TW200529084A - MultiprotocolRFID reader - Google Patents

Description

200529084 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於射頻識別（RFID )收發機的詢問，尤 其是相關於與P C卡標準可相容的高階r F丨d讀取器並且 靈敏度改良，失真減少，及具有多協定功能。 【先前技術】 RFID技術廣泛使用於自動化識別。基本rFID系統包 括攜帶有識別資料的RFID的RFID標籤或收發機及讀取 及/或寫入識別資料的RFID詢問機或讀取器。RFID標籤 典型上包括資料儲存和處理用的微晶片，及諸如天線線圈 等通用的耦合兀件。標籤可分類成主動式或被動式。主 動式標籤具有內建的電源，而被動式標籤由自讀取器接收 的無線電波供應電力因此無法實施任何通訊。 利用經由射頻（RF )介面寫入資料到標籤或它們資料 的詢問標籤加以操作RFID讀取器。在詢問期間，讀取器 形成及傳輸R F波，由標籤使用該R F波以根據儲存在其 內的資訊產生回應資料。在同一頻率中，讀取器又偵測來 自標籤的反射或背向散射信號，或在稍微不同的頻率中以 唧聲詢問波形的情況。讀取器典型上藉由混合此信號和局 部振盪器信號加以偵測反射或背向散射信號。此偵測機構 就是零差架構。 在諸如U S專利號碼2，Π 4，9 7 1中所說明者等習知零 差讀取器中，使用傳輸（TX )和接收（RX )專用的兩分 200529084 (2) 開去耦天線，導致讀取器的重量和實體尺寸增加，因此不 理想。爲了解決此問題，藉由利用微波循環器或單向耦合 器將反射信號和傳輸信號分開加以發展具有TX和RX雙 功能專用的單一天線之讀取器，諸如 US專利號碼 2，107,910所說明者等。在另一 US專利號碼1，8 5 0，187專 ·、 利中，分接傳輸線充作移相器和單向耦合器。 近年來RFID系統的發展挑戰著習知RF1D讀取器。 首先，儲存在標籤上的識別資料必須以可靠的方式發送到 φ 讀取器。將此資料編碼並且透過調變信號傳輸是標籤和閱 讀器之間的兩重要通訊組成。雖然資料寫碼決定資料表示 ’但是信號調變決定標籤和閱讀器之間的通訊協定。數位 調變有三種主要類別：根據A m p 1 i t u d e S h i f t K e y i n g (A S K) (振幅變換調制）或EPCglobal Standard的Class 1協定 ，Frequency Shift Keying (FSK)(頻移鍵控）或 EPC Cglobal Class 0 協定，及 Phase Shift Keying (PSK)(移相 鍵控）。這些類別的每一個都具有其自己的電力消耗、可 · 靠性、及頻寬需求。對RFID讀取器而言，能夠使用不同 協定處理來自標籤的信號是最理想的。 因爲用於與標籤通訊的同一信號必須用於供給標籤電 力’所以其他具挑戰性的問題來自詢問被動式RFID標籤 ^ °被動式標籤經由諸如電感耦合或遠域能量結果等自讀取 ^ 器接收電力。因爲信號中的調變，所以接收的電力會大幅 減低。另外，到另一純正弦波的調變資訊在頻域中傳播信 號。此傳播通常稱作，，邊帶，，並且由政府管制。如此被這些 -5 - 200529084 (3) 調變上的限制限制自讀取器發送到標籤的資訊量。 而且，FRID讀取器不曾製作在Pc卡格式中，使得其 能夠結合在手提式、可攜式、或膝上型電腦以自RFID標 籤讀取或寫入RFID標籤。在pc卡上的RFID讀取器彈性 也使得智慧型長範圍（ILR )系統能夠容易地結合到企業 系統內並且能夠與諸如條碼、無線區域網路（LAN )等其 他技術組合。然而，PC卡RFID讀取器出現其他問題，因 爲習知讀取器的RF組件無法安裝在小型p c卡外殼內並 且PC介面的操作在讀取器的傳輸頻道中會產生失真，導 致來自讀取器的亂真發射，無法遵守政府的管制要求。PC 卡RFID讀取器又必須成本低，但是對進來的信號卻仍要 局度靈敏。 【發明內容】 本發明包括用以詢問被動式RFID標籤專用的RFID 讀取器，最好兼具尺寸小、靈敏度高、及成本低。在本發 明的一實施例中，讀取器是標準P C卡格式並且包括晶體 振盪器，參考來自晶體振盪器的時脈信號之頻率合成器， 及都根據來自晶體振盪器的同一時脈信號加以操作之P C 卡介面和控制器。如此，信號晶體振盪器被用於提供時脈 信號給頻率合成器、p C卡介面、和控制器。因此，P C卡 介面和控制器中的數位轉變與頻率合成器同步，卻不會千 擾合成的準確性。使用同一晶體振盪器又可大幅減少讀取 器的傳輸功能上的擾亂及由於操作P C卡介面和控制器所 200529084 (4) 導致的亂真傳輸。 在本發明的另一觀點中，RFID讀取器另外包括功率 偵測器，被配置成偵測讀取器中的反射功率及產生兩信號 ，一信號用以指出天線錯誤，另一信號則當作調整傳輸信 號中的功率位準之反饋。 在本發明的另一觀點中，RFID讀取器包括用以在傳 輸信號中增加調變之線性功率放大器調變器。線性功率放 大器調變器包括耦合於線性功率放大器的偏壓輸入之脈衝 整型濾波器。脈衝整型濾波器包括操作型放大器和低通濾 波器並且被配置成將方形調變脈衝轉移成斜坡脈衝。線性 功率放大器包括偏壓控制模組，信號輸入模組，及習知功 率放大器。偏壓控制模組被配置成自斜坡脈衝產生參考電 流信號。功率放大器使用參考電流信號放大和調變傳送到 信號輸入模組的連續波信號。線性功率放大器調變器大大 減少亂真輻射功率，並且由於減少功率放大器需要的RF 增益及減少功率放大器在低偏壓電流的功率消耗，所以消 耗較少的D C電力。 在本發明的另一實施例中，讀取器1 00被配置成能夠 操作在根據建議的ETSI標準EN3 02 20 8的只LISTEN模 式中，並且包括具有分流開關的單向耦合器，當起動時， 其使讀取器可在LISTEN模式中操作。在LISTEN模式中 ，在某一觀點中，單向耦合器變成四分之一波長變量器， 而在另一觀點中，單向耦合器變成自天線到讀取器的接收 鏈之直接通路。因此，傳輸信號不會到達天線及在橫越單 200529084 (5) 向耦合器時接收信號只有最適當的損失（典型上< i ’結果是在LI S T E N模式中大幅改良讀取器的靈敏度t 在本發明的另一觀點中，RFID讀取器能夠使用 以上的天線及包括具有寄生組件結合在低通濾波器原 構之開關元件的天線選擇模組。在本發明的一實施例 天線選擇模組包括第一濾波器網路（網路A )，第二 器網路（網路B )、第三濾波器網路（網路.C )，及 在網路A和網路B及C之間的開關元件。開關元件 是被配置成選擇網路B或網路C與網路A連接之習 關裝置。在本發明的一實施例中，開關元件的寄生組 特徵爲決定它們的値及這些値說明當選擇網路 A，B， 中的組件之値時，使得網路A, B，及C和開關元件的 組件結合到一低通濾波器原型結構。因此.，經由天線 模組的信號強度損耗被最小化而信號品質被最大化。 在本發明的另一實施例中，RFID讀取器包括被 成自標籤接收RF信號及產生供應到控制器的至少一 信號，至少一正交信號，及至少一 FSK信號。控制器 它們相對強度及/或其他可靠性指示選擇同相、正交 F S K信號作更進一步的處理。因此，讀取器是一能夠 c]ass__0和claSS_l RFIS標籤的多協定讀取器。 在本發明的一實施例中，接收鏈包括被配置成產 少一同相信號之同相分支，被配置成產生一正交信號 交分支，及被配置成拒絕來自標籤的與RF信號有關 像信號之影像拒絕混頻器（1 )。影像拒絕混頻器 dB ) 一個 型結 中， 濾波 親合 可以 知開 件之 及 C 寄生 選擇 配置 同相 依據 '或 詢問 生至 之正 的影 與同 200529084 (6) 相和正交分支共用一對混頻器並且包括具有一對全通濾波 窃的IRM通道，該一對全通濾波器全被配置成自一對混頻 器的任一混頻器在信號中產生不同的相移。全通濾波器每 一個都包括一操作型放大器。藉由爲相移使用操作型放大 器’在仍舊在PC卡格式中維持小尺寸的讀取器需求之同 時’又能夠達到想要的相移。IRM通路另外包括插在IRM 通路 '加法器、及低通濾波器的各種位置之阻隔電容器。 加法器和低通濾波器被結合到低通濾波器原型結構，及阻 隔電容器也與IRM通路中的剩餘組件結合，使得IRM通 路具有高通和低通功能，在其頻率反應中於狹窄中間頻率 帶外提供快速的相上轉移頻率。 在本發明的另一觀點中，隨意的移相器位在傳輸或接 收鏈以增加讀取器靈敏度。另一選擇是，雙移相器位在同 相及正交分支以接收同一結果。移相器被調整以將局部振 盪器信號中的相位調變（相位雜訊）轉換成基帶中的振幅 雜訊之轉換最小化。 在本發明的另一觀點中，當讀取器正處理自標籤接收 的資料時，在耗用時間期間關掉頻率合成器和讀取器的其 他RF組件以減少讀取器消耗的總電力。 雖然利用RFID讀取器中的組件說明本發明的各種觀 點’但是，這些組件可被用於RFID讀取器以外的其他應 用中。 本發明又包括透過使用根據本發明的一實施例之 RFID讀取器的電腦系統詢問rFID標籤之方法。該方法包 冬 200529084 (7) 含以下步驟：產生時脈信號，參考時脈產生連續波信號’ 產生複數控制信號，透過依據時脈信號操作的P C卡介面 控制控制信號的產生，及根據複數控制信號的其中之一調 變連續波信號。 在本發明的一實施例中，用於調變連續波信號的控制 信號包括階梯轉移。調變連續波信號的步驟另外包含以下 步驟：根據控制信號產生斜坡信號，斜坡信號包含每一個 都對應於控制信號中的階梯轉移之線性斜坡，使用電流反.0 射鏡根據斜坡信號產生參考電流信號，供應參考電流信號 到接收連續波信號的功率放大器，及使用功率放大器根據 參考電流信號調變連續波信號。 在本發明的一實施例中，用以詢問RFID標籤之方法 另外包含以下步驟：傳輸第一連續波信號到RFID標籤第 一時間週期之久，傳輸調變信號到RFID標籤在第一時間 週期之後的第二時間週期之久，維持連續波輸出功率第三 時間週期之久以自 RFID標籤接收資料，第三時間週期在 φ 在第二時間週期之後，及在第三時間週期之後的第四時間 週期中處理來自RFID標籤的資料同時，關掉讀取器中的 RF組件。 在本發明的一實施例中，用以詢問RFID標籤之方法 ， 另外包含以下步驟··自RFID標籤接收RF信號，解調Rf , 信號以產生至少一同相信號、至少一正交信號、和至少一 F S K信號，及選擇至少一同相信號、至少一正交信號、或 至少一 FSK信號以引導出含在來自RFID標籤的RF信號 -10- 200529084 (8) 中之資訊。 在本發明的一實施例中，使用在RFID讀取器中產生 的局部振盪器信號解調來自RFID標籤的RF信號，及該 方法另外包含一任意步驟如下：在局部振盪器信號中產生 可調整相移以在至少一同相信號、至少一正交信號、或至 少一 F S K信號中將局部振盪器信號中的相移雜訊轉換成振 幅雜訊之轉換最小化。 在本發明的一實施例中，解調RF信號的步驟另外包 含以下步驟：將RF信號分成第一 RF信號和第二RF信號 ，將局部振盪器信號分成第一局部振盪器信號和第二局部 振盪器信號，第二局部振盪器信號與第一局部振盪器信號 成9 0 °相移，混合第一 RF信號與第一局部振盪器信號以 產生第一 IF信號，混合第二RF信號和第二局部振盪器信 號以產生第二IF信號，使用第一全通濾波器在第一 IF信 號中產生第一相移及使用第二全通濾波器在第二IF信號 中產生第二相移以在第一和第二IF信號之間產生總和9 0 °的相移，及總計第一 IF信號和第二IF信號。 【實施方式】 圖1A爲根據本發明的一實施例之RFID讀取器100 的方塊圖。如圖1 A所示，讀取器1〇〇包括被配置成產生 時脈信號之晶體振盪器1 〇2，及被配置成參考時脈信號產 生連續波（CW)信號之頻率合成器1〇4。讀取器1〇〇另外 包括稱合於合成器1 〇4及被配置成放大c w信號之局部振 -11 - 200529084 (9) 盪器（LO )緩衝放大器106。LO緩衝放大器106又保護 合成器免受讀取器1 0 0其他部分的干擾。使用習知機構可 實施LO緩衝放大器106。 讀取器1 〇〇另外包括被配置成形成和傳輸詢問標籤的 傳輸（TX )信號之傳輸（TX )鏈1 1 0，及被配置成自標籤 接收RF信號之接收（RX )鏈1 3 0，並且用以自RF信號 產生複數輸出信號。TX鏈1 1 0包括輸出功率控制模組1 1 2 、調變器 1 1 4、功率偵測器1 1 6、及衰減驅動器1 1 8。RX 鏈130包括分裂器132、90°混成134、I分支140、Q分 支150、IRM通路136、FSK接收器138、濾波器172、數 位類比（A/Ο )轉換器174及1 76、和隨意的移相器170。 讀取器1〇〇另外包括分裂器108，耦合在LO緩衝放 大器106和TX/RX鏈1 10及130之間並且被配置成將來 自的LO緩衝放大器106的CW信號分裂成TX鏈專用的 TX CW信號及RX鏈專用的RX LO信號。當讀取器100 能夠使用一個以上的天線時，讀取器1 〇〇又包括被配置成 選擇複數天線1 24其中之一以播送TX信號或接收RF信 號之天線選擇模組122。讀取器100另外包括耦合在天線 選擇模組122和TX/RX鏈1 1 0及1 30之間的單向耦合器 120。單向耦合器120被配置成經由天線選擇模組122將 來自TX鏈1 1 0的TX信號通過至少一天線並且被配置成 由天線將RF信號耦合到RX鏈1 3 0。 讀取器1 0 0另外包括控制器1 6 4，被配置成藉由處理 來自各種組件的複數輸入信號及產生由各個組件使用的複 -12 - 200529084 (10) 數輸出信號控制讀取器1 〇〇各種組件的操作。輸入信號可 包括信號 I， Q， FSK_CD5FSK_data5 Q —SIG， I_SIG， Ant_Fault，及 DET，輸出信號可包括信號 Ant_Select， 12C —Data， 12C —Clock，MOD，Rcv_Select，VCO_Enable， Xcvr-Enable，及 SYNTH。下面將更詳細說明這些信號的 使用。在本發明的一實施例中，可使用習知市面上可買得 到的控制器，在根據RFID標準程式化之後，當作控制器 164。 φ 在本發明的一實施例中，可使用主機電腦系統操作讀 取器1 〇 〇。爲了與電腦系統接合，讀取器1 〇 〇另外包括被 配置成在讀取器1 0 0和主機電腦系統之間提供介面的p C 卡介面1 62。圖1 B爲能夠用於操作讀取器1 〇〇的電腦系 統1 8 0之方塊圖。如圖1 B所示，電腦系統1 8 0爲習知電 腦系統，包括中央處理單元（C P U ) 1 8 2、記憶體單元1 8 4 、PC卡擴充槽186、使用者介面188、及顯示裝置190。 CPU182、記憶體單元184、使用者介面188、及顯示裝置 修 190透過匯流排192互連。PC卡擴充槽186可以是透過匯 流排1 9 2連接到C P U 1 8 2的P C M C IA擴充槽並且P C M C I A 匯流排1 9 4與P C M C IA標準相容。電腦系統1 8 0可以是市 面上買得到的桌上型、膝上型、或手提個人電腦系統。在 ’ 本發明的一實施例中，讀取器1 0 0是諸如P C M C IA標準定 1

義的Ty p e II P C卡格式等p c卡格式，能夠被插入諸如 PCMCIA標準指定的Type II擴充槽等電腦系統的PCMCIA 擴充槽。爲了安裝讀取器1 00的所有RF組件到PCMCIA -13- 200529084 (11) 外殼內，插入PCMCIA標準指定的PCMCIA擴充槽內，讀 取器1 〇〇包括許多下面將詳細說明的發明特徵。 回頭參照圖1 A，PC卡介面162及控制器164都根據 來自晶體振盪器1 02的時脈信號操作。若控制器1 64以不 同於PC卡介面162的頻率操作，則分頻器166被設置用 以劃分時脈信號的頻率。例如，在本發明的一實施例中， PC卡介面162以14.75 MHz操作而控制器以大約3-8 MHz 操作。在此例中，振盪器1 02的頻率可被設定在PC卡的 頻率（即14.75 MHz )。當振盪器102的頻率被設定在 14.75 MHz時，1/2分頻器166可被設置在晶體振盪器102 和控制器164之間以1/2劃分14.75 MHz振盪器頻率，使 得控制器164和PC卡介面162可使用單一晶體振盪器 1 0 2操作。需注意利用插在晶體振盪器1 0 2和P C卡介面 1 62及在晶體振盪器1 02和控制器1 64之間的分頻器，晶 體振盪器102的頻率也可被設定成PC卡介面162頻率的 整數倍。 圖2包括根據本發明的一實施例之頻率合成器1 04的 方塊圖。如圖2所示，頻率合成器包括參照在諸如1 4.7 5 Μ HZ等更低頻率的時脈信號，例如操作在如900 M Hz等 載頻的習知相鎖迴路（PLL )。載頻最好是接近由諸如聯 邦通訊委員會（FCC )等管制機構爲RFID操作指定之一 些窄頻帶的其中之一。如圖2所示，頻率合成器104包括 被配置成產生具有例如接近9 00 MHz的頻率的CW信號之 電壓控制振盪器（VCO ) 2 02，耦合於電壓控制振盪器202 -14- 200529084 (12) 的迴路濾波器2 04，耦合於迴路濾波器2 04之相位偵測器 2 06，耦合在電壓控制振盪器202和相位偵測器206之間 的分頻器2 1 2，及耦合在相位偵測器206和晶體振盪器 102之間的分頻器214。電阻器Ra，Rb，及Rc用於將來自 VCO 202的CW信號分裂成用以發送到LO緩衝放大器 106之第一部分及用以發送到分頻器212之第二部分。 在本發明的一實施例中，圖2所示的頻率合成利用” 整數N”架構。VCO 202的輸出信號之第二部分被傳送到 分頻器212，在分頻器212中由整數N劃分，可調整其値 以獲得不同的輸出頻率。來自晶體振盪器1 02的參考信號 被傳送到分頻器214，在分頻器214中其頻率被通常固定 的整數Μ劃分。分頻器2 1 2及2 1 4的輸出被發送到相位偵 測器2 0 6的兩分開輸入，該相位偵測器2 0 6被配置成比較 兩信號的相位並且產生與兩信號之間的相位差成比例之輸 出。迴路濾波器2 04是一被配置成自相位偵測器206的輸 出去掉不想要的信號成分之低通濾波器。迴路濾波器204 的輸出是一被用以控制來自VCO 202的CW信號之相位及 頻率的 DC電壓。在本發明的一實施例中，頻率合成器 104自控制器164接收SYNTH信號，該信號被用於調整 整數N及/或整數Μ和因此的輸出頻率。 如此，單一晶體振盪器被用於提供頻率合成器1 〇4 ' PC卡介面162、及控制器164使用的時脈信號，使得PC 卡介面1 62和控制器1 64中的數位轉變與頻率合成器1 04 同步，如此不會千擾頻率合成的準確性。使用同一晶體振 -15- 200529084 (13) 盪器又可大幅減少對TX鏈1 1 0的千擾及操作PC卡介面 1 62和控制器1 64所產生的亂真傳輸。 再次參考圖1 A，在本發明的一實施例中，在T X鏈 1 1 〇中，輸出功率控制模組1 1 2被配置成調整TX CW信號 的功率位準，及調變器1 1 4被配置成藉由調變和放大τχ CW信號形成TX信號。在正常操作期間，TX信號應行經 單向耦合器1 20及天線選擇模組1 22並且到達至少一天線 124。然而當讀取器100位適當安裝或當選定的天線實際 上與讀取器1 0 0分開時，可能發生錯誤。在此種錯誤期間 ，TX信號無法到達天線並且朝TX/RX鏈1 1 0/1 30反射回 去。反射TX信號中的功率量可能對TX鏈1 1 0中的組件 產生破壞。功率偵測器1 1 6被設置用以防止此種情形發生 。在本發明的一實施例中，功率偵測器1 1 6被配置成偵測 耦合到RX鏈1 3 0內的反射功率並且產生兩信號：回到輸 出功率控制模組1 1 2的反饋信號及傳送到控制器1 64以指 出天線是否已發生錯誤之Ant-Fault (反錯誤）信號。由 輸出功率控制模組1 1 2使用反饋信號以調整輸出功率，而 Ant 一 Fault信號透過控制器1 6 4和P C卡介面1 6 2被提供到 主機電腦系統當作可能天線錯誤的旗標。在本發明的一實 施例中，使用衰減驅動器1 1 8驅動的習知功率衰減器實施 輸出功率控制模組，衰減驅動器丨丨8以信號1 2 C_D at a及 1 2 D — C 1 o c k形式接收來自控制器1 6 4的指令。 在本發明的一實施例中，TX鏈1 1 0中的調變器114 接收來自輸出功率控制模組1 1 2的功率調整T X C W信號 - 16 - 200529084 (14) ，並且根據來自控制器1 64的MOD輸出放大及調變TX CW信號。可使用習知技術調變器及放大器組合當作調變 器1 1 4。然而，習知技術調變器會遇到下列幾點不利點。 目前及可想見的未來標準預期使用TX信號的簡易振 幅調變，因爲在標籤中此種信號的解調只需要二極體偵測 器和濾波器，與被動式RFID標籤的低成本和低電力需求 一致。圖3圖解習知發送器3 0 0，其包括由插在傳輸信號 通路301的開關衰減器310製成之調變器和功率放大器 320 ’功率放大器3 2 0放大來自開關衰減器的輸出。如此 ’功率放大器3 2 0在信號調變期間完全保持打開。此種配 置具有至少兩不利點。第一，開關衰減器3 1 0強加上介入 損失，此介入損失必須藉由增加功率放大器3 2 0的增益（ 及電力消耗）加以補償。第二，當發送器3 0 0打開時，放 大器3 2 0在所有時間都在滿功率條件下操作，浪費〇 C電 力。因爲放大器的DC電力消耗在RFID讀取器的總電力 效能上扮演重要角色，所以限制放大器的電力消耗爲電池 供電及可攜式RFID讀取器達成長的電池壽命是重要的。 除了電力消耗之外，調變方法也在遵守邊帶發射上的 管制要求扮演重要角色。R FI D系統必須在諸如聯邦通訊 委員會（FCC)等管制機構指定的一些窄頻帶其中之一內 操作。管制機構對指定頻帶外的”亂真”輻射功率有著嚴格 的要求。眾所皆知的是，在高及低調變狀態之間的完全陡 峭切換將產生頻率光譜是（s i η [ ω - ω e ] / [ ω - ω e ])形式 的信號，其中ω。對應於頻帶中央並且通常是讀取器和標 -17- 200529084 (15) 籤之間通訊用的標稱頻率。當頻率自標稱載頻位移開時’ 此種頻率光譜的信號強度減少地極慢’使得將在指定頻帶 外發現明顯的光譜能量。如此’爲了符合管制要求’使用 開關傳輸波形的讀取器必須減少其輸出的RF功率’如此 縮短能夠讀取標籤得範圍’或減少調變率’如此限制在特 定時間週期內能夠讀取的標籤數目。在任一情況中都減少 讀取器的效用和功能。 爲了解決由於調變狀態之間陡峭切換所導致的問題， 連續振幅狀態之間的時域濾波器可被用於提供具有減少光 譜寬度的平順轉移。圖4爲另一習知發送器400，其包括 由線性反應衰減器4 1 0製成的調變器、耦合在衰減器4 1 0 和控制器4 3 0的控制輸出之間的濾波器4 2 0、及耦合於衰 減器4 1 0的輸出之功率放大器44 0。如此，由過濾的控制 電壓控制衰減器4 1 0並且能夠在調變狀態之間提供平順的 轉移。然而，使用調變專用的可控制衰減器4 1 0之發送器 4 0 0更加昂貴並且比使用簡易調變切換之圖3的發送器 300具有更高的介入損失。 圖5爲根據本發明的一實施例之讀取器〗〇 〇中的調變 器1 1 4之方塊圖。如圖5所示，調變器1 1 4包括位在分裂 器1 08和單向耦合器1 20之間的傳輸信號通路中之線性功 率放大器（LPA) 510，及耦合在LPA 510的偏壓控制口 5 12和控制器164的MOD輸出之間的脈衝整型濾波器（ PSF) 520°調變器114另外包括耦合在分裂器108和LPA 5 ] 0的信號輸入5 1 4之間的隨意前置放大器5 3 〇 ◦可使用 -18- 200529084 (16) 習知前置放大器實施前置放大器5 3 0。 在信號傳輸期間，頻率合成器1 04、LO緩衝放大器 106、及隨意前置放大器530產生充分振幅的輸入信號以 在正常高增益狀態將大約1 d B的L P A 5 1 0驅動成壓縮， 以便獲得最大的輸出效能。如圖5所示，沒有RF開關或 衰減器放置在傳輸信號通路，如此，不會有介入損失的不 利結果。而是，在由脈衝整型濾波器520過濾之後，MOD 信號被導向LP A 5 1 0的偏壓控制口 5 1 2。因此，自功率放 大器需要較少的增益，減少LP A 5 1 0的預設電力消耗。 圖6爲根據本發明的一實施例之LPA 510的方塊圖。 如圖1 〇所示，LP A 5 1 0包括偏壓控制模組6 1 0，信號輸入 模組620，及功率放大器63 0。偏壓控制模組耦合在LP A 5 1 〇的偏壓控制口 5 1 2和功率放大器6 3 0的參考輸入6 3 1 之間，並且被配置成反應於來自P S F 5 2 0的過濾Μ 0 D信 號產生參考信號。信號輸入模組5 1 7耦合在LP A 5 1 0的信 號輸入口 5 1 4和功率放大器6 3 0的信號輸入6 3 2之間，並 且被配置成使用來自輸出功率控制模組1 1 2或隨意前置放 大器5 3 0的TX CW信號產生到功率放大器6 3 0的輸入信 號。功率放大器6 3 0被配置成接收參考信號及輸入信號以 根據參考信號放大和調變輸入信號及輸出TX信號。在本 發明的一實施例中，功率放大器63 0可以是習知功率放大 器。 適當實施偏壓控制模組5 1 6對達成令人滿意的TX信 號整型是重要的。圖7爲與習知功率放大器7 1 0 —起建立 -19- 200529084 (17) 的功率放大電路7 0 0之槪要圖。如圖7所示，功率放大器 710包括參考電晶體Qref，參考電阻器Re,ref，及隨意緩衝 電晶體Qbuff及隨意緩衝電阻器Rbuf，偏壓電阻器Rbia， 及複數功率電晶體單元Qm ... Qrfn。參考電阻器Qref具有 透過參考電阻器Re, 連接到地面的射極，透過大値精密 電阻器的控制電阻器RetH連接到控制電壓源VetH的集極 ，及透過偏壓電阻器 R b i a s連接到功率電晶體單元Q r f 1… Qrfn的基極之基極。當設置有緩衝電晶體Qbuff時，緩衝 電晶體Qbuf具有透過集極緩衝電晶體Re，buf連接到供應電 壓Vee之集極及連接到功率電晶體Qrfl...Qrfn的基極之射極 ，及透過緩衝電阻器RbUf及控制電阻器ReiH連接到Vctr] 之基極。功率電晶體單元Qm··· Qrfn具有透過偏壓電阻器 R bias固定及連接到參考電晶體Qref的基極之基極，及經由 電阻器Revamp固定及連接到V。。和經由電阻器Re，amp及電 容器Ce，amp連接到地面之集極。每一功率電晶體Qrfl.·. Qrfn 的射極都透過電阻器（未圖示）連接到地面。RF輸入被 供應到功率電晶體單元Qm ·.· Qrfn的基極並且自功率電晶 體單元Qm··· Qrf„的集極引導出RF輸出。雖然圖7圖示使 用雙極電晶體實施的功率放大電路7 00，但是當使用場效 電晶體（FET )時也可使用類似配置。 在操作功率放大電路700期間，在參考電晶體Qref的 基極之偏壓調整本身以提供流經控制電阻器Rum及參考 電晶體Quf的參考電流。需要參考電流放大及調變RF輸 入信號，提供同一偏壓到被製造於同一積體電路上及因此 -20- 200529084 (18) 具有同一特性和環境條件之功率電晶體單元QrfI ... Qrfn的 基極。在不考慮電晶體特性或操作溫度或其他環境條件的 變數之下，經過每一功率電晶體單元Qrfl ·· Qrfn的調變偏 壓電流因此產生並且等於乘上功率電晶體單元的寬度對參 考電晶體Qref的寬度比之參考電流。因爲偏壓電流，所 以在每一功率電晶體單元Qrfl..· Qrfn的集極中產生調變和 放大信號。緩衝電晶體Q b Vi f及緩衝電阻器R b u f有著改良 功率放大電路700性能的功能。 如此，圖7所示的配置類型可用於藉由首先使用電阻 器RentH將控制電壓轉換成參考電流，然後鏡射參考電流 到複數功率電晶體Qm .·· Qrfn加以將控制電壓轉換成調變 偏壓電流。然而，功率放大電路7 0 0的輸出功率是控制電 壓的高飛線性函數，即使以對數形式觀看時也是如此。如 圖8所示，當控制電壓減少時，在控制電壓大於2.5 V必 並且快速減少到控制電壓< 1 . 8 V的小剩餘値時，來自功率 放大電路7 〇 〇的輸出功率大體上不變。而且，如圖9所示 ，即使當使用過濾的控制電壓時，功率放大電路700的輸 出光譜在取代標稱載頻時仍具有大能量。使用符合Class 1 RFID讀取器專用的電子產品碼（EPC )建議標準之輸入 信號獲得圖9所示的輸出光譜。輸入信號被供應到功率電 晶體單元Qm·.. Qrfn的基極。 當大功率電晶體操作在大信號驅動條件時，來自功率 放大電路7 〇 〇之圖8的不理想光譜成分源自功率放大器 7 1 0中之功率電晶體Q m ·.. Q r fn的參考電流和集極電流之間 -21 - 200529084 (19) 的關係本質。圖1 〇爲功率電晶體Qm ··· Qrfn中的集極電 流VS.經過功率放大器710的參考電晶體Qref之參考電流 的圖表，及圖1 1爲根據示範性量測之功率電晶體中的集 極電流 V S ·對數比例尺的參考對流之圖表。應明白功率電 晶體Q r f 1 ..· Q r f η中的集極電流在參考電流的對數中而非在 參考電流値上大致上是線性的。在X = 1時（1 〇 g X )的強 力彎曲在功率放大電路700的總轉移函數中產生嚴袼的非 線性，因此在功率放大電路700的輸出光譜中產生亂真成 分。隨著時間成'對數式斜坡或甚至隨著時間的線性之參考 電流可幫助補救該問題，因爲此種參考電流將產生RF集 極電流，因此來自功率放大器的輸出功率以隨時間成線性 或大約線性斜坡。 與習知調變器相反，圖1 2槪要圖解根據本發明的一 實施例之調變器114中的LPA 510和PSF 520。如圖12 所示，PSF 5 2 0包括斜坡產生器5 2 2及低通濾波器524。 斜坡產生器5 2 2包括耦合再供應電壓Vcc和地面之間的操 f P Sf[放大益（op-amp) U] ’鍋合在〇 p - a ni p U ]的第—輸入 P +和V c c之間的第一電阻器R v !，耦合在〇 p _ a m p u 1的第 一輸入> +和地面之間的第二電阻器Rv2，耦合在控制器 1 6 4的μ 0 D輸出和〇 p - a m p U ]的第二輸入I；-之間的第三 電阻器Rrl，及鍋合在op-amp U】的第二輸入2；·和輸出vout 之間的電容器Cl·】。低通濾波器5 24是一耦合在〇p_amp山 的輸出v QUt和LPA 5 1 0的偏壓輸入5 1 2之間的RC低通濾 波器，其包括兩串列連接的電阻器Rf]和Rf2及電容器Cfl -22- 200529084 (20) 在本發明的一實施例中，與調變T X 時間（如、1 . 5 —百萬分之一秒）比較，0 電壓增益及快很多的轉換率。結果，U 1調5 以確保U _ = V +。因爲由及供應1 ，所以能有效保持 > -爲固定値。如此 1 64的MOD輸出之控制電壓Ventrl的任何 經電阻R r 1的電流i r 1是固定的。此固疋電 d(v0 - V ^ ) = 一 (Vcntrl ~~ v -) d t ^ r \ ^ r \ 充電電容器crl直到輸出電壓或斜坡電壓 及op-amp U]的有效電壓增益下降。如此 Vcnill(t)產生線性斜坡輸出v 〇，其斜率丨Ϊ! Vcntrl(t)中的階梯値和Rrl及CrI的値而定 斜坡輸出V 〇到達軌道値所需的時間）可大 信號的理想斜坡 )-amp Ui具有大 I期輸出電壓y c I；壓V e。設定ρ + 對來自控制器 指定値而言，流 流以固定比率 2； 〇達到軌道値 ，階梯函數輸入 a階梯函數輸入 。斜坡時間（即 約計算如下： ^ramp (Kail) \trl V_ K\^r\ 然後以低通濾波器5 24過濾線性斜 Vc„tH的値中之任何變化所產生的斜坡輸出 形狀轉變。低通濾波器5 2 2中的兩電阻器 是同一或類似値以確保電容器 C fl的充電 坡以平順由於 V 〇中之可能的 RH及最好 因此輸出電壓 -23 - 200529084 (21) 特性的形狀與正向和負向斜坡對稱。選擇總時間固定値 ，使得斜坡時間和濾波器時間的總和等於M〇D信 號中的最小脈衝時間： ramp 平滑的斜坡輸出被傳送到L P A 5 1 0的偏壓輸入5 1 2。 仍舊參考圖1 2，LP A 5 1 0包括偏壓控制模組5 1 6，信號輸 入模組5 1 7，及功率放大器63 0，在此實施例中，功率放 大器63 0是一類似於功率放大器7 1 0配置的習知功率放大 器。偏壓控制模組5 1 6包括被配置當作二極體及耦合在偏 壓輸入512和V。。之間的第一電晶體Qml，及具有與電晶 體Qm !完全相同或類似特性及在電流反射鏡配置中與電晶 體Qm Ϊ耦合之第二電晶體Qm2。偏壓控制模組5 1 6另外包 括耦合在電晶體Qm2的集極和 V。。之間及在功率放大器 63 0的參考輸入63 1和V。。之間的電阻器Rnn。信號輸入 模組5 1 7包括耦合在LP A 5 1 0的信號輸入5 1 4和功率放大 器63 0的信號輸入6 3 2之間的電容器Cin。功率放大器630 另外包括耦合於地面之地面終端及透過電阻器Ramp耦合 於V e e和透過電阻器R a m p和電谷益C a m p親合於地面之偏 壓終端。 雖然圖1 2圖解使用雙極電晶體實施的 L P A 5 1 0，但 是當使用場效電晶體（FET )或與雙極電晶體組合使用時 也可使用類似配置。例如，可以兩完全相同或類似配置的 -24- 200529084 (22) FETs取代蜀 於電晶體Q 電晶體Q m 1 在操作 5 2 0之過濾 電晶體Qnn 輸入6 3 1流 電流輸入使 發送到功率 大 TX CW 深度，使得 爲參考電流 表1 II PSF 520 中 成本在市面 I晶體Qnn及Qm2，使得FETs的閘極各自對應 nn及的射極，及FETs的吸極各自對應於 及Qm2的集極。 LPA 5 1 0期間，來自偏壓輸出5 1 2中的PSF 斜坡輸出電壓和Vee之間的差異使電流可流經 ，及此電流被電晶體Q m 2鏡射以產生經由參考 入功率放大器63 0的參考電流I ( ref)。參考 功率放大器6 3 0可調變和放大經由電容器Cin φ 放大器63 0的TX CW信號，及產生調變和放 信號當作TX信號。電阻器Rm 1設定標稱調變 當實際上關掉電晶體Qm2時，經過Rm !的電流 設定下限。 3解根據本發明的一實施例之一些L P A 5 1 0和 的組件之値。表1中的所有組件都是可以適當 上買得到的組件。 -25 - 200529084 (23) 表1

組件名稱 値 單位 R v 1 10 ΚΩ Rv2 10 ΚΩ Rrl 6.8 ΚΩ _Crl —— 100 PF u, L Μ 6 1 4 2 B (ΝΑ) Rf】 43 0 Ω Rf2 43 0 Ω C f 1 680 PF Q m ] ? Q in 2 2N3906 (ΝΑ) R m 1 1250 ΚΩ 功率放大器6 3 0 ECP200D 或 ECP052D

圖1 3爲來自控制器1 6 4的 Μ O D輸出之控制電壓 VcntH、來自斜坡產生器5 22的輸出電壓v 〇、及流經偏壓 鲁 電晶體Q r e f的參考電流I (r e f)之模擬標繪圖。圖1 3圖解具 有脈衝寬度2 // s的V。„ t η之階梯函數輸入的斜坡電壓v 〇 和參考電流I(ref)的行爲。如圖13所示，斜坡產生器522 採用一小延遲並且斜立每階梯轉變大約1 . 5 # s的斜坡時間 。參考電流I(ref)也被延遲並且具有大體上對應於VentH 1 中的每一階梯轉變之線性斜坡。 圖】4圖示根據本發明的一實施例之來自l p a 5 1 0的 里測輸出光譜。與圖9比較，圖1 4中遠離標稱頻率的能 •26- 200529084 (24) 量光譜密度至少減少6 d B，並且顯示出對頻率較低的依賴 性。在邊帶功率中的此種減少是相當符合用於在鄰近帶操 作的射頻之間的相互干擾之管制要求。如此，本發明的實 施例提供減低的亂真輻射功率，並且由於功率放大器6 3 0 所需的RF增益減少及在低偏壓電流中的功率放大器6 3 0 消耗的電力減少，所以消耗較低的D C電力。對商用的射 頻傳動裝置的一般操作要求之供應電壓和溫度變化，這些 優點點都是堅固耐用的，並且只需稍微增加製造成本就可 獲得。 再次參考圖1 A，調變器1 1 4的輸出係針對藉由單向 耦合器1 2 0和天線選擇模組1 2 2傳輸到標籤之複數天線 124的其中一或多個。來自標籤的rf信號也由天線124 接收，並且由單向耦合器120引導到RX鏈130。可使用 習知單向耦合器當作單向耦合器丨2 〇。 在某些例子中，諸如根據建議的ETSI標準EN302 2 0 8等，在傳輸傳輸信號之前，rfid讀取器需要操作在 LISTEN模式中。在LISTEN模式中，RFID讀取器不應輻 射明顯的RF功率並且應該具有良好的靈敏度以在詢問之 則偵測ί架作在頻道上的其他類似裝置。如此，在本發明的 另一實施例中，單向耦合器1 2 0包括分流開關以防止讀取 器1〇〇在LISTEN模式中傳輸信號。如圖15Α及15Β所示 ’單向耦合器120包括延伸在單向耦合器12〇的口 a及Β 之間的主線1 5 1 0，及延伸在單向耦合器〗2 〇的口 c和終 端電阻器Rd的一終端之間的次要線，該終端電阻器Rd具 -27- 200529084 (25) 有連接到地面的另一終端。口 A連接到調變器1 2 4， 連接到天線選擇模組1 2 2，及口 C連接到R X鏈1 3 < 線1 5 1 0和次要線1 5 2 0可以是習知四分之一波長' 同 定向耦合器的一部分。在本發明的一實施例中，主線 和次要線1 5 2 0每一個都延伸超過對應於中心頻率的 之一波長的長度。 仍舊參照圖15A及15B，單向耦合器120另外包 流開關元件（開關）1530，1540,及1550，使用PIN 體、F E T開關、或其他習知機構實現之。開關1 5 3 0 在口 A和地面之間，開關1 5 4 0耦合在電阻器Rd的兩 之間，開關1550耦合在單向顆合器120的口 B及口 間。 在操作的LISTEN模式中，開關1 5 3 0，1 540,及 如圖1 5 B所示一般被啓動，及在某一觀點中，單向耦 1 2 0變成四分之一波長變換器，及在另一觀點中，變 天線1 2 4到RX鏈1 3 0的直接通路。當作四分之—波 換器時，在口 B中的主線1 5 1 0下，藉由開關啓動的 耦合器120將開關1530產生的短路變換成開路四分 波長，及在口 C中的次要線1 5 2 0下，將開關1 540產 另一短路變換成開路四分之一波長，使得TX信號不 達天線及單向耦合器120自接收信號不會引導出能量 啓動開關1 5 5 0提供到RX鏈130的直接通路，使 LISTEN模式中，在橫越單向耦合器120時接收信號 一些損失（典型上< 1 dB )，與使用習知單向耦合器 □ B )。主 軸式 15 10 四分 括分 二極 耦合 終端 c之 1550 合益 成自 長變 單向 之一 生的 會到 。由 得在 只有 會產 -28- 200529084 (26) 生的典型10 dB或更多損失比起來少多了。 當讀取器1 0 0正傳輸信號到標籤或正自標籤接收信號 時，開關1530，1540,及1550如圖15A所示一般不啓動， 使得單向耦合器1 20充作習知單向耦合器，依據信號傳播 的方向分開。對照於開關插入在信號通路使得接收信號產 生嚴重的介入損失（0.5 dB之多）之習知LISTEN模式架 構，單向耦合器1 2 〇中的開關1 5 3 0，1 5 4 0，及1 5 5 〇並未位 在信號通路。因此，它們對傳輸或接收的信號幾乎不產生 損失。 單向耦合器1 2 0連接通孔B到天線1 2 4以傳輸和接收 信號。天線1 2 4可含在讀取器1 〇 〇中，與讀取器丨〇 〇的其 他組件一起內建在單一外殼內。另一選擇是，天線1 2 4是 在讀取器1 0 0之外，可人爲操作地與讀取器1 〇 〇連接。再 次參照圖1 A，藉由包括被配置成選擇一天線用以傳輸τχ 信號或自標籤接收RF信號之天線選擇模組122，讀取器 1 〇 〇可使用一個以上的天線1 24。在本發明的一實施例中 ’天線選擇模組122被配置成選擇兩天線Ant_〇及Ant_l 的其中之一，及包括寄生組件被結合在低通濾波器原型結 構內之開關元件。如圖1 6 A所示，在本發明的一實施例中 ，天線選擇模組1 22包括第一濾波器網路（網路A )、第 二濾波器網路（網路B )、第三濾波器網路（網路C )、 及耦合在網路A和網路B及C之間的開關元件1 6 1 0。 網路A包括具有至少一諸如感應器L A 1及L A 2等感應 器及至少一諸如電容器CA1及CA2等電容器之LC串列， -29- 200529084 (27) 網路B包括具有至少一諸如感應器LB !及LB2等感應器及 至少一諸如電容器CB1，CB2，及CB3等電容器之LC串列， 及網路C包括具有至少一諸如感應器LC1及LC2等感應器 及至少一諸如電容器Cc]，Cc2,及CC3等電容器之LC串列 。網路A，B，及C又可包括位在網路中的各個位置之電阻 器。網路B及C實際上匹配成網路B中的每一組件與網 路C中的對應組件相配。在網路B及網路C包括LC串列 的實施例中，如圖1 6 A所示，·網路B中之感應器和電容器 的値被選定成實際上等於網路C中之對應感應器和電容器 的値，即 Lbi = Lc】，Lb2 = Lc2，Cbi == Cci，Cb2 = Cc2,及 c B 3 = C c 3 0 開關元件1 6 1 0可以是被配置成根據來自控制器1 64 的A n t _ S e 1 e c t信號連接網路B或網路C到網路A之習知 開關裝置。圖1 6 C圖解根據本發明的一實施例之開關元件 1 6 1 0的組件。如圖1 6 C所示，開關元件1 6 1 0包括彼此串 列式連接在網路B及C的輸入之間的一對二極體1 6 1 1及 1612，彼此串列式連接在Vcc和控制器的Ant_SeUct輸出 之間的電阻器1 62 1及1 622 ’彼此串列式連接在控制器 164的An t_Select輸出和含電容器1641及1642和感應器 1 6 5 1及1 6 5 2之低通濾波器結構之間的一對反相器1 6 3 1及 1 6 3 2，低通濾波器結構被耦合在反相器1 6 3 1及1 6 3 2和在 二極體1 6 1 1及1 6 1 2之間的電路節點之間’及每一個都耦 合在反相器1 63 1及1 6 3 2之間的電路節點和各自網路B及 C中的電路節點之間的一對L R C濾波器網路1 6 6 1及1 6 6 2 -30- 200529084 (28) 。在操作中，由電阻器1621及1622將Ant_Select信號變 換成電壓信號，，該電壓信號首先由反相器1 6 3 1反相， 然後再由反相器1 6 3 2反相。反相器1 6 3 2的輸出經由電容 器1641及1 642和感應器1651及1 652製成的低通濾波器 結構供應到二極體1 6 1 1及1 6 1 2之間的電路節點反相器 1631的輸出各自經由LRC網路1661及1 662供應到二極 體1 6 11及1 6 1 2的其他終端。如此，二極體1 6 7 1或二極 體1 672依據視號傳導，連接網路B或網路C到網 路A。 圖1 6E圖解根據本發明的另一實施例之開關元件 1 6 1 0的另一實施。如圖1 6E所示，使用場效電晶體（ FETs) 1671及1672取代二極體1611及1612用以在網路 B和網路C之間開關。FET 1 67 1的源極/吸極擴散連接到 各自的網路A輸出和網路B輸入。FET 1 672的源極/吸極 擴散連接到各自的網路C輸入和網路A輸出。FETs 1671 及1 6 7 2的閘極透過各自的電容器C F 1及c F2連接到地面及 連接到各自反相器1 6 3 2及1 6 3 1的輸出，使得F E T 1 6 7 1 或FET 1 6 72依據Antj言號傳導。 雖然圖16C及16E只圖示實施開關元件1610的兩例 子，但是也可使用技術中已知開關元件1 6 1 0的其他實施 。不管如何實施，開關元件有助於需要說明的寄生組件， 以便獲得最佳的信號品質。作爲一個例子，當開關元件 1 6 1 0被切換成連接網路B與網路A，即如圖1 6 A及1 6 B 所示選擇A n t _ 0，諸如二極體1 6 1 1及1 6 1 2或F E T s 1 6 7 1 -31 - 200529084 (29) 及1 6 72等開關元件1 6 1 0中的組件有助於寄生組件，使得 開關元件1 6 1 0可比擬做含電阻器Rs、電容器Cs和感應器 LS1，LS25及LS3的寄生組件之組合。感應器LS1、電阻器 Rs、及感應器LS2彼此串列連接在網路A和網路B之間。 電容器Cs和感應器LS1彼此串列連接，及感應器LS1與電 阻器Rs及感應器LS2平行並且彼此串列連接在網路A和 網路C之間。開關元件又包括未圖示在圖1 6B的其他寄生 組件。 φ 爲了最佳化在單向耦合器1 2 0和選擇天線之間的與天 線選擇模組1 2 2有關之低通濾波器的轉移功能，開關元件 1 6 1 0的寄生組件之特徵爲決定它們的値及這些値說明何時 選擇網路A，B,及C中之感應器、電容器及/或電阻器的値 ，使得網路A, B，及C和開關元件1610的寄生組件被結合 到一低通濾波器原型結構內。低通濾波器原型結構的例子 包括眾所皆知的Chebyshev或Bessel低通濾波器原型結構 等。在決定網路A 5 B，及C中的組件値時可使用習知電路 φ 模擬程式或經驗法則。例如，當網路B被開關元件1 6 1 0 連接到網路A時，感應器LA!的値可調整說明寄生電感 Ls]及LS2和寄生電阻Rs，及電容器CB1及CC1的値可被 調整說明寄生電容Cs、寄生電感LS3、及網路C的效果。 圖1 6 D圖解根據本發明的一實施例圖示各種組件之示範値 的天線選擇模組1 2 2之電路槪要圖。 雖然圖16A到16D圖示網路A，B，及C包括LC或 LRC串列，但是也可使用技術中已知的其他濾波器網路類 -32- 200529084 (30) 型當作網路A，B,及C。無論使用何種濾波器網路類 藉由選擇網路中的適當組件値，網路A，B 5及C和開 件1 6 1 0中的寄生組件被整合成一濾波器原型結構， 網路A, B，C和開關元件1 6 1 0 —起構成單一濾波器結 取代在單向耦合器1 2 0和選擇天線1 2 4之間的兩串列 式濾波器結構。因此，最小化信號強度的損失及最大 號品質。 再次參照圖1 A，在本發明的一實施例中，RX鏈 包括I分支140，被配置成依據自標籤接收的RF信 生至少一同相信號I-SIG及/或I;及Q分支150，被 成依據自標籤接收的RF信號產生至少一正交信號Q 及/或Q。RX鏈130另外包括分裂器132，被配置成 來自單向耦合器1 3 0的RF信號並且將接收的RF信 裂成分開進入到I分支140和Q分支150之兩RF_re< 信號。RX鏈1 3 0另外包括9 0 ° (四分之一波長） 134，被配置成接收來自分裂器108的RX LO信號並 RX LO信號分裂成與RX LO信號同相及進入到I分支 的第一 LO信號，及與RX LO信號成90 °相移及進入 分支1 5 0的第二L Ο信號。 I分支14 0及Q分支1 5 0的功能是解調來自標 ASK或EPCglobal class-I信號及可包括Ι/Q解調器專 習知外差或超外差技術。如圖1 A所示，I分支140 由第一 L0信號激勵的混頻器141及被配置丨 RF_i*eceive信號變換成第一中間頻率（IF )信！ 型， 關元 使得 構， 連接 化信 13 0 號產 配置 -SIG 接收 號分 :e i v e 混成 且將 140 到Q 籤的 用的 包括 戎將 -33- 200529084 (31) R F _ ι· e c e i v e信號可由預選濾波器（未圖示）過濾，由低雜 訊放大器（未圖示）放大，然後在應用到混頻器1 4 1之前 更進一步由第二預選濾波器（未圖示）過濾。I分支140 另外包括耦合於混頻器1 4 1並且被配置成在第一 I F信號 中過濾出LO信號成分之第一低通濾波器1 42，耦合於低 通濾波器142之至少一基帶增益放大器144、及耦合於基 帶增益放大器1 44並且被配置成過濾出基帶增益放大器 144產生的雜訊之第二低通濾波器146。濾波器的輸出是 同相信號I_SIG。I分支140可另外包括比較器，其充作 被配置成自I_SIG信號產生數位同相信號I之類比數位（ A/D )轉換器148。I_SIG和I信號被提供到控制器164。 同樣地，Q分支1 5 0包括由第二LO信號激勵並且被 配置成將RF_receWe信號轉換成第二IF信號之混頻器 1 5 1。如在I分支中一般，RF_receive信號可由預選濾波 器過濾，由低雜訊放大器放大，然後在應用到混頻器1 5 1 之前更進一步由第二預選濾波器過濾。Q分支1 5 0另外包 括耦合於混頻器並且被配置成過濾出第二I F信號中的L Ο 信號成分之第一滴通濾波器1 5 2，耦合於低通率波器之至 少一基帶增益放大器1 5 4，及耦合於基帶增益放大器1 5 4 並且被配置成過濾出基帶增益放大器1 5 4產生的雜訊之第 二低通濾波器1 5 6。濾波器1 5 6的輸出是正交信號Q_S I G 。Q分支1 5 0可另外包括比較器，其充作被配置成將 Q_SIG信號轉換成數位正交信號Q之A/D轉換器158。 Q_SIG及Q信號被提供到控制器164。 -34 - 200529084 (32) 就典型混頻器和指定的i F頻率而言’有兩種信號能 夠自混頻器141或151產生相同的1F輸出。若這些輸出 的其中之一被認爲是理想的信號，則另一信號被共同稱作 影像，因爲兩信號是有關LO頻率之彼此的鏡射影像。影 像信號影響RX鏈1 3 0的靈敏度並且應該被拒絕。當IF頻 率相當高使得理想信號和影像在頻率中彼此距離相當遠時 ，預選濾波器可置放於混頻器之前的信號通路以不僅抑制 帶外信號也抑制影像信號。然而，就極低IF頻率而言， 理想信號及影像信號在頻率中彼此相當接近，預選濾波器 通常無法適當過濾出影像信號。極低IF頻率通常較隹， 因爲其可使用單片式可結合的濾波器以在被配置成解調自 特定RFID標籤類型接收的class 0信號之FSK接收器中 執行頻道過濾。 爲了解決與低IF頻率有關的影像問題並且解調FSK 或EPC global class 0 ’ RX鏈130另外包括影像拒絕混頻 器（IRM)通路136及耦合於IRM通路136的輸出之FSK 接收器138。IRM通路136被配置成各自自濾波器142及 1 5 2接收過濾的第一和第二I F信號，及產生具有抑制的影 像信號之輸出。如此，IRM通路I 3 6連同混頻器1 4 1及 1 5 1和濾波器1 42及1 52 —起形成影像拒絕混頻器，用以 拒絕影像信號。影像拒絕混頻器與I及Q分支1 4 0及1 5 0 中的I及Q解調器共用混頻器1 4 1及1 5 1和濾波器1 4 2及 1 52 〇 圖1 7爲根據本發明的一實施例之irm通路1 3 6的方 -35- 200529084 (33) 塊圖。如圖1 7所示，IR Μ通路1 3 6具有各自連接到濾波 器152及142之兩輸入口 Ρ1及Ρ2，及連接到FSK接收器 138之輸出口 Ρ3。IRM通路136另外包括各自經由輸入口 Ρ 1及Ρ 2自濾波器1 5 2及1 4 2接收信號之第一和第二緩衝 放大器1 7 1 0及1 7 2 0，各自耦合於第一和第二緩衝放大器 1710及1720之第一和第二全通濾波器1730及1740，具 有耦合於第一全通濾波器1 7 3 0的第一輸入S 1和耦合於第 二全通濾波器1740的第二輸入S2之加法器1750，及耦 鲁 合於加法器1 7 5 0的輸出之低通濾波器1 7 6 0。I RM通路 1 3 6另外包括各自插在輸入口 Ρ 1及Ρ2和緩衝放大器1 7 1 0 及1 720之間的阻隔電容器Cbl及Cb2，各自插在全通濾波 器1 7 3 0和加法器1 7 5 0的第一輸入S 1之間及在全通濾波 器1 740和加法器1 75 0的第二輸入S2之間的Cb3及Cb4， 插在加法器1 7 5 0和低通濾波器1 7 6 0之間的C b 5，及插在 低通濾波器1 760和輸出口 P3之間的Cb6。阻隔電容器的 功能是在IRM通路1 3 6的輸出光譜中產生下面將更詳細說 鲁 明的低頻轉降。 緩衝放大器1710及1 720可包括被配置成各自放大來 自濾波器1 52及1 42的信號之習知緩衝放大器電路，及各 自提供低源阻抗到全通濾波器1 7 3 0及1 740。全通濾波器 1 7 3 0及1 7 4 0被配置成各自改變來自緩衝放大器1 7 1 0及 _ 1 7 2 0的信號之相位響應，卻不會改變信號的振幅。在本發 明的一實施例中，全通濾波器1 7 3 0被配置成在來自濾波 器1 7 3 0的信號中產生第一相移，及全通濾波器1 7 4 0被配 -36- 200529084 (34) 置成在來自濾波器1 7 3 0的信號中產生第二相移，結果產 生在兩信號之間的90。總相對相移。 —表2 組件名稱 値 單位 電晶體1 7 1 1 BFS17W Rn 2.21 kQ * R 1 2 1.50 kQ R 1 3 2.0 Ω R 1 4 634 Ω C ] 1 0.1 Pi F 表3 組件名稱 値 單位 電晶體1 7 2 1 BFS17W R 2 1 2.21 k Ω R 2 2 1.50 k Ω R23 2.0 Ω R 2 4 634 Ω c 2 1 0.1 β F 圖1 8圖解根據本發明的一實施例之IRM通路丨3 6的

電路槪要圖。如圖18所示，緩衝放大器171〇包括電晶體 1 7 ] 1，其具有經由阻隔電容器c h!連接到輸入口 p】及經 -37- 200529084 (35) 由電阻器R ! 2連接到地面的基座，經由電阻器R 1 3連接到 地面的射極，和經由電阻器R U連接到其基座及經由電阻 器4和電容器C U連接到地面的集極。同樣地’緩衝放 大器1 7 2 0包括電晶體1 7 2 1，其具有經由阻隔電容器C b2 連接到輸入口 P2及經由電阻器R22連接到地面的基座， 經由電阻器R2 3連接到地面的射極，和經由電阻器R2 1連 接到其基座及經由電阻器R24和電容器C2I連接到地面的 集極。表2及3各自表列緩衝放大器1710及1 720中的示 範性組件選擇。 全通濾波器1 73 0包括op-amp 1731，其具有經由電阻 器R3!連接到電晶體171 1的集極之第一輸入，經由電阻 器R32連接到電晶體1 7 1 1的集極和經由電容器C3連接到 地面之第二輸入，經由阻隔電容器Cb3耦合到加法器1750 的第一輸入S1和透過電阻器R33連接到op-amp 1731的第 一輸入之輸出，及連接到地面的接地終端。同樣地，全通 濾波器1 74 0包括op-amp 1741，其具有經由電阻器R41連 接到電晶體1721的集極之第一輸入，經由電阻器R42連 接到電晶體1 72 1的集極和經由電容器C4連接到地面之第 二輸入，經由阻隔電容器Cb4耦合到加法器1 75 0的第二 輸入S2和透過電阻器R43連接到〇p-amp 1741的第一輸入 之輸出，及連接到地面的接地終端。在全通濾波器1 73 0 或1 74 0中的電阻器R32或R42的値Rph和電容器C3或C4 的値Cph各自被選定用以爲IF頻率達成全通濾波器1730 或174〇的理想相位響應，因爲經由全通濾波器1730或 -38- 200529084 (36) 1 740的相移Φ係由根據下面的等式之RPh和CPh所決定： Φ = tan"

RphC ph

RphCph 表4及5各自表列全中的示範性組件選擇。 雖然表2到5中的組件被選定成爲大約2-4 MHZ的IF 頻率，全通濾波器1 73 0產生第一相移及全通濾波器1740 產生第二相移，但是只要不違背本發明的精神和範疇可改 變這些組件的値和全通濾波器1 73 0及1 74〇的結構。例如 ，只要在自全通濾波器1 73 0和1 740輸出的信號之間是90 °相對相移結果，第一和第二相移可能各自是4 5 °及-4 5 ° ，30°及-60°，10°及 80。，或 90°及 〇°。 表4 組件名稱 値 單位 Op-amp 1731 MAX4223 Rsi 2.21 k Ω R 3 2 2.21 k Ω C 3 1 1 .8 pF C 3 2 56 PF R 3 3 2.2 1 k Ω -39- 200529084 (37) 表5 組件名稱 値 單位 Op-amp 1741 MAX4223 R 4 1 2.2 1 k Ω R 4 2 2.2 1 k Ω C 4 1 1 .8 pF C 4 2 6.8 pF R 4 3 1000 k Ω

加法器1 7 5 0被配置成總計來自全通濾波器1730及 1 740的輸出並且輸出具有大幅抑制影像信號的信號°下面 例子是RF_receive信號中的理想信號S(t)和影像M(0 : S(t) = As sixi[(coLO + M(t) = Am sin[(6>L0 + m1F )t + Αφ) 其中As和Am各自是S(t)和M(t)的振幅，6；lo和u1F 各自是半徑範圍內的LO和IF頻率，及~是S(t)和M⑴之 間的相位差。在I分支1 4 0中的混頻器1 4 1之輸出的信號 Ι〇υτ 是： I0UT = G[S(t) + M(〇]sin(〇7^〇 = —[As cos(mJFt) + AM oos(tuIFt + Δ^)]

及在Q分支1 5 0中的混頻器1 5 1之輸出的信號Q ou T -40 - (38) (38)200529084

Q

Qout = ^[^(0 + M(t)]cos(^L〇t) = —[Λ sin(cJ；F〇 ~ Am sm(mIFt + Δ^)] 如此，藉由使用全通濾波器1 73 0和1 740在I0UT和 Qout之間產生90 °相對相移，及使用加法器1 750總計最 後的信號，在最理想狀態中，I ο υ τ和Q ο υ τ中的影像信號 應完全被消除。 加法器1 7 5 0的輸出然後被低通濾波器網路1 760過濾 ，然後被供應到F S K接收器1 3 8。如圖1 8所示，加法器 1 7 5 0包括 op-amp 1751，其具有透過串列連接的電阻器 R5 1及R53連接到阻隔電容器Cb3、透過串列連接電阻器 R52及R53連接到阻隔電容器Cb4、透過電阻器R54和電容 器C51連接到地面之第一輸入。〇p-amp 1751也具有透過 電容器C 5 2連接到地面的第二輸入，連接到地，面的接地終 端，及經由電容器C53連接到阻隔電容器Cb5、到第一輸 入，及經由電阻器R54和電容器C51連接到地面之輸出。 低通濾波器1 760包括op-amp 1 761，其具有透過串列 連接電阻器R6】及R63連接到阻隔電容器Cb5和透過電阻 器R63和電容器c6】連接到地面之第一輸入。Op-amp 1 76 1 又具有透過電容器C62連接到地面之第二輸入，連接到地 面之接地終端，及經由電容器C63連接到阻隔電容器Cb6 ，和經由電阻器R64和電容器C6 !連接到地面之輸出。 在本發明的一實施例中，加法器1 7 5 0及低通濾波器 -41 - 200529084 (39) 1 7 6 0中的組件値被整合成一低通濾波器原型結構，使得低 通濾波器原型結構和加法器1 7 5 0共用〇 p - a m p 1 7 5 1及其 中相關組件，諸如電阻器R53及r54，和電容器C51，C52, 及C 5 3等。在圖1 8所示的例子中，含加法器1 7 5 〇和濾波 窃網路1 7 6 0之低通據波器原型結構是具有第一 〇 p - a in ρ、 op-amp 1751、及第一 〇p-amp、op-amp 1752 之兩元件低通 濾波器網路。表 6表列根據本發明的一實施例之加法器 1 7 5 0和低通濾波器1 7 6 0中的示範性組件選擇。 阻隔電容器Cbl，Cb2，Cb3，Cb4，Cb5,及Cb6的値被選定 成IRM通路136也具有在其頻率響應中有著快速的低頻轉 降之高通功能。表7表列在IRM 1 3 6的一實施中阻隔電容 器的示範値。

-42- 200529084 (40) 表6 組件名稱 値 -------~ 單位一__ Op-amp 1751 AD 8 0 3 9 Op-amp 1761 AD 8 0 3 9 _______— Rs 1 475 _ -- R 5 2 536 Ω ____ R 6 1 634 _ -1 R 5 3 / R 6 3 330/330 _——> R 5 4 / R 6 4 1000/634 Ω__.___ C51/C61 470/680 pF_____ C 5 2 / C 6 2 22000/22000 —PF__-- c 5 3 / C 6 3 27/12 --

Cb, Cb2 Cb3 Cb4 Cb5 Cb6 —--------- 3 3 00 pF 3300 pF 1 1 0 pF 1 00 pF 3 3 0 pF 3 3〇 PF _——-----

IRM 136中的組件値又被選定成維持自口 P1通到口 P 3的信號及自口 P 2通到口 P 3的信號之對稱。然而’因 爲全通濾波器1 73 0及1 74 0所產生的不同相移，所以電阻 器R32和電容器C3的値不同於電阻器R42和電容器C4的 對應値。結果，電阻器R5!及R52的値被調整及阻隔電容 器Cb3及Cb4的値也被調整，以便補償全通濾波器1730 的輸出阻抗和全通濾波器1 740的輸出阻抗之差異。如此 -43 200529084 (41) ，含電容器Cb!、緩衝放大器1710、全通濾波器1 73 0、及 電容器Cb3之IRM通路136的第一分支所提供的到加法器 1 7 5 0的第一輸入S1之第一源阻抗和含電容器Cb2、緩衝 放大器1720、全通濾波器1740、及電容器Cb4之IRM通 路136的第二分支所提供的到加法器1 75 0的第二輸入S2 之第二源阻抗將相等或幾乎相等。因此，自口 P 1通到口 P3的信號及自口 P2通到口 P3的信號將在加法器1 75 0完 成的加法中相等或幾乎相等被加權。 · 圖19A及19B各自圖解IRM通路162的模擬和量測

相位響應。如圖19A及19B所示，曲線1910S及1910M 各自是當輸入口 P2保持固定電壓時供應到輸入口 P1的輸 入信號之IRM通路136的模擬及量測頻率響應，而曲線 1920S及1920M各自是當輸入口 P1保持固定電壓時供應 到輸入口 P2的輸入信號之IRM通路1 3 6的模擬及量測頻 率響應。如圖19A及19B所示，IRM通路136充作在低於 2 Μ Η z和大約4 Μ Η z的頻率之頻率響應中具有快速轉降的 帶通濾波器。 圖1 9 C圖示曲線1 9 0 1 S及1 9 0 2 S之間的差異標繪圖之 差異曲線1 9 0 5 S，和曲線1910S及1 920S之間的差異標繪 圖之差異曲線1915S。圖19D圖示曲線1901Μ及1 902Μ 之間的差異標繪圖之差異曲線1 9 05 Μ ’和曲線1910Μ及 1 9 2 0Μ之間的差異標繪圖之差異曲線1915Μ。如圖19Α及 19Β 所示，差異曲線 1905S，1905Μ，1915S，及 1915Μ 在 2-4 Μ Η ζ之間的理想頻帶之間全都具有小値，表示在拒絕影 -44 - 200529084 (42) 像信號中含IRM通路136的IRM混頻器有效。 再次參照圖1 A，F S K接收器1 3 8可以是被配置成解 調FSK信號及產生兩輸出（即FSK_CD輸出和FSK_Data 輸出）之習知FSK接收器。A/D轉換器1 74接收FSK_CD 輸出並且將其轉換成供應到控制器164的FSK_CD信號。 FSK —Data輸出通過低通濾波器1 7 2及A / D轉換器1 7 6並 且變成也供應到控制器1 64之FSK_Data信號。在本發明 的一實施例中，使用比較器實施A/D轉換器174及176。 控制器1 64依據它們的相對強度及/或其他可靠性的 指標選擇同相、正交、或F S K信號作更進一步處理。 隨意地，如圖1所示，單一可調整移相器！ 7 〇可位在 TX鏈110或RX鏈130以改良靈敏度。另一選擇是，雙移 相益（未圖不）可各自位在I及Q分支140及150，不過 通常不需要。移相器170被調整成最小化在基帶中將L〇 信號中的相位調變（或相位雜訊）轉換成振幅雜訊之轉換 。藉由加倍相等頻率的第一和第二信號可瞭解此動作，第 一信號（LO信號）的特徵爲有關第二信號（如、 RF —receive信號）的零平均之固定相位偏移φ q及可變相 位雜訊（5 Φ : K =心 sin(a + 么 + 抑).心 sin(欣) 乘積可被重新表示成和： -45 - 200529084 (43) 在低通過 藉由採用 輸出電壓之靈 如此，若 輸出對局部振 偏移將導致理 出。然而，當 處理邏輯拒絕 的是I及Q局 較例子，使得

Vm = Vl^£- {cos(^ + δφ) + cos(2^/ + φ〇+ δφ)} 濾、之後，只有在總計中只有第一組件保持：

Vfiltered =^^{c〇s(^ ^ δφ)} 此式子的衍生物獲得對小相位雜訊之過濾的 敏度·· = - 气哗=- tan(么）

Vfiltered ^(δφ) COS ⑷ 相位偏移等於0或ττ弧度的倍數，則過濾的 盪器中的相位雜訊完全不靈敏。7Γ /2的相位 想信號電壓中的零，如此由相位雜訊主導輸 較弱信號（I或Q )被控制器1 6 4中的信號 及摒棄時，此情況不具重要性。實際上重要 部振盪器信號具最佳條件都是ττ /4弧度之比 dVfiltered

Altered ά(δφ)

一 tan(±R =+1 也就是說 在LO中的相位雜訊用以直接調變過濾的 -46 - 200529084 (44) 輸出信號強度，對1及Q具有相同效果。控制器1 6 4中的 信號處理邏輯將選擇I或Q當作輸入信號，結果是損失靈 敏度，因爲頻率合成器相位雜訊被整合到基帶頻寬內。因 爲相位雜訊通常非常接近載頻（< 100 KHz遠），及典型 的RFID標籤使用具有非常低的調變率之信號，所以使得 所有功率包含在典型上載頻6到200 KHz內，無法拒絕相 位雜訊可能在靈敏度上導致明顯的退化。使用可調整移相 器1 70使選擇的I或Q分支可最適用於相位雜訊拒絕。當 根據本發明的一實施例使用適當的移相器，可發現在IF 相位雜訊中改良15-20 dB之多。 圖20爲根據本發明的一實施例之讀取器】00的操作 時序圖。如圖20所示，由包括VCO賦能控制電壓、PLL 鎖定指示器、及XCVR_Enable電壓的複數控制信號控制 讀取器100的操作時序。當時間t = 0時，讀取器100藉由 發送命令到頻率合成器1 04開始詢問循環以鎖定到理想的 多個參考頻率。典型上，在頻率合成器104達成鎖定在理 想的傳輸頻率之前會遇到諸如1 0 0 // s e c等級等的短延遲 。在此期間，VCO_Enable控制電壓保持低的，如此打開 VCO 202、LO緩衝放大器106、及接收器基帶增益放大器 1 4 4及1 5 4，但是未打開TX鏈1 1 0中的功率放大器。當頻 率合成器1 04正嘗試鎖定到理想頻率以便隔離來自輸出負 載變化的合成器暫態分佈時，緩衝放大器1 06必須開機。 當合成器1 04在時間週期Ts之後，到達穩定的相未鎖定 輸出時，PLLJock指示器電壓變高及XVCR_ENABLE電 -47 - 200529084 (45) 壓拉低，打開TX鏈1 1 0中的功率放大器。然後，讀取器 1 〇〇傳輸連續波（CW )輸出信號一段週期tp，視需求設定 該週期tp以提供足夠的傳輸功率賦能被動標籤儲存電力及 致動它們本身，並且可由發佈的標準固定週期。在tp之後 ，開動調變器控制MOD以發送資料，如圖20圖示的輸出 功率變化一般。調變週期ttx的持續期間也可參考標準加 以固定。在時間ttx之後，CW輸出被重新儲存一些回復時 間td，之後，已由詢問機定址的標籤藉由調變連接到其天 線的負載加以反應，如此如圖2 0所示一般感應接收功率 中的調變。CW輸出功率維持一段時間trx，該段時間典型 上由可應用的操作標準加以指定’並且被選定成使所有資 料的時間可自最遠想像的標籤傳輸。然後，讀取器1 〇〇產 生處理在此詢問循環期間接收的所有資料需要之耗用時間 ，包括與網路或區域控制裝置的可能通訊以便接收下一活 動的指令。在此耗用時間期間’ VCO賦能電壓及 SC VR_Enable電壓（未圖示）都拉高，關掉VCO 202及到 RF組件的電壓，如此大大減少讀取器1 〇 〇所消耗的總電 力。 雖然已利用一些實施例說明本發明’但是此說明並不 用於限制本發明的範圍。只要不違背本文揭示的本發明之 精神和範圍，精於本技藝之人士明白可有許多變化。而且 ，儘管利用RFID讀取器中的組件說明本發明的特定觀點 ，但是這些組件可與RFID讀取器分開，用於其他應用中 -48- 200529084 (46) 槪括而言，本發明包括經由電腦系統可存取的RFID 讀取器用以詢問至少一 RFID標籤。RFID讀取器包含：頻 率合成器，被配置成產生連續波信號；控制器，經由P C 卡介面耦合於電腦系統及被配置成產生複數控制信號；傳 輸鏈，被配置成根據控制信號中的至少一控制信號自連續 波信號的第一部分形成傳輸信號；及接收鏈，被配置成依 據來自 RFID標籤的接收信號和連續波信號的第二部分形 成用以析取與RFID標籤相關的資訊之複數信號；其中頻 率合成器、控制器、傳輸鏈、及接收鏈被相互耦合在一適 用於插入電腦系統的PCMCIA插槽中之外殼內。 在本發明的一賓施例中，控制器和P C卡介面都依據 產生連續波信號的頻率合成器所參考之晶體振盪器產生的 時脈信號加以操作。時脈信號的頻率大約1 4.7 5 MHz或 14.75 MHz的整數倍，及讀取器另外包含耦合在晶體振盪 器和控制器之間的分頻器。 在本發明的一實施例中，RFID讀取器中的傳輸鏈包 含線性功率放大器調變器，其包含：斜坡產生器，被配置 成自控制器接收調變控制信號及依據調變控制信號產生斜 坡信號；電流反射鏡，耦合於斜坡產生器及被配置成依據 斜坡信號產生參考電流；及功率放大器，在偏壓輸入接收 參考電流和在信號輸入接收至少一部分連續波信號及被配 置成輸出傳輸信號。控制信號包含階梯轉移，斜波信號包 含每一個都在斜波時間週期斜立對應的階梯轉移之線性斜 波。斜波信號可以是電壓信號及參考電流與斜波信號成線 -49 - 200529084 (47) 性比例。線性功率放大器調變器可另外包括低通濾波器， 其耦合於斜坡產生器的輸出及被配置成平順斜波信號。 在本發明的一實施例中，RFID讀取器另外包含開關 裝置，其耦合於傳輸鏈及被配置成依據來自控制器的天線 選擇控制信號連接複數天線中的至少一天線到傳輸鏈。開 關裝置包含：第一、第二、及第三濾波器網路，及耦合於 控制器和在第一濾波器網路和第二和第三濾波器網路之間 及被配置成連接第二或第三濾波器網路到第一濾波器網路 之開關元件；其中與開關元件有關的寄生組件和第一、第 二、及第三濾波器網路被整合成一低通濾波器圓形結構。 第二和第三濾波器網路實際上相配，使得第二濾波器網路 中的每一組件與第三濾波器網路中的對應組件相配。當第 一、第二、及第三濾波器網路包含感應器和電容器時，第 一、第二、及第三網路中之感應器和電容器的値被選定成 說明開關元件中的寄生組件之値，使得開關裝置構成一低 通濾波器原型結構。 在本發明的一實施例中，RFID讀取器中的接收鏈產 生至少一同相信號、至少一正交信號、及至少一頻移鍵控 (FSK )信號。接收鏈包含：同相解調器，被配置成產生 至少一同相信號；正交解調器，被配置成產生至少一正交 信號；影像拒絕混頻器（IRM )，耦合於同相和正交解調 器及被配置成抑制與RF信號有關的影像信號；和頻移鍵 控（FSK )接收器，耦合於IRM及被配置成產生至少一 F S K信號。 -50 - 200529084 (48) 在本發明的一實施例中，IRM和同相 混頻器，及IRM和正交解調器共用第二混 包含··第一全通爐波器’耦I合於问相解調 來自同相解調器的第一中間頻率（IF )信 移；第二全通濾波器，耦合於正交解調器 自正交解調器的第二IF信號中產生第二 ，耦合於第一和第二全通濾波器網路及被 第一全通濾波器的第一 IF信號和來自第 第二IF信號之總和的輸出，其中每一第 波器都包含具有相關組件的 〇p-amp，及 濾波器和第二全通濾波器中的組件値被選 通濾波器的第一 IF信號和來自第二全通 信號之間的總相對相移是90°。 在本發明的一實施例中，IRM另外包 構，其中加法器整合在低通濾波器結構並 結構共用至少一操作型放大器。IRM又包· 定位置之阻隔電容器，其中阻隔電容器的 IRM具有在預設IF頻率帶之下過濾頻率的 在本發明的一實施例中，RFID讀取 偵測器和輸出功率控制模組，功率偵測器 收鏈及被配置成偵測接收鏈中的信號功率 到傳輸鏈，輸出功率控制模組被配置成根 信號中的功率位準。功率偵測器又產生額 的天線錯誤。 解調器共用第一 頻器。IRM另外 器及被配置成在 號中產生第一相 及被配置成在來 相移；和加法器 配置成產生來自 二全通濾波器的 一和第二全通濾 其中在第一全通 定成來自第一全 慮波器的第二I F 含低通濃波器結 且與低通濾波器 含插在IRM的特 電容値被選定成 高通功能。 器另外包含功率 耦合於傳輸和接 位準及提供反饋 據反饋調整傳輸 外信號指出可能 -51 - 200529084 (49) 本發明另外包括能夠詢問 EPCglobal class__0及 class—1 RFID標籤之多協定RFID讀取器。多協定RFID讀 取器包含：頻率合成器，被配置成產生局部振盪器信號； 及RF接收器’被配置成自頻率合成器接收局部振盪器信 號及自RFID標籤接收RF信號及依據RF信號和局部振盪 器信號產生至少一同相信號、至少一正交信號、及至少一 頻移鍵控（F S K )信號。 在本發明的一實施例中，RF接收器包含：同相解調馨 器，被配置成產生至少一同相信號；正交解調器，被配置 成產生至少一正交信號；影像拒絕混頻器（IRM )，耦合 於同相和正交解調器及被配置成抑制與RF信號有關的影 像信號；和頻移鍵控（FSK )接收器，耦合於irm及被配 置成產生至少一 FSK信號。 在本發明的一實施例中，IRM和同相解調器共用第一 混頻器’第一混頻器被配置成藉由混合RF信號的第一部 分和局部振盪器信號的第一部分產生第一中間頻率（；[F ) φ 信號，及IRM和正交解調器共用第二混頻器，第二混頻器 被配置成藉由混合RF信號的第二部分和局部振盪器信號 的相移第二部分產生第二IF信號。IRM另外包含：第一 全通濾波器’親合於同相解調器及被配置成在來自同相解 調器的第一 IF信號中產生第一相移；第二全通濾波器，

稱合於正交解調器及被配置成在來自正交解調器的第二I F 信號中產生第二相移；和加法器，耦合於第一和第二全通 濾波器網路及被配置成產生來自第一全通濾波器的第一 I F ‘ 52 - 200529084 (50) 信號和來自第二全通濾波器的第二IF信號之總和 ，其中每一第一和第二全通濾波器都包含具有相關 op-amp，及其中在第一和第二全通濾波器中的組件 定成第一· I F信號和第二Ϊ F信號之間的總相對相移 或接近90°。 IRM另外包含第一緩衝放大器，耦合於第一混 第一全通濾波器之間；及第二緩衝放大器，耦合於 頻器和第二全通放大器之間，第一和第二緩衝放大 上在配置上完全相同。IRM另外包含位在IRM的特 之阻隔電容器，其中阻隔電容器的電容値被選定成 有在預設頻率帶之下過濾頻率的高通功能。 在本發明的一實施例中，加法器包括第一電阻 過第一阻隔電容器耦合於第一全通濾波器；及第二 ，透過第二阻隔電容器耦合於第二全通濾波器；其 和第二電阻器及第一和第二阻隔電容器的値被選定 第一全通濾波器和第二全通濾波器之間的阻抗差， 一 IF信號和第二IF信號在加法器產生的總和中相 乎相等被加權。IRM另外包含低通濾波器結構，其 濾波器結構和加法器被整合以共用至少一操作型放；； 在本發明的一實施例中，多協定RFID讀取器 含可調整移相器，耦合於頻率合成器和同相及正交 之間及被配置成在局部振盪器信號中產生可調整相 便最小化將局部振盪器信號中的相位雜訊轉換成同 交信號中的振幅雜訊之轉換。 的輸出 組件的 値被選 是90 ° 頻器和 第二混 器實際 定位置 IRM具 器，透 電阻器 中第一 成補償 使得第 等或幾 中低通 t器。 另外包 解調器 移，以 相和正 -53- 200529084 (51) 本發明又包括與R F接收器一起使用的影像拒絕混頻 器（IRM ) ’ RF接收器被配置成自局部頻率合成器接收局 部振盪器信號及自遠端物體接收RF信號。IRM包含：第 一混頻器，被配置成藉由混合R F信號的第一部分和局部 振盪器信號的第一部分產生第一中間頻率（IF )信號；第 二混頻器，被配置成藉由混合RF信號的第二部分和局部 振盪器信號的相移第二部分產生第二IF信號；第一全通 濾波器，耦合於第一混頻器及被配置成在來自同相解調器 · 的第一 IF信號中產生第一相移；第二全通濾波器，耦合 於正交解調器及被配置成在來自正交解調器的第二IF信 號中產生第二相移；及加法器，耦合於第一和第二全通濾 波器網路及被配置成產生來自第一全通濾波器的第一 IF 信號和來自第二全通濾波器的第二I F信號之總和的輸出 ，其中每一第一和第二全通濾波器都包含具有相關組件的 〇 p - am p，及其中在第一和第二全通濾波器中的組件値被選 定成第一 IF信號和第二IF信號之間的總相對相移是90 ° · 或接近9 0 °。 IRM另外包含第一緩衝放大器，耦合於第一混頻器和 第一全通濾波器之間；及第二緩衝放大器，耦合於第二混 頻器和第二全通放大器之間，第一和第二緩衝放大器實際 上在配置上完全相同。IRM另外包含位在irm的特定位置 之阻隔電容器，其中阻隔電容器的電容値被選定成IRM具 有在預設頻率帶之下過濾頻率的高通功能。 在本發明的一實施例中，加法器包括第一電阻器，透 - 54- 200529084 (52) 過第一阻隔電容器耦合於第一全通濾波器；及第二電阻器 ，透過第二阻隔電容器耦合於第二全通濾波器；其中第一 和第二電阻器及第一和第二阻隔電容器的値被選定成補償 第一全通濾波器和第二全通濾波器之間的阻抗差，使得第 一 IF信號和第二IF信號在加法器產生的總和中相等或幾 乎相等被加權。IRM另外包含低通濾波器結構，其中低通 濾波器結構和加法器被整合以共用至少一操作型放大器。 本發明另外包括用以詢問RFID標籤之方法，包含·· 產生時脈信號；參考時脈信號產生連續波信號；產生複數 控制信號；透過依據時脈信號操作的P C卡介面控制控制 信號的產生；及根據複數控制信號的其中一控制信號調變 連續波信號。 用以詢問RFID標籤之方法另外包含：根據含階梯轉 移的控制信號其中之一產生斜坡信號，斜.波信號包含每一 個都對應於控制信號中的階梯轉移之線性斜坡；使用電流 反射鏡根據斜坡信號產生參考電流信號；供應參考電流信 號到接收一部分連續波信號之功率放大器；及使用功率放 大器根據參考電流信號調變連續波信號。在本發明的一實 施例中，參考電流信號與斜坡信號成線性比例。 用以詢問RFID標籤之方法另外包含：自RFID標籤 接收RF信號；解調RF信號以產生至少一同相信號、至 少一正交信號、及至少一 F S K信號；及選擇至少一同相信 號、至少一正交信號、或至少一 FSK信號自RFID標籤引 導出含在R F信號中的資訊。在本發明的一實施例中，藉 -55- 200529084 (53) 由混合RF信號和一部分連續波信號解調RF信號，及方 法另外包含在部分連續波信號中產生可調整相移以最小化 連續波信號之相位雜訊轉換成至少一同相信號、至少一正 交信號、及至少一 F S K信號中的振幅雜訊之轉換。 本發明又包括線性功率放大器調變器，用以根據控制 信號調變輸入信號，包含：脈衝整型濾波器，被配置成接 收控制信號及依據控制信號產生斜坡輸出；電流反射鏡， 被配置成接收斜坡輸出及依據斜坡輸出產生參考電流；及 功率放大器，被配置成接收參考電流和輸入信號及被配置 成根據參考電流調變輸入信號。斜坡輸出可以是斜坡電壓 輸出及參考電流與斜坡輸出成線性比例。控制信號包含階 梯轉移及斜坡輸出包含在斜坡時間期間對應於控制信號中 的每一階梯轉移之線性斜坡。 在本發明的一實施例中，脈衝整型濾波器包含操作型 放大器，具有透過第一電阻器連接到大地電位和透過第二 電阻器連接到供應電壓之第一輸入；透過第三電阻器連接 到與控制信號有關的控制電壓之第二輸入，及透過電容器 耦合到第二輸入之輸出。操作型放大器具有與斜坡時間期 間比較相當快之轉換率。 調變器可另外包含耦合於脈衝整型濾波器的輸出及被 配置成平順斜坡輸出之低通濾波器。 在本發明的一實施例中，調變器中的電流反射鏡包括 第一電晶體，被配置當作供應電壓和脈衝整型濾波器的輸 出之間的二極體；及第二電晶體，與電流反射竟配置中的 -56- 200529084 (54) 第一電晶體耦合，其中參考電流產生在第二電晶體。功率 放大器包括參考電晶體，耦合再供應電壓和大地電位之間 及被配置成自電流反射鏡接收參考電流；及複數功率放大 器單元，每一個都依據參考電流和輸入信號產生偏壓電流 〇 在本發明的一實施例中，線性功率放大器調變器位在 RFID讀取器的傳輸信號通路。輸入信號是一 RFID讀取器 中的頻率合成器產生之連續波信號。 # 本發明另外包括用以調變輸入信號之方法，包含：接 收控制信號，控制信號包含階梯轉移；根據控制信號產生 斜坡信號，斜坡信號在斜坡時間週期期間斜立控制信號中 的每一階梯轉移·，使用電流反射鏡根據斜坡信號產生參考 電流信號；供應參考電流信號到接收輸入信號的功率放大 器；及使用功率放大器根據參考電流信號調變輸入信號。 在本發明的特定實施例中，參考電流信號與斜坡信號 成線性比例。接收控制信號包含在操作型放大器的第一輸 Φ 入中接收控制信號，操作型放大器的第二輸入經由第一電 阻器耦合於地面及經由第二電阻器耦合於供應電壓，及操 作型放大器的輸出透過電容器耦合於第一輸入。產生斜坡 信號包含經由低通過濾器過濾來自操作型放大器的輸出信 號。供應參考電流信號到功率放大器包含供應參考電流到 功率放大器中的參考電晶體。根據參考電流信號調變輸入 信號包含依據每一複數功率電晶體中的參烤電流產生偏壓 電流。 -57 - 200529084 (55) 本發明另外包括依據來自控制器的控制信號用以 RF信號之開關裝置。開關裝置包含：第一、第二、 三濾波器網路，及開關元件耦合於控制器和耦合在第 波器網路和第二和第三濾波器網路之間及被配置成依 制信號連接第二或第三濾波器網路到第一濾波器網路 中與開關元件有關的寄生組件和第一、第二、及第三 器網路被整合成一低通濾波器原型結構。低通濾波器 結構是一 Chebyshev低通濾波器原型結構、Bessel低 波器原型結構等。第二和第三濾波器網路與第三濾波 路中的對應組件相配。 在本發明的一實施例中，第一、第二、及第三濾 網路都包含LC串列，及在第一、第二、及第三濾波 路中之感應器或電容器的値被選定成說明開關元件中 生組件之値，使得開關裝置充作RF信號的一低通濾 原型結構。 在本發明的一實施例中，依據開關元件中的寄生 之値選定第一濾波器網路中的至少一電感値和每一第 第三濾、波器網路中的至少一電容値。 在本發明的一實施例中，開關元件的寄生組件包 第一寄生感應器，耦合於第一濾波器網路；寄生電阻 第二寄生感應器，彼此串列連接並且當開關元件連接 濾波器網路和第二濾波器網路時位在第一感應器和第 波器網路之間；及寄生電容器和第三寄生感應器，彼 列連接並且當開關元件連接第一濾波器網路和第二濾 路由 及第 一濾 據控 ;其 濾波 原型 通濾 器網 波器 器網 的寄 波器 組件 二和 含： 器和 第一 二濾 此串 波器 -58- (56) 200529084 網路時位在第一感應器和第三濾波器網路 在本發明的一實施例中，第一、第二 網路都包含至少兩串列連接感應器，耦合 輸入和輸出之間；第一電容器，耦合在輸 間；及第二電容器，耦合在濾波器網路中 地終端之間，及其中依據開關元件中的寄 第一、第二、及第三濾波器網路中的至少· 在本發明的一實施例中，有助於寄生 中的組件包含：第一二極體，耦合於第一 出和第二濾波器網路的輸入之間；及第二 第一濾波器網路的輸出和第三濾波器網路 關兀件另外包含一對串列連接的反相器 波器網路的輸出和控制器之間；在一對串 間的電路節點，耦合於每一第二和第三濾 路節點，使得第一二極體或第二二極體反 的控制信號加以傳導。開關元件另外包含 器網路的輸出和一對串列連接反相器之間 構。 在本發明的另一實施例中，有助於寄 件中的組件包含：第一 FET，具有分別耦 網路的輸出和第二濾波器網路的輸入之源 經由反相器耦合於控制器之閘極；及第二 耦合於第三濾波器網路的輸入和第一濾波 源極/吸極擴散及經由一對反相器耦合於控 之間。 、及第三濾波器 在濾波器網路@ 入和接地終端2 的電路節點和接 生組件選定每一 一電容値。 組件之開關元件 濾波器網路的輸 二極體，耦合於 的輸入之間。開 ，耦合於第一濾 列連接反相器之 波器網路中的電 應於來自控制器 耦合在第一濾波 的低通濾波器結 生組件之開關元 合於第一濾波器 (極/吸極擴散及 FET，具有分別 器網路的輸出之 制器之閘極。 -59- 200529084 (57) 在本發明的一實施例中，第二和第三濾波器網路 耦合於一對天線，及開關裝置被配置成選擇形成在 讀取器中用以傳輸RF信號之天線。 本發明另外包括用以路由RF信號之方法，包含 生控制信號；使用接收控制信號的開關元件連接第二 器網路或第三濾波器網路到第一濾波器網路；經由第 波器網路過濾RF信號；及經由利用開關元件連接到 濾波器網路的第二濾波器網路或第三濾波器網路過鴻 信號；其中與開關元件有關的寄生元件和第一、第二 第三濾波器網路整合成一低通濾波器原型結構，使得 --低通濾波器過濾經過第一濾波器網路和以開關元件 到第一濾波器網路的第二或第三濾波器網路之RF信號 本發明另外包括用以形成路由RF信號的開關元 方法，包含：設置第一、第二、及第三濾波器網路； 耦合於第一濾波器網路和第二和第三濾波器網路之間 關元件，開關元件被配置成選擇第二或第三濾波器網 接到第一濾波器網路；決定與開關元件有關的寄生組 値；及依據寄生組件的値調整第一、第二、及第三濾 網路中的組件値，使得開關裝置充作RF信號的一低 波器原型結構。 在本發明的一實施例中，調整組件値包含：執行 模擬或使用經驗調整已決定組件値，使得第一濾波器 、開關元件、以開關元件連接到第一濾波器網路的第 第三濾波器網路、及未連接到第一濾波器網路的第三 分別 RFID :產 濾波 一濾 第一 I RF 、及 利用 連接 I ° 件之 設置 的開 路連 件之 波器 通濾 電路 網路 二或 或第 -60- 200529084 (58) 二濾波器網路被整合以形成一低通濾波器原型結構。 在本發明的一實施例中，第一、第二、及第三濾波器 網路都包含電容器和感應器’及其中調整組件値包含依據 寄生組件的値選擇第一濾波器網路中的至少一電感値及每 一第二和第三濾波器網路中的至少一電容値。 在本發明的一實施例中，有助於寄生組件之開關元件 中的組件包含一對二極體或一對FETs。 在本發明的一實施例中，決定寄生組件的値包含：決 · 定耦合於第一濾波器網路的第一寄生感應器之値；決定彼 此串列連接及當開關元件連接第一濾波器網路和第二濾波 器網路時位在第一感應器和第二濾波器網路之間的寄生電 阻器和第二寄生感應器之値·，及決定彼此串列連接及當開 關兀件連接第一濾波器網路和第二濾波器網路時位在第一 感應器和第三濾波器網路之間的寄生電容器和第三寄生感 應器之値。 本發明另外包括具有第一輸入口、第二輸入口、及耦鲁 合口之單向耦合器。單向耦合器包含：第一傳導線，延伸 在第一和第一輸入口之間；第二傳導線，延伸在耦^合口和 電阻器的第一終端之間；第一分流開關，耦合於第一輸入 口和稱合口之間；第二分流開關，耦合於電阻器的第一終 端和第二終端之間；及第三分流開關，耦合於第三輸入口 和大地電位之間。 在本發明的一實施例中，單向耦合器耦合於RFID讀 取器的傳輸和接收鏈，及當啓動時，分流開關使單向耦合 -61 - 200529084 (59) 器可變成有關來自傳輸鏈的四分之一波長變換器及爲與 RFID讀取器有關的天線所接收之信號提供直接通路以到 達接收鏈。 【圖式簡單說明】 圖1A爲根據本發明的一實施例之RFID讀取器的方 塊圖。 圖1 B爲能夠用於操作RFID讀取器的電腦系統之方 Φ 塊圖。 圖2爲用於根據本發明的一實施例之RFID讀取器的 頻率合成器之槪要方塊圖。 圖3爲使用可控制的衰減器和過濾的控制電壓之習知 技術RF發送器的方塊圖。 圖5爲用於根據本發明的一實施例之RFID讀取器的 調變器之方塊圖。 圖6爲根據本發明的一實施例之調變器中的線性功率 馨 放大ΐϊί之方塊圖。 圖7爲與習知功率放大器一起建立的功率放大電路之 電路槪要圖。 圖8爲功率放大電路的輸出功率VS參考輸入電壓圖 〇 圖9爲功率放大電路的輸出光譜圖。 圖1 〇爲量測的功率電晶體集極電流vs功率放大器中 的參考電流圖。 -62 - 200529084 (60) 圖1 1爲對數參考比例尺之量測的功率電晶體集極電 流V S功率放大器中的參考電流圖。 圖1 2爲根據本發明的一實施例之線性功率放大器調 變器的電路槪要圖。 圖1 3爲根據本發明的一實施例之線性功率放大器調 變器的控制電壓和電流圖。 圖1 4爲根據本發明的一實施例之線性功率放大器調 變器的示範性輸出光譜圖。 圖1 5 A及1 5 B爲根據本發明的一實施例之RF ID讀取 器中的單向耦合器之電路槪要圖。 圖1 6 A及1 6 B爲根據本發明的一實施例之RF I D讀取 器中的天線選擇模組之電路槪要圖。 圖1 6 C爲根據本發明的一實施例之天線選擇模組中的 開關元件之電路槪要圖。 圖1 6 D爲根據本發明的一實施例之組件値的天線選擇 模組之電路槪要圖。 圖1 6E爲根據本發明的另一實施例之天線選擇模組中 的開關元件之電路槪要圖。 圖1 7爲根據本發明的一實施例之RFID讀取器中的 IRM通路之方塊圖。 圖1 8爲根據本發明的一實施例之IRM通路中的全通 濾波器之電路槪要圖。 圖1 9 A及1 9 B爲根據本發明的一實施例之I R Μ通路 的模擬和量測的相位及頻率反應之標繪圖。 -63 - 200529084 (61) 圖1 9c及1 9D爲根據本發明的〜 蕙施例之IR Μ通路 的模擬和量測的相位及頻率反應之不同檩,繪疆j。 圖20爲根據本發明的一實施例之RFID讀取器中的各 種信號之時序圖。 [主要元件符號說明】 100 瞋 取 器 102 晶 體 振 盪 器 104 頻 率 合 成 器 106 局 部 振 盪 器 緩 衝 放 大器 108 分 裂 器 110 傳 輸 鏈 112 輸 出 功 率 控 制 模 組 114 調 變 器 116 功 率 偵 測 器 118 衰 減 驅 動 器 120 單 向 耦 合 器 122 天 線 選 擇 模 組 124 天 線 13 0 接 收 鏈 132 分 裂 器 134 90 〇渭 '成 136 影 像 拒 絕 混 頻 器 通 路 13 8 頻 移 鍵 控 接 收 器

-64 - 200529084 (62) 140 I分支 14 1 混頻器 142 第一低通濾波器 144 基帶增益放大器 146 第二低通濾波器 148 類比數位轉換器 15 0 Q分支 15 1 混頻器 1 52 第一低通濾波器 1 54 基帶增益放大器 1 56 第二低通濾波器 15 8 類比數位轉換器 1 62 PC卡介面 1 64 控制器 166 分頻器 1 7 0 移相器 1 72 濾、波器 1 74 數位類比轉換器 1 76 數位類比轉換器 1 80 電腦系統 1 82 中央處理單元 1 84 記憶體單元 1 86 P C卡擴充槽 1 88 使用者介面

-65- 200529084 (63) 1 90 顯 示 裝 置 1 92 匯 流 排 1 94 PCMCIA 匯 流 排 202 電 壓 控 制 振 盪 器 204 迴 路 濾 波 器 206 相 位 偵 測 器 2 12 分 頻 器 2 14 分 頻 器 3 00 發 送 器 3 0 1 傳 輸 信 號 通 路 3 10 開 關 衰 減 器 320 功 率 放 大 器 400 發 送 器 4 10 衰 減 器 420 濾 波 器 43 0 控 制 器 440 功 率 放 大 器 5 10 線 性 功 率 放 大 器 5 12 偏 壓 控 制 □ 5 14 信 號 輸 入 5 16 偏 壓 控 制 模 組 520 脈 衝 整 型 濾 波 器 522 斜 坡 產 生 器 5 24 低 通 濾 波 PP 益

-66 - 200529084 (64) 530 前置放大器 6 10 偏壓控制模組 620 信號輸入模組 63 0 功率放大器 63 1 參考輸入 632 信號輸入 700 功率放大電路 7 10 功率放大器 15 10 主線 1520 次要線 1530 分流開關元件 1540 分流開關元件 1550 分流開關元件 16 10 開關元件 16 11 二極體 16 12 二極體 162 1 電阻器 1622 電阻器 163 1 反相器 1632 反相器 164 1 電容器 1 642 電容器 165 1 感應器 165 2 感應器

-67 - 200529084 (65) 1661 LRC濾波器網路 1 6 6 2 L R C澹波器網路 1671 二極體 1 6 72 二極體 1710 第一緩衝放大器 1711 電晶體 1 7 2 0 第二緩衝放大器 1 7 2 1 電晶體 _ 1 73 0 第一全通濾波器 17 3 1 操作型放大器 1 74 0 第二全通濾波器 174 1 操作型放大器 1 7 5 0 加法器 175 1 操作型放大器 1 7 6 0 低通濾波器 1761 操作型放大器 #

Ra 電阻器

Rb 電阻器

Rc 電阻器 -68-

Claims (1)

1. 200529084 (1) 十、申請專利範圍 1 . 一種經由電腦系統可存取的（射擷識別）r〗F D讀取 器，用以詢問至少一 RIFD標籤，包含： 頻率合成器，被配置成產生連續波信號； 控制器’經由P C卡介面耦合於電腦系統及被配置成 產生複數控制信號； 傳輸鏈，被配置成根據控制信號中的至少一控制信號 從連續波信號的第一部分形成傳輸信號；及 接收鏈’被配置成依據來自RFID標籤的接收信號和 連續波信號的第二部分形成用以析取與RFID標籤相關的 資訊之複數信號； 其中頻率合成器、控制器、傳輸鏈、及接收鏈被相互 耦合在一適用於插入電腦系統的PCMCIA插槽中之外殼內 c 2 ·根據申請專利範圍第1項之讀取器，其中控制器和 PC卡介面都依據產生連續波信號的頻率合成器所參考之 晶體振盪器產生的時脈信號加以操作。 3 ·根據申請專利範圍第2項之讀取器，其中時脈信號 的頻率是14.75 MHz或14.75 MHz的整數倍，讀取器另外 包含耦合在晶體振盪器和控制器之間的分頻器。 4 .根據申請專利範圍第1項之讀取器，其中傳輸鏈包 含線性功率放大器調變器，其包含： 斜坡產生器，被配置成自控制器接收調變控制信號及 依據調變控制信號產生斜坡信號； -69- 200529084 (2) 電流反射鏡，耦合於斜坡產生器及被配置成依據斜$ 信號產生參考電流；及 功率放大器，在偏壓輸入接收參考電流和在信號_ > 接收至少一部分連續波信號及被配置成輸出傳輸信號。 5 ·根據申請專利範圍第4項之讀取器，其中控制信號 包含階梯轉移，斜波信號包含每一個都在斜波時間週期斜 立對應的階梯轉移之線性斜波。 6 ·根據申請專利範圍第4項之讀取器，其中斜波信號 是電壓信號及參考電流與斜波信號成線性比例。 7 .根據申請專利範圍第6項之讀取器，另外包含低通 濾波器，其耦合於斜坡產生器的輸出及被配置成平順斜波 信號。 8 ·根據申請專利範圍第1項之讀取器，另外包含開關 裝置，其耦I合於傳輸鏈及被配置成依據來自控制器的天線 選擇控制信號連接複數天線中的至少一天線到傳輸鏈，開 關裝置包含： 第一、第二、及第三濾波器網路，及 開關元件，顆I合於控制器和在第一濾波器網路和第二 和第三濾波器網路之間及被配置成連接第二或第三濾波器 網路到第一濾波器網路；及 其中與開關元件有關的寄生組件和第一、第二、及第 三濾波器網路被整合成一低通濾波器圓形結構。 9 ·根據申請專利範圍第8項之讀取器，其中第二和第 三濾波器網路實際上相配，使得第二濾波器網路中的每一 -70- 200529084 (3) 組件與第三濾波器網路中的對應組件相配。 1 0 .根據申請專利範圍第9項之讀取器，其中第一、 第二、及第三濾波器網路包含感應器和電容器’及其中第 一、第二、及第三濾波器網路中之感應器和電容器的値被 選定成說明開關元件中的寄生組件之値’使得開關裝置構 成一低通濾波器原型結構。 1 1 .根據申請專利範圍第1項之讀取器，其中接收鍵 產生至少一同相信號、至少一正交信號、及至少一頻移鍵 控（F S K )信號。 1 2 .根據申請專利範圍第1 1項之讀取器，其中接收鏈 包含： 同相解調器，被配置成產生至少一同相信號； 正交解調器，被配置成產生至少一正交信號； 影像拒絕混頻器（IRM ) ’耦合於同相和正交解調器 及被配置成抑制與RF信號有關的影像信號；及 頻移鍵控（F S K )接收器，耦合於1RM及被配置成產 生至少一 F S K信號。 13.根據申請專利範圍第12項之讀取器’其中1RM和 同相解調器共用第一混頻器，及IRM和正交解調器共用第 二混頻器’ 1R Μ另外包含： 第一全通濾波器，耦合於同相解調器及被配置成在來 自同相解調器的第一中間頻率（IF )信號中產生第一相移 y 第二全通濾波器，耦合於正交解調器及被配置成在來 -71 - 200529084 (4) 自正交解調器的第二IF信號中產生第二相移；及 加法器，耦合於第一和第二全通濾波器網路及被配置 成產生來自第一全通濾波器的第一 IF信號和來自第二全 通濾波器的第二IF信號之總和的輸出；及 其中每一第一和第二全通濾波器都包含具有相關組件 的〇p-amp，及其中在第一全通濾波器和第二全通濾波器 中的組件値被選定成來自第一全通濾波器的第一 IF信號 和來自第二全通濾波器的第二IF信號之間的總相對相移 是 90。。 1 4 .根據申請專利範圍第1 3項之讀取器，另外包含低 通濾波器結構，其中加法器整合在低通濾波器結構並且與 低通濾波器結構共用至少一操作型放大器。 1 5 .根據申請專利範圍第1 3項之讀取器，另外包含插 在IRM的特定位置之阻隔電容器，其中阻隔電容器的電容 値被選定成IRM具有在預設IF頻率帶之下過濾頻率的高 通功能。 1 6 .根據申請專利範圍第1項之讀取器，另外包含功 率偵測器和輸出功率控制模組，功率偵測器耦合於傳輸和 接收鏈及被配置成偵測接收鏈中的信號功率位準及提供反 饋到傳輸鏈，輸出功率控制模組被配置成根據反饋調整傳 輸信號中的功率位準。 1 7 .根據申請專利範圍第16項之讀取器，其中功率偵 測器產生額外信號指出可能的天線錯誤。 1 8 . —種兩以詢問RF I D標籤之方法，包含： -72 - 200529084 (5) 產生時脈信號； 參考時脈信號產生連續波信號； 產生複數控制信號； 透過依據時脈信號操作的pc卡介面控制控制信號的 產生；及 根據複數控制信號中的其中一控制信號調變連續波信 號。 19.根據申請專利範圍第18項之方法，另外包含： 根據含階梯轉移的控制信號其中之一產生斜坡信號， 斜波信號包含每一個都對應於控制信號中的階梯轉移之線 性斜坡； 使用電流反射鏡根據斜坡信號產生參考電流信號； 供應參考電流信號到接收一部分連續波信號之功率放 大器；及 使用功率放大器根據參考電流信號調變連續波信號。 2 0 .根據申請專利範圍第1 9項之方法，其中參考電流 信號與斜坡信號成線性比例。 2 1 ·根據申請專利範圍第1 8項之方法，另外包含： 自RFID標籤接收RF信號； 解調RF信號以產生至少一同相信號、至少一正交信 號、及至少一 FSK信號；及 選擇至少一同相信號、至少一正交信號、或至少一 FSK信號自RFID標籤引導出含在rf信號中的資訊。