[发明专利]一种用于无源传感电子标签阅读器的自适应频率跟踪系统

权利要求书

1.一种用于无源传感电子标签阅读器的自适应频率跟踪系统，其特征在于该系统包括锁相环电路，驱动电路，功放电路，由天线线圈L和谐振电容C组成的天线串联谐振回路，降压电阻R，正弦波方波转换电路，和延时电路；其中，所述锁相环电路包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、电压电流转换器、流控振荡器；驱动电路、功放电路、正弦波方波转换电路、延时电路分别由一级或多级具有不同驱动能力的反相器组成；天线线圈L一端与功放电路的输出连接，连接点为n1，天线线圈L另一端和谐振电容C一端连接，连接点为n2；谐振电容C另一端接GND；降压电阻R一端连接n2，另一端和正弦波方波转换电路的输入端连接，连接点为n3；

当系统上电复位后，自适应频率跟踪系统开始工作；设流控振荡器初始的振荡频率为f1；其具有I和Q两路正交电压输出，其中I路信号经过驱动电路和功放电路至天线线圈L和谐振电容C组成的天线串联谐振回路，天线串联谐振回路串联谐振频率为f0=1/(2*π*                                               )；谐振电容C上的电压信号经过降压电阻R后送入正弦波方波转换电路进行波形整形；整形后的方波信号CLKI输入到鉴频鉴相器的时钟输入端Clk；Q路信号经过延时电路后，其信号CLKQ输入到鉴频鉴相器的数据输入端Data；如果流控振荡器的振荡频率和天线串联谐振回路频率不一致，即信号CLKI和信号CLKQ具有不同的相位，此时，锁相环电路调整流控振荡器的振荡频率，直至和天线串联谐振回路频率一致，即调整到信号CLKI和信号CLKQ相位相同，系统完成自适应跟踪，进入锁定状态。 

2.根据权利要求1所述的自适应频率跟踪系统，其特征在于所述的鉴频鉴相器包括两个带复位功能的D触发器U1和U2、一个2输入或门U3、一个2输入与门U4、两个2输入与非门U5和U6；其中，U1的D端输入端接高电平，Clk端连接输入信号Data，Reset端连接U3的输出Rst，Q端输出信号Up；U2的D端输入端接高电平，Clk端连接输入信号Clk，Reset端连接U3的输出Rst，Q端输出信号Dn；U3的输入端分别接U5的输出端n4和U4的输出端n6；U4的输入端分别连接Data和Clk，输出端n6连接U3的一个输入端；U5的一个输入端连接低有效复位信号Rstn，另外一个输入端连接U6的输出端n5；U6的一个输入端连接Up，另外一个输入端连接Dn；U4用于使该鉴频鉴相器的锁相范围限定在±π/2内。

3.根据权利要求1所述的自适应频率跟踪系统，其特征在于所述的流控振荡器包括流控四级差动环形振荡器、振幅控制电路和差分转单端输出电路三部分；差动环形振荡器产生周期振荡信号，振荡信号的幅度由振幅控制电路调节，以防止幅度噪声转变成相位噪声；差分的周期振荡信号最后经差分转单端电路驱动输出；环形振荡器的周期振荡信号通过一系列延时单元构成环路来产生，调节延时单元的级数来调节振荡频率；通过改变环形振荡器中延时单元负载电容的充电电流来调节其振荡频率的振荡器。

4.根据权利要求3所述的自适应频率跟踪系统，其特征在于所述的流控四级差动环形振荡器包括四级具有相同电路结构的延时单元DL1、DL2、DL3、DL4，差分转单端电路A1、A2，缓冲器B1、B2；其中，DL1的正输入端IN10连接DL4的负输出端以及A1的负输入端，DL1的负输入端IN20连接DL4的正输出端以及A1的正输入端；DL2的正输入端IN11连接DL1的正输出端，DL2的负输入端IN21连接DL1的负输出端；DL3的正输入端IN12连接DL2的正输出端以及A2的正输入端，DL3的负输入端IN22连接DL2的负输出端以及A2的负输入端；DL4的正输入端IN13连接DL3的正输出端，DL4的负输入端IN23连接DL3的负输出端；A1的输出端Qp连接B1的输入端，A2的输出端Ip连接B2的输入端；B1的输出端连接输出脚Q，B2的输出端连接输出脚I。

5.根据权利要求4所述的自适应频率跟踪系统，其特征在于流控振荡器的振荡频率范围为天线谐振中心频率的±20%。