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专利号: 2025102490268
申请人: 华南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,包括:时钟提取电路,所述时钟提取电路用于从载波信号中提取载波时钟,使用所述载波时钟维持NFC标签在接收信号时的工作时序;

ASK解调电路,所述ASK解调电路用于获取射频场传递的来自阅读器的二进制编码信号;

解码模块,所述解码模块用于对所述ASK解调电路传递的二进制编码信号进行解码,得到指令数据;

应答控制模块,所述应答控制模块用于根据解码模块所得到的指令数据生成用于对阅读器进行应答的二进制原码信号;

数控振荡器电路,所述数控振荡器电路用于生成恢复时钟信号,使用所述恢复时钟信号维持NFC标签在信号发送时的工作时序;

数字时钟校准电路,所述数字时钟校准电路用于对所述恢复时钟信号进行校准;

编码模块,所述编码模块用于对所述二进制原码信号进行编码,生成基带信号;

副载波调制模块,所述副载波调制模块用于对所述基带信号进行副载波调制,生成副载波调制信号;

负载调制电路,所述负载调制电路用于根据所述副载波调制信号对载波信号的振幅进行100%幅度的调制,生成应答信号发送至阅读器。

2.根据权利要求1所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,所述数控振荡器电路包括:电流镜电路,所述电流镜电路用于调节振荡器电容的充放电电流,以控制振荡器电容的电压变化速度,进而调节所述恢复时钟信号的频率;

比较器电路,所述比较器电路用于比较振荡器电容的电压和基准电压的差值,控制振荡器电容充电或放电,以形成方波信号;

二分频电路,所述二分频电路用于对比较器电路输出的方波信号进行降频,得到1/2占空比的恢复时钟信号。

3.根据权利要求2所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,所述电流镜电路包括多个电流镜支路;每个电流镜支路由PMOS管和NMOS管组成;所述NMOS管的基极连接数字时钟校准电路,通过所述数字时钟校准电路输出不同控制位的控制字控制每个电流镜支路中NMOS管的通断,以调节振荡器电容的充放电电流。

4.根据权利要求1所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,所述数字时钟校准电路包括:第一计数器,所述第一计数器用于对载波时钟信号的周期个数进行计数;第二计数器,所述第二计数器用于对所述数控振荡器电路输出的恢复时钟信号的周期个数进行计数;

判断模块,所述判断模块用于对所述第一计数器和第二计数器所计数的周期个数进行数量关系判断,以生成快慢判断信号;

校准模块,所述校准模块用于根据所述快慢判断信号调节输出至数控振荡器电路的控制字,以实现对所述恢复时钟信号的校准。

5.根据权利要求4所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,所述第二计数器具有计数上限;当所述第二计数器达到计数上限时,保存当前输出至数控振荡器电路的控制字设定,判断所述恢复时钟信号完成校准。

6.根据权利要求4所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,所述判断模块进行的数量关系判断为:所述第一计数器所计数的周期个数是否为第二计数器所计数的周期个数的四倍;所述恢复时钟信号的目标频率为载波时钟信号周期的四分频;

当所述第一计数器所计数的周期个数大于第二计数器所计数的周期个数的四倍时,所述判断模块输出慢判断信号;所述慢判断信号表示所述恢复时钟信号的频率低于目标频率;

当所述第一计数器所计数的周期个数小于第二计数器所计数的周期个数的四倍时,所述判断模块输出快判断信号;所述快判断信号表示所述恢复时钟信号的频率高于目标频率;

当所述第一计数器所计数的周期个数等于第二计数器所计数的周期个数的四倍,且第二计数器未记满上限值时,所述判断模块判断当前计数时间不足以分辨所述恢复时钟信号的频率快慢,不输出快慢判断信号,两个计数器继续工作。

7.根据权利要求6所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,当所述校准模块接收到慢判断信号时,对当前输出至数控振荡器电路的控制字置1处理;

当所述校准模块接收到快判断信号时,对当前输出至数控振荡器电路的控制字置0处理;

当所述校准模块接收到校准完成信号时,维持当前控制字置1,保存当前输出至数控振荡器电路的控制字设定,判断所述恢复时钟信号完成校准,提前结束校准流程,后续控制字不再进行校准。

8.一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信方法,应用于如权利要求1‑7任一项所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信系统,其特征在于,包括信号接收流程和信号发送流程;

其中,信号接收流程具体包括:

使用时钟提取电路从载波信号中提取载波时钟,使用所述载波时钟维持NFC标签在信号接收时的工作时序;

使用ASK解调电路获取射频场传递的来自阅读器的二进制编码信号;

使用解码模块对所述ASK解调电路传递的二进制编码信号进行解码,得到指令数据;

使用应答控制模块根据解码模块所得到的指令数据生成用于对阅读器进行应答的二进制原码信号;

信号发送流程具体包括:

使用数控振荡器电路生成恢复时钟信号,使用所述恢复时钟信号维持NFC标签在信号发送时的工作时序;

使用数字时钟校准电路对所述恢复时钟信号进行校准;

使用编码模块对所述二进制原码信号进行编码,生成基带信号;

使用副载波调制模块对所述基带信号进行副载波调制,生成副载波调制信号;

使用负载调制电路根据所述副载波调制信号对载波信号的振幅进行100%幅度的调制,生成应答信号发送至阅读器。

9.根据权利要求8所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信方法,其特征在于,所述恢复时钟信号通过以下步骤生成:使用电流镜电路根据数字时钟校准电路输出不同控制位的控制字控制每个电流镜支路中NMOS管的通断,以调节振荡器电容的充放电电流;

使用比较器电路比较振荡器电容的电压和基准电压的差值,控制振荡器电容充电或放电,以形成方波信号;

使用二分频电路对比较器电路输出的方波信号进行降频,得到50%占空比的恢复时钟信号。

10.根据权利要求9所述的一种应用于无源NFC标签的ASK100%调制通信方法,其特征在于,所述恢复时钟信号通过以下步骤校准:使用第一计数器对载波信号的周期个数进行计数;

使用第二计数器对所述数控振荡器电路输出的恢复时钟信号的周期个数进行计数;

使用判断模块对所述第一计数器和第二计数器所计数的周期个数进行数量关系判断,以生成快慢判断信号;

使用校准模块根据所述快慢判断信号调节输出至数控振荡器电路的控制字,以实现对所述恢复时钟信号的校准。