TWI228895B - Circuit arrangement for analog/digital conversion of a voltage which is (ASK) modulated by alternating the amplitude between a low and a high level - Google Patents

Description

92126124 五、發明說明（1) 本發明係有關依據申請專利範圍第1項之藉由變化低 及高位準間之振幅而被（ASK )調變之電壓之類比數位轉換 電路裝置。 當使用無接觸式晶片卡及類似物，如”無接觸式標親” 時，係經常使用，，（ASK-)調變，，。此被了解為可以數位型式 資料交替於第一及第二位準間之射頻訊號，並因此調變該 射頻訊號。 如”是”及”否"或”厂或”〇"或，，高，，及”低”間之數位資料 區分之相同方式，高振幅及低振幅間亦做區分。本文中， 兩調變類型ASK100及ASK10較常用，其中ASK100表示1〇〇〇/0 位準差而ASK1 0表示1 〇%位準差。然而，其他差亦可且下述 本發明並不受限於這兩個常用調變類型。 ASK調變之問題係為以此法被調變訊號之發送器及接 收器間之距離改變，而該距離被改變時，被發送訊號之振 幅保持不變亦導致接收器處之被接收振幅之改變。相同應 用於若發送器及接收器間之間隔差異擴大時。 進一 回到 長度 本發 識兩 本發 成此 時， 明係 步複 兩二 之π 0 明因 狀態 明係 目的 調變 參考 訊號 不同 全辨

畜便用水运Η〜U〜机现，也祝定 進位π 1 s’’間之” 0”，及對此不具之訊號時， ’及π 1η序列係被調變及發送。 而基於提供ASK調變例中可儘量不干涉而安 ，之位準改變之類比數位轉換電路之目的。 藉由申請專利範圍第1項中明確說明之方法 。被明確說明之電路係具有當兩充電電壓被 位準改變可輕易被辨識之優點2。 附圖詳細解釋如下：

第5頁 五、發明說明（2) 传被本^s日月之第—實施例中’射頻輸入電壓刪 係n至被兩輸入連接以⑶標示之解調器電路之輸 入。=2圖顯示射頻輪入電壓之絕對振幅值之波封。如 f低ίΐ替於被標示為”高”之高振幅位準及被標示為"低" 之低振幅位準之間。此姑敕、、六私4 一 流型式被呈現於節點Υ上。節點γ且係以被整 路，其被該被整流射頻電壓;被並聯之兩充電電 η β If 一充電電路包括從電壓節點V1再被並聯之電容哭 。相對地，第二充電電路包括從電流節點；; 及電流源」2。第二充電電路係經由充電 ;芦uhfW妾至即點Υ。此開關S1保以被用來調變射頻Ac U 頻電壓UNF來操作。最簡化方式中，此可使用 二極體（無圖示）。 、丁此』便用 頻電Ϊ:路料/式被解釋如下。當節fiY上之被整流射 電ί 二於充電電路之輸入節點VI及V2上之電塵時， 日^^⑽係被充電至被整流射窺電麗_值。同 ^ ^益Π及C2係被電流源“及^放電，由於兩充 =數必須被選擇使其高於射頻電壓—之-半區 之兩輸入節點V1及V2不會經歷被射鎮電壓 亍7 任何顯著電壓波動(hum)。如第2圖所 頻輸入電麵F之振幅現在被預期為"高，位準達時 產Π間=改變至"低"位準。此改變使開關 則H 弟二充電電路之時間常數被不同選擇， 則結果為兩電容器cuc2被不同充電。例如，此^ 同尺寸但電流源i〗及i 2且 達成。該最终放電表現2 δ立準之兩電容器C1及C2來 如裳、—冤表見係被顯示於第3圖。 壓陡山肖。如圖第2所即點V2上之電麼明顯較節點VI上之電 為VI’電a。如“再次藉由分壓器U被轉換 交叉點。交叉邮二:’該結果為放電曲線V2及VI’之 人入”、、6 ύ現在適用於你丨丨古，丨 準。稍徭％ R0 — # ,、用於仗冋位準轉變至〃低"位 Li::平估電路可被用來債测該交叉點。

參考兩分屢謂及2% ’進了H例。本文中’首先 同電壓V2,，亦被稱Αι、 ·將即』V2上之電壓轉換為兩不 sighigh"。 為 V slglow"，及V2”，亦被稱為，'V 路相^ 作方式基本上與第1 ®所說明之電 一充電電路去 弟一充電電路之時間常數必須遠小於第 器C1上之電法、择々ί是電流源。放電電容器C2明顯較電容 m R1T源為快。此可清楚見於第6圖。如亦參考 弟i圖被吞兒明於筮q4 Ί -弟3圖者，交叉點5上升於訊號V ref及對應 電.£ ”ghigh之訊號之間。 電壓低ί : Ϊ !!點Μ上之電壓因電流源12放電而下降至該 ΡΗ _μ立t '、輪入電壓UHF之位準時，則開關S1再次關 閉。此意指雷、、ώ、、店·。Q , IL /原1 2現在額外經由電阻器R1來放電電容p ^ 1 〇 在匕 口jp /r/y p ’ 口。 呆、b圖中之放電輪廓v ref從時間t2開始變陡山肖 之事貫來辨識。若射頻電壓UHF中現在具有從”低”至”高” 之位=改變，_則充電電路之電容器C1及C2係再次被充電， 且如8圖所不’交又點s係被產生於曲線v ref及曲線V s i g 1 ow 之間。

-92,126124_l J_ 日 修 π： 五、發明說明（4) 二極體D3可確保VI及V2之間分別僅有對應跨越此二極 體D3之電壓降之電壓差。因此，即使針對如ASK1〇〇之大碉 變擺動，兩節點上之電壓係被並聯執行，其射頻輸入壓 振幅接近’’低〃位準之0伏特。此法中，其甚至可 調變跳越確保其永遠可確認v sighigh&v ref間之二美\ 叉點。 凡秀乂 第5圖顯示訊號V ref對應vl，，V2’對應y ， 及V2”對應V sigi〇w。本文中，，個別赫A Λ 大哭之备於入個別被施加至兩差分放 正=f 0 ghigh，及v siglow分別被施加至 时輪:如圖’差分放大器之輸出依序被連接至rs正反 輸出接著輸出對應”高"位準或，，低"位準之 讯旒。然而，其他評估電路亦可設想。 半 之二圖示一可能訊號輪庵，時間u處從，，高"至”低，· 之進入射頻訊號之振幅改變士 • 貝不之電壓輪廓被獲得為v Sighigh，及v siglow 及V ref。第—々 8 lgn 有相對較長放電時間彳系產電六路/'、弟二充電電路相較下具 精由f5圖所示之評估電路來辨識。 乂點係 弟7圖顯示使用_舻 本發明之電路。本文中又，補金屬氧化半導體技術來實施 接LA及LB。先前實施例輪亡父流電壓亦被施加至輸入連 之電晶體Ν4及Ν5來形成。之一極體D1至D2係使用此技術中 整流電路後具有低 相對於先前實施例中雨入濾波器來壓縮載波頻率。 pi及P2之浮動電流鏡雷I之充電電路，包含P通道電晶體 ..........二-—〜一係被提供。此電流鏡電路可充電

年月曰 修正 電容器Cl及C2，包含η通道電晶體N8及N10之電流連接器係 被連接。被電流鏡電路充電之電流對放電電流之比率係可 決定電容器C1及C2之個別充電時間常數。電阻器R4，R5及 R7可產生已被先前實施例解釋之分壓器，此分壓器可傳遞 被供應至窗電流之訊號Vr e f _dem，V s i gh i gh及V s i g 1 o w 〇 一旦輸入電壓下降至電壓位準VI或V2以下，二極體 N24及N25即可去耦電壓VI及V2。 一極體VII具有相同於上述二極體D3之功能。 除了先前實施例，為了辨識輸出訊號demodenx上之高 度調變，亦提供被供應於閘極NA6之適當控制訊號 pausex。此控制訊號可操作被串聯電流鏡p4之兩並聯電流 連接為N1及NO。電流鏡P4依序被並聯電流鏡電路pi及p2， 使電容器之充電電流被倍數增加。大調變擺動例子中，因 為穩定狀態被以加速方式儲存，所以此可確保偵測頻寬 致降低。 、 例如，為了處理從π高·， 化，第一充電電路之充電及 外改變。被此達成之效應係 生’而類比振幅調變訊號亦 化0 至’’低’’或相反之頻繁位準變 放電時間係可具有優點地被額 第8圖所示之訊號輪廓可被產 針對短位準變化序列而被數位 例如，改變第一充電電路之充雷 可藉由暫時串聯電容C1，及電容哭口來’、日寸間之能力係 充電電路之總電容及同樣地第二充 成。此改變第- 間。 兄電電路之充電及放電時

麵丨 —92126124_ 年月日 铬正 五、發明說明（6) "~' -- 此例中’充電及放電時間係於訊號Vref及Vsighigh或 Vs 1 g 1 〇w間之各識別交叉點之後被改變。此係藉由電晶體 Nil來達成，無論訊號Vref何時離開被Vsighigh&Vsig丨⑽ 固定之電壓窗，其均可縮短充電及放電時間，或重新進入 電壓窗時，其可增加充電及放電時間或電容。因此，訊號 輪廓Vref可更快遵循ysig]1ig|1&vsigi〇w之訊號輪廓。從，， 低"至’’高”或從”高”至”低”之可用訊號改變時，Vref及

Vsighigh與Vref及Vsigi〇w間之交叉s之第一點係被用於夂 例中。 、 此實施例包含與調變深度及可用訊號頻率相關之類比 數位轉換更大彈性之優點。因此，例如達8 4 8仟赫茲之可 用訊號頻率係可以此實施例來處理。 另外，訊號Vre，Vsighigh及Vsiglow係以類似先前每 施例之方式來評估。 灵 電路之設計變數係可直接從實施例被採用。 然而，本發明並不受限於此設計。

第10頁 案ft 92126124 曰 修正 圖式簡單說明 第1圖顯示本發明電路裝置之第一實施例。 第2圖顯示ASK調變訊號之波封。 第3圖顯示第一及第二充電電壓之輪廓圖例 第4圖顯示本發明第二實施例。 第5圖顯示評估電路圖例。 第 6圖顯示被施加至評估 電路之 電壓輪廓 圖 例。 第 7圖顯示用於實施本發 明之電 路設計。 第1 8圖顯示被施加至評估 電路之 電壓輪廓 圖 例， —' 充電電壓係以被改變充電/放 電時間來 產 生。 元 件符號說明： VI 第一輸入節點 V2 第二輸 入 節點 C1 、C2 電容器 tl ^ t2 時 間 11 、I 2 電流源 D1 整流器 電 路 D2 整流器電路 Y 輸出節黑 S1 去耦裝置（開關） S 交叉點 其中該第

Vre、Vsighigh、Vsiglow、demodenx、pausex 訊號

第11頁

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 種用於電壓之類比/數位轉換之電路裝置，其 i係藉由變化介於低及高位準間之振幅而被（ASK) 该電路裝置具有位於射頻輸入（LB，LA)下游之整i (Dl ’ D2 ， N4 ’ N5)，與整流器電路（D1 ， D2 ; N4 ， 出（Y)並聯且各產生一充電電壓（n (n’u;C1，⑴及第二充電電路(C2，)二充 該整流器電路（D1，D2 ;N4，N5)之各充電電壓（V1 輪入電壓（UHF)間之預定比率去耦該充電電壓（V1 去耦I置（SI , N2 4，N25)，及從該充電電壓（V1， 比率確定位準變化之評估電路。 2·如申請專利範圍第1項之該電路裝置，其中該充 具有浮動電流鏡電路（P1 ; P2)。 •如申明專利範圍第1項之該電路装， 二充電電路⑹，11;C2，12)係二置充電電中二 之預定比率經由二極體（D3; V11)被彼此耦合。 4. 如申請專利範圍第丨項之該電路裝置，其中來自 充電電路之該電壓係被轉換為兩個不同電壓。 5. 如申請專利範圍第1項之該電路裝置，其中該第 二充電電路係具有不同放電時間。 6. 如先前申請專利範圍任一項之該電路裝置，立弓 向前調變程度打開充電電流放大電路（p4，ni /n〇 P2)之轉變裝置（NA6)係被提供。 7.如申請專利範圍第5項之該電路裝置，其中該第 電路之該放電及/或充電時間係可被改變。 中該電 調變， 包器電路 N5)之輸 電電路 P2)，以 ，V2)及 ，V2)之 V2)間之 電電路 一及第 ，V2)間 該第二 一及第 從預定 ，N2， 一充電

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