新型防止接收端饱和的信号收发装置的第一实施例示意图。读写装置300包含有接收电路130、解调器140、处理电路150、调变器(modulator)160、振荡器170、功率放大器180以及调变器310，其中接收电路130通过天线110来接收信号，功率放大器180通过天线120来发射信号，而且接收电路130、调变器160、振荡器170、功率放大器180以及调变器310构成本实用新型的信号收发装置305。读写装置300中与读写装置100中编号相同的元件具有同样的功能，读写装置300与读写装置100的差别在于，读写装置300中具有一个调变器310，耦接于接收电路130，用来调变振荡器170产生的振荡信号，然后以有线传输的方式，将调变后的信号Sc传送给接收电路130，以使信号Sc能与射频信号RF3产生相互减弱的效果。举例来说，将振荡器170产生的振荡信号以cos(w_ct+φ)表示，当读写装置300要传输指令给识别标志200时，其中一种方式是利用调变器160将振荡信号调变成A₁cos(w_mt)cos(w_ct+φ)的形式来传达指令，此时识别标志200尚未反射反射信号RF2至天线110。当读写装置300发射完指令给识别标志200后，此时调变器160便不再调变信号，而为了让识别标志200继续运作，读写装置300仅持续发射单纯提供能量的射频信号给识别标志200，将不含指令的射频信号以A₂cos(w_ct+φ)的形式表示，而此时接收电路130便开始准备接收反射信号RF2。另一方面，为了防止接收电路130饱和，可以通过控制调变器310来调变振荡信号，使得信号Sc与射频信号RF3有相同频率且相位差180度，再适当地调变振荡信号的振幅，以使得信号Sc的振幅趋近射频信号RF3的振幅，则在接收电路130接收射频信号RF3与信号Sc的时候，因为两信号之间相位差与振幅的关系产生相互减弱的效果，如此一来，接收电路130便不会因为接收能量太大的RF3信号而导致饱和。因此，调变器310的其中一种调变方式是改变振荡信号的振幅以及相位，调变后的信号Sc可以以

表示，其中则信号Sc可以表示如下：

$=B\cos (w_{c}t+\mathrm{\φ}\±\mathrm{\π})$

$=-B\cos (w_{c}t+\mathrm{\φ})$

接收电路130同时接收射频信号RF3与信号Sc：

signal_in＝A₂cos(w_ct+φ)-Bcos(w_ct+φ)

         ＝(A₂-B)cos(w_ct+φ)

由上式可以发现，可以通过适当地调变信号Sc的振幅B来抑制射频信号RF3的振幅，以削减直接由天线120漏至天线110的能量。调变器310的主要目的之一是用来改变振荡信号的相位，其实施方法有许多种，一般而言较常用的方式是利用电阻串联电容或是利用电感串联电容来使信号产生延迟以达到改变相位的目的。

如图3所示，图3为本实用新型防止接收端饱和的信号收发装置的第二实施例示意图。读写装置400包含有接收电路130、解调器140、处理电路150、调变器160、振荡器170、功率放大器180、调变器310以及振荡器320，其中接收电路130通过天线110来接收信号，功率放大器180通过天线120来发射信号，而且接收电路130、调变器160、振荡器170、振荡器320、功率放大器180以及调变器310构成本实用新型的信号收发装置405。读写装置400中与读写装置300中编号相同的元件具有同样的功能，读写装置400与读写装置300的差别在于，读写装置400中多了一个振荡器320，其与振荡器170共享同一参考源，使得两者同步。振荡器320耦接于调变器310，用来产生有别于振荡器170所产生的振荡信号的另一振荡信号。将振荡器170所产生的振荡信号命名为第一振荡信号，振荡器320所产生的振荡信号命名为第二振荡信号，则调变器310调变第二振荡信号，然后以有线传输的方式，将调变后的信号Sc传送给接收电路，以使信号Sc能与射频信号RF3产生相互减弱的效果。调变器310主要调变第二振荡信号的频率及相位，使得信号Sc的频率与射频信号相接近或相等，并且让信号Sc与射频信号RF3相位差180度。举例来说，将振荡器170与振荡器320产生的第一振荡信号以及第二振荡信号以cos(w_ct+φ)表示，当读写装置400要传输指令给识别标志200时，其中一种方式是利用调变器160将振荡信号调变成A₁cos(w_mt)cos(w_ct+φ)的形式来传达指令，此时识别标志200尚未反射反射信号RF2至天线110。当读写装置400发射完指令给识别标志200后，此时调变器160便不再调变信号，而为了让识别标志200继续运作，读写装置400仅持续发射单纯提供能量的射频信号给识别标志200，将不含指令的射频信号以A₂cos(w_ct+φ)的形式表示，而此时接收电路130便开始准备接收反射信号RF2。另一方面，为了防止接收电路130饱和，可以通过控制调变器310来调变第二振荡信号，使得信号Sc与射频信号RF3有相同频率且相位差180度，再适当地调变第二振荡信号的振幅，以使得信号Sc的振幅趋近射频信号RF3的振幅，则在接收电路130接收射频信号RF3与信号Sc的时候，因为两信号之间相位差与振幅的关系产生相互减弱的效果，如此一来，接收电路130便不会因为接收能量太大的RF3信号而导致饱和。因此，调变器310的其中一种调变方式是改变第二振荡信号的频率、振幅及相位，调变后的信号Sc可以以

表示，其中则信号Sc可以表示如下：

$=B\cos (w_{c}t+\mathrm{\φ}\±\mathrm{\π})$

$=-B\cos (w_{c}t+\mathrm{\φ})$

接收电路130同时接收射频信号RF3与信号Sc：

signal_in＝A₂cos(w_ct+φ)-Bcos(w_ct+φ)

         ＝(A₂-B)cos(w_ct+φ)

由上式可以发现，可以通过适当地调变信号Sc的振幅B来抑制射频信号RF3的振幅，以削减直接由天线120漏至天线110的能量。调变器310的主要目的之一是用来改变振荡信号的相位，其实施方法有许多种，一般而言较常用的方式是利用电阻串联电容或是利用电感串联电容来使信号产生延迟以达到改变相位的目的。

综上所述，由信号收发装置的发射端所发射出的信号，有时候会不预期地被接收端所接收，当发射信号的能量远大于接收端预设的能量接收范围时，接收端会因此而达到饱和状态，导致无法再接收预期的能量较小的信号，此种情况常见于无线射频辨识技术的读写装置。本实用新型提出一种电路，在信号收发装置中加入一组信号调变装置，该信号调变装置耦接于信号收发装置的接收端，用来产生一调变信号，并将该调变信号以有线传输的方式直接传输至该接收端，来抵消由发射端漏至接收端的信号，以防止接收端饱和。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1. 一种防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，包含有：

一第一信号产生单元，用来产生一第一信号；

一第二信号产生单元，用来产生一第二信号，该第二信号与该第一信号具有一相位差；以及

一信号接收单元，耦接于该第二信号产生单元，其以无线接收的方式来接收该第一信号以及以有线接收的方式来接收该第二信号。

2. 根据权利要求1所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号与该第一信号频率相同，且该相位差为180度。

3. 根据权利要求1所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，还包含有：一振荡器，耦接于该第一信号产生单元与该第二信号产生单元，用来产生一振荡信号，该第一信号产生单元调变该振荡信号来产生该第一信号，该第二信号产生单元调变该振荡信号来产生该第二信号。

4. 根据权利要求3所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号产生单元延迟该振荡信号的相位以产生该第二信号，且该相位差为180度。

5. 根据权利要求3所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号产生单元调变该振荡信号的振幅，以使得该第二信号的振幅趋近该第一信号的振幅。

6. 根据权利要求1所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，还包含有：

一第一振荡器，耦接于该第一信号产生单元，用来产生一第一振荡信号，该第一信号产生单元调变该第一振荡信号来产生该第一信号；以及

一第二振荡器，耦接于该第二信号产生单元，用来产生一第二振荡信号，该第二信号产生单元调变该第二振荡信号来产生该第二信号。

7. 根据权利要求6所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第一振荡信号与该第二振荡信号为同步。

8. 根据权利要求6所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号产生单元调变该第二振荡信号的频率及相位来产生该第二信号，该第二信号的频率与该第一信号相同，该相位差为180度。

9. 根据权利要求6所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号产生单元调变该第二振荡信号的振幅，以使得该第二信号的振幅趋近该第一信号的振幅。

10. 根据权利要求1所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号产生单元包含一由电阻器及电容器串联所构成的相位延迟电路。

11. 根据权利要求1所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第二信号产生单元包含一由电感器及电容器串联所构成的相位延迟电路。

12. 根据权利要求1所述的防止接收端饱和的信号收发装置，其特征在于，该第一信号产生单元包含一调变电路以及一放大电路。

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