一种应用于rfid阅读器全芯片的供电管理装置及方法
一种应用于rfid阅读器全芯片的供电管理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及射频识别(Rad1 Frequency Identificat1n,RFID)阅读器电源管理技术领域，尤其涉一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法。
【背景技术】
[0002]RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过电磁波或电感祸合方式传递信号，以完成对目标对象的自动识别。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。
[0003]一个基本的射频识别系统包括阅读器和应答器(也称电子标签)两个部分，而射频识别技术的基本思想是:通过阅读器发射一定频率的射频信号，实现对附着有电子标签的各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别。与条形码、磁卡、接触式集成电路卡(Integrated Circuit Card，IC卡)等其它自动识别技术相比，即RFID技术具有识别过程无须人工干预、可同时识别多个目标、信息存储量大、可工作于各种恶劣环境等优点。因此，RFID技术已经被广泛地应用于固定资产管理、生产线自动化、动物和车辆识别、公路收费、门禁系统、仓储、商品防伪、航空包裹管理、集装箱管理等领域。
[0004]阅读器作为RFID系统的重要组成部分，对整个系统的性能具有很大的决定作用。阅读器集模拟接收端、射频发射端和数字基带于一体，具有数模混合电路的特点。因此为了满足低功耗高性能的要求，需要对接收端，数字基带和射频发射端分别供电，避免数模共电压域造成信号干扰与失真。通常采用片外PCB板级进行芯片通讯信号滤波、稳压、供电。但是在PCB板级的供电设计容易引入环境噪声，并且需要额外的引脚用于多电压域的隔离供电。因此需要在芯片内部实现多电压供电，现有电路无法满足多电压供电的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法，不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
[0006]为了解决上述问题，本发明提出了一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，所述装置包括:
[0007]运放模块，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块；
[0008]模数转换模块，用于接收运放模块发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0009]数字控制模块，用于根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路；
[0010]功率管模块，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。
[0011]优选地，所述功率管模块包括多个功率管，所述功率管的漏极并联、栅极接于所述数字控制模块的输出端。
[0012]优选地，所述多个功率管的漏极输出反馈采样信号至运放模块，以及输出电压Vout0
[0013]优选地，所述运放模块为运算放大器。
[0014]优选地，所述功率管为PMOS管。
[0015]相应地，本发明实施例还提供一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法，所述方法包括:
[0016]接收参考电压、以及由功率管输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，输出模拟信号；
[0017]将所述模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0018]根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路，并输出电压Vout0
[0019]在本发明实施例中，通过反馈阻抗网络采样输出电压信号，并将该采样信号与参考电压相比较，将比较输出的模拟信号进行模数转换，功率管的栅端数字控制电路根据数字化的反馈采样信号依次开启或关闭相应支路的功率管，进而实现输出电压的稳定与负载变化的快速响应。不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1是本发明实施例的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置的结构组成示意图；
[0022]图2是本发明实施例的供电管理装置的电路组成示意图；
[0023]图3是本发明实施例的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]图1是本发明实施例的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，如图1所示，该装置包括:
[0026]运放模块1，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块2 ;
[0027]模数转换模块2，用于接收运放模块I发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0028]数字控制模块3，用于根据反馈采样 信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路；
[0029]功率管模块4，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。
[0030]图2示出了该供电管理装置的电路构成，下面结合图2对本发明的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置进行详细说明。
[0031]如图2所示，功率管模块包括多个功率管，该功率管为PMOS管，功率管的漏极并联、栅极接于数字控制模块的输出端，多个功率管的漏极输出反馈采样信号至运放模块，以及输出电压Vout。
[0032]其中，运放模块为运算放大器，正输入端接收参考电压Vref，负输入端接收发自功率管的反馈采样信号。
[0033]在本发明实施例中，基于多路功率管控制的数控线性稳压器(Low DropoutRegulator, LD0)通过反馈阻抗网络采样输出电压信号，并将该反馈采样信号与参考电压(Vref)相比较，将比较输出的模拟信号进行模数转换，功率管的栅端数字化控制电路根据数字化的反馈采样信号依次开启或关闭相应支路的功率管，进而实现LDO输出电压的稳定与负载变化的快速响应。
[0034]其中，数控LDO的输出精度和纹波大小由模数转换的精度和功率管支路的多少来决定，转换位数越高，数控电路所能控制的功率管支路越多，LDO的输出就越精准。
[0035]由于典型LDO的瞬态响应由其环路带宽决定，并且由于环路中的运算放大器的带宽和环路带宽的限制，使得瞬态响应较慢。而本发明实施例的供电管理装置不存在这样的限制。在一定的数/模转换精度下，LDO的响应由数控电路的编码精细程度和功率管的支路数量决定。
[0036]另外，本发明实施例还提供一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法，如图3所示，该方法包括:
[0037]S301，接收参考电压、以及由功率管输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，输出模拟信号；
[0038]S302，将模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0039]S303，根据反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路，并输出电压Vout0
[0040]在本发明实施例中，通过反馈阻抗网络采样输出电压信号，并将该采样信号与参考电压相比较，将比较输出的模拟信号进行模数转换，功率管的栅端数字控制电路根据数字化的反馈采样信号依次开启或关闭相应支路的功率管，进而实现输出电压的稳定与负载变化的快速响应。不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
[0041]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
[0042]另外，以上对本发明实施例所提供的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述装置包括: 运放模块，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块； 模数转换模块，用于接收运放模块发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号； 数字控制模块，用于根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路； 功率管模块，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。2.如权利要求1所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述功率管模块包括多个功率管，所述功率管的漏极并联、栅极接于所述数字控制模块的输出端。3.如权利要求2所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述多个功率管的漏极输出反馈采样信号至运放模块，以及输出电压Vout。4.如权利要求3所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述运放模块为运算放大器。5.如权利要求2或3所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述功率管为PMOS管。6.一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法，其特征在于，所述方法包括: 接收参考电压、以及由功率管输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，输出模拟信号； 将所述模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号； 根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路，并输出电压Vout。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法，其中，该装置包括：运放模块，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块；模数转换模块，用于接收运放模块发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；数字控制模块，用于根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路；功率管模块，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。实施本发明实施例，不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
【IPC分类】G06K19/077
【公开号】CN104899636
【申请号】CN201510240016
【发明人】胡建国, 段志奎, 丁一, 吴劲, 李启文, 王德明
【申请人】广州中大微电子有限公司, 广州华南物联网技术创新中心
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日
【技术领域】
[0001]本发明涉及射频识别(Rad1 Frequency Identificat1n,RFID)阅读器电源管理技术领域，尤其涉一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法。
【背景技术】
[0002]RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过电磁波或电感祸合方式传递信号，以完成对目标对象的自动识别。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。
[0003]一个基本的射频识别系统包括阅读器和应答器(也称电子标签)两个部分，而射频识别技术的基本思想是:通过阅读器发射一定频率的射频信号，实现对附着有电子标签的各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别。与条形码、磁卡、接触式集成电路卡(Integrated Circuit Card，IC卡)等其它自动识别技术相比，即RFID技术具有识别过程无须人工干预、可同时识别多个目标、信息存储量大、可工作于各种恶劣环境等优点。因此，RFID技术已经被广泛地应用于固定资产管理、生产线自动化、动物和车辆识别、公路收费、门禁系统、仓储、商品防伪、航空包裹管理、集装箱管理等领域。
[0004]阅读器作为RFID系统的重要组成部分，对整个系统的性能具有很大的决定作用。阅读器集模拟接收端、射频发射端和数字基带于一体，具有数模混合电路的特点。因此为了满足低功耗高性能的要求，需要对接收端，数字基带和射频发射端分别供电，避免数模共电压域造成信号干扰与失真。通常采用片外PCB板级进行芯片通讯信号滤波、稳压、供电。但是在PCB板级的供电设计容易引入环境噪声，并且需要额外的引脚用于多电压域的隔离供电。因此需要在芯片内部实现多电压供电，现有电路无法满足多电压供电的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法，不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
[0006]为了解决上述问题，本发明提出了一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，所述装置包括:
[0007]运放模块，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块；
[0008]模数转换模块，用于接收运放模块发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0009]数字控制模块，用于根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路；
[0010]功率管模块，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。
[0011]优选地，所述功率管模块包括多个功率管，所述功率管的漏极并联、栅极接于所述数字控制模块的输出端。
[0012]优选地，所述多个功率管的漏极输出反馈采样信号至运放模块，以及输出电压Vout0
[0013]优选地，所述运放模块为运算放大器。
[0014]优选地，所述功率管为PMOS管。
[0015]相应地，本发明实施例还提供一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法，所述方法包括:
[0016]接收参考电压、以及由功率管输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，输出模拟信号；
[0017]将所述模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0018]根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路，并输出电压Vout0
[0019]在本发明实施例中，通过反馈阻抗网络采样输出电压信号，并将该采样信号与参考电压相比较，将比较输出的模拟信号进行模数转换，功率管的栅端数字控制电路根据数字化的反馈采样信号依次开启或关闭相应支路的功率管，进而实现输出电压的稳定与负载变化的快速响应。不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1是本发明实施例的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置的结构组成示意图；
[0022]图2是本发明实施例的供电管理装置的电路组成示意图；
[0023]图3是本发明实施例的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]图1是本发明实施例的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，如图1所示，该装置包括:
[0026]运放模块1，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块2 ;
[0027]模数转换模块2，用于接收运放模块I发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0028]数字控制模块3，用于根据反馈采样 信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路；
[0029]功率管模块4，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。
[0030]图2示出了该供电管理装置的电路构成，下面结合图2对本发明的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置进行详细说明。
[0031]如图2所示，功率管模块包括多个功率管，该功率管为PMOS管，功率管的漏极并联、栅极接于数字控制模块的输出端，多个功率管的漏极输出反馈采样信号至运放模块，以及输出电压Vout。
[0032]其中，运放模块为运算放大器，正输入端接收参考电压Vref，负输入端接收发自功率管的反馈采样信号。
[0033]在本发明实施例中，基于多路功率管控制的数控线性稳压器(Low DropoutRegulator, LD0)通过反馈阻抗网络采样输出电压信号，并将该反馈采样信号与参考电压(Vref)相比较，将比较输出的模拟信号进行模数转换，功率管的栅端数字化控制电路根据数字化的反馈采样信号依次开启或关闭相应支路的功率管，进而实现LDO输出电压的稳定与负载变化的快速响应。
[0034]其中，数控LDO的输出精度和纹波大小由模数转换的精度和功率管支路的多少来决定，转换位数越高，数控电路所能控制的功率管支路越多，LDO的输出就越精准。
[0035]由于典型LDO的瞬态响应由其环路带宽决定，并且由于环路中的运算放大器的带宽和环路带宽的限制，使得瞬态响应较慢。而本发明实施例的供电管理装置不存在这样的限制。在一定的数/模转换精度下，LDO的响应由数控电路的编码精细程度和功率管的支路数量决定。
[0036]另外，本发明实施例还提供一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法，如图3所示，该方法包括:
[0037]S301，接收参考电压、以及由功率管输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，输出模拟信号；
[0038]S302，将模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；
[0039]S303，根据反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路，并输出电压Vout0
[0040]在本发明实施例中，通过反馈阻抗网络采样输出电压信号，并将该采样信号与参考电压相比较，将比较输出的模拟信号进行模数转换，功率管的栅端数字控制电路根据数字化的反馈采样信号依次开启或关闭相应支路的功率管，进而实现输出电压的稳定与负载变化的快速响应。不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
[0041]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
[0042]另外，以上对本发明实施例所提供的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述装置包括: 运放模块，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块； 模数转换模块，用于接收运放模块发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号； 数字控制模块，用于根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路； 功率管模块，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。2.如权利要求1所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述功率管模块包括多个功率管，所述功率管的漏极并联、栅极接于所述数字控制模块的输出端。3.如权利要求2所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述多个功率管的漏极输出反馈采样信号至运放模块，以及输出电压Vout。4.如权利要求3所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述运放模块为运算放大器。5.如权利要求2或3所述的应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置，其特征在于，所述功率管为PMOS管。6.一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理方法，其特征在于，所述方法包括: 接收参考电压、以及由功率管输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，输出模拟信号； 将所述模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号； 根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路，并输出电压Vout。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种应用于RFID阅读器全芯片的供电管理装置及方法，其中，该装置包括：运放模块，用于接收参考电压、以及由功率管模块输出的反馈采样信号，并将参考电压和反馈采样信号进行比较，将比较输出的模拟信号发送给模数转换模块；模数转换模块，用于接收运放模块发送的模拟信号，并将该模拟信号进行模数转换，获得数字化的反馈采样信号；数字控制模块，用于根据所述反馈采样信号控制功率管的依次开启或关闭相应支路；功率管模块，用于依次开启或关闭相应支路的功率管。实施本发明实施例，不需要提供额外的引脚用于多电压域的隔离供电，可以在射频识别阅读器的芯片内实现多电压域的供电，且避免引入环境噪声。
【IPC分类】G06K19/077
【公开号】CN104899636
【申请号】CN201510240016
【发明人】胡建国, 段志奎, 丁一, 吴劲, 李启文, 王德明
【申请人】广州中大微电子有限公司, 广州华南物联网技术创新中心
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月12日
最新回复(0)