一种射频场包络峰值检测信号驱动的放电控制电路和方法

摘要

本发明属于射频识别技术领域，具体是指一种射频场包络峰值检测信号驱动的放电控制电路和方法。本发明所述的放电控制电路在读写设备到射频识别标签的下行通讯模式中，除了由常规的解调电路进行解调之外，也可以在峰值检测模块和数字逻辑模块的控制下，对含有指令和数据信息的码流信号在射频场包络上产生的变化而做出适应性放电操作，从而大大加强了射频识别标签电路的下行通讯灵敏度。本技术总体上提高了射频识别标签的解调能力，降低了解调电路模块的设计难度和生产制造成本，提升了射频识别标签芯片产品的竞争性。

说明书

技术领域

本发明属于射频识别技术领域，具体是指一种利用射频场的包络峰值检测信号驱动放电操作，以提高射频识别标签下行解调能力的放电控制电路，以及利用所述放电控制电路提高射频识别标签下行解调能力的方法。

背景技术

射频识别（RFID）标签是物联网应用系统架构中最为基础的一个核心技术构件，在物流管理、资产安全和追踪管理、出入权限管理、食品安全溯源等领域起到了追踪、溯源和大数据收集等方面的作用。射频识别标签主要的通讯方式分为主动应答和被动应答两种方式。主动应答方式，也称TTF（Tag Talks First）方式，是射频识别标签启动之后进入循环反复发送自身的ID以及数据信号的方式；被动应答方式，也称RTF方式（Reader TalksFirst），是射频识别标签在得到读写器设备的可执行指令之后做出相应的操作，并将读写器设备所需要的反馈数据发送回读写器设备的一次性操作方式。因为主动应答方式的循环反复的特性，其简单发送应答数据的通讯成功率比被动应答方式的一次性反馈结果数据操作的成功率高；而另一方面，被动应答方式具有执行高级复杂操作的优点，比如对某个内存地址进行单独寻址并进行写入操作等。上述两种通讯方式构成了物联网世界中种类繁多的射频识别标签技术的灵活应用。

射频识别标签与读写器设备之间的通讯，可以通过磁场耦合的方式。比如以ISO11784/11785国际标准为规范的低频射频识别技术，和以ISO14443-A，ISO14443-B为技术标准的高频射频识别技术，和以高频射频识别技术为基础衍生而来的近场通讯（NFC）技术，都属于磁场耦合通讯的范畴。以磁场耦合为通讯方式，射频识别标签与读写器设备分别各自有一个由电感和电容器件构成的谐振电路，当这两个谐振电路的谐振频率设计成一致时，两者之间的耦合效率达到最大，能量传输的效率也最大。根据法拉第电磁场原理的磁力线定性描述和麦克斯韦尔方程组的定量计算，变化的磁场能够产生电场，反之，变化的电场也能够产生磁场。变化的交流磁场经过谐振电路耦合产生了交流电场，和流过谐振电路电感和电容器件的交流电流；该交流电流被射频识别标签芯片上的整流器电路所整流而转换成直流电流，同时，该交流电流所包含的幅度调制信息、频率调制、或者相位调制信息被芯片上的解调电路所解调而变成数字信息代码，即由若干个“0”和“1”构成的码流。

当上述交流磁场转变成直流电的能量转换过程是射频识别标签芯片唯一的能量来源时，该射频识别标签即称为无源射频识别标签（Passive RFID），也称为无电池射频识别标签（Battery-less RFID），顾名思义，就是不用电池的射频识别标签。无源射频识别标签对射频识别标签芯片的电路设计提出了较高的技术要求，需要以超低的功耗和低电源电压的方式完成应答和高级读写指令操作。通常，有源（带电池供电）的射频识别标签的通讯距离比无源的长，但是，无源射频识别标签可以做到极低的物料成本，并且省去了更换电池的维护费用，所以，无源射频识别标签在物联网的基础应用中获得了更加广泛的应用， 同时，无源射频识别标签的通讯距离一直是工业界不同标签生产厂家、不同芯片制造商之间所关注的竞争要点。

图1给出了一个典型的射频识别标签的系统架构框图。其中，由谐振电感和谐振电容组成的谐振电路与读写器设备发射的射频场能量达到同频率的谐振，耦合交变磁场到电感线圈中，进而转变为交流电流；交流电流经过整流电路和限幅电路的共同作用产生了幅度适合的直流电压；直流电压在耦合的能量由少变多的过程中逼近并超过了上电复位模块监控的电压值，从而触发上电复位信号，启动了数字逻辑控制系统。自从交变射频场一开始耦合进来的时候，时钟恢复产生电路从电感线圈上的交变电流中获得了与射频场能量相同频率的时钟信号，供给到数字逻辑控制系统作为同步时钟；也是与此同时，具有自启动功能的带隙基准模块完成自我启动后稳定输出一个带隙基准电压值，作为参考供后面的稳压电源模块产生较为精确的直流电源电压；直流电源给系统中的其他功能模块供电，比如解调器模块，用以解析自读写器设备发出的指令信息，时钟恢复/产生模块，用以从周围射频场能量中提取时钟方波信号，读取放大器模块，用以读取非挥发性存储器单元中的数据，写入擦除模块，用以对非挥发性内存单元进行数据擦除和数据写入等操作，数字逻辑控制/状态机模块，用以射频识别标签的状态转换控制和其他芯片模式选择设置等，非挥发性存储单元阵列模块，用以存储芯片所需要的各种设置数据和用户数据，地址译码模块，用以按地址译码后选择内存存储页面，掉电控制模块，用以控制系统的掉电过程。

无源射频识别标签芯片系统区别于其他具有嵌入式微控制器(MCU)的芯片系统，其所处的状态以及在状态之间的转换过程是由一个数字逻辑电路实现的状态机（StateMachine）控制的。射频识别标签常见的几种状态有：等待状态（idle，或ready）、被选择状态（selected），登录授权状态（login），读数据状态（read）, 写数据状态（write），擦除数据状态（erase），复位状态（reset），掉电状态（discharged），循环应答状态（TTF）等等。各状态之间的转换必须遵循状态机所规定的转换路径和操作时序。以高级指令模式为例，当射频识别标签进入读写器设备所发射的磁场范围之后，其必须经过系统上电而进入复位状态，用以刷新电路中逻辑寄存器的状态；复位释放之后，根据某种通讯协议，它进入等待状态，即等待获取读写器设备的下行指令。如果下行指令是选择（select）指令，则进入被选择状态；如果此时收到的是非有效指令，则继续处于等待状态，经过一个预设的若干毫秒的时间窗口之后，自动进入循环应答状态。选择状态之后，射频识别标签会进入登录授权状态，等待读写器设备下发登录密码或者密钥，从而完成登录操作。在登录授权状态之后，射频识别标签根据进一步的读写器指令进入下一个操作状态，即读存储器中的某个地址数据、向存储器中某个地址写入数据，或者擦除某个地址数据等等。必须指出的是，无论采用哪种非挥发性存储单元技术，由于非挥发性存储技术的物理特性所致，内部关键节点的高电压（典型的是15-17伏左右电压）对于这种类型的内存页面进行擦除和编程写入的操作是必须的。而完成擦除或者编程写入操作之后，这些高电压节点的电压必须回归到低电压水平，才能起到长期数据保存的作用。所以，射频识别标签芯片进行主动的电荷释放可以清除上一次内存操作中产生的擦写高压对非挥发性内存单元的影响,即可以确保非挥发性的内存单元处于无高压的可靠数据保存状态，这是系统设计所要达到的可靠性要求。

上述对内存单元的擦除或者编程写入状态完成之后，射频识别标签会根据通讯协议返回数据给读写器设备，随后，根据状态机流程，系统进入掉电状态，将电路内部中处于高电压状态的节点（包括与内存单元操作无关的那些节点，比如电源节点）的电荷释放到地。在这样的操作流程中，最后的掉电状态是必须的，因为系统掉电使得整个芯片处于等待下一个上电过程的“零”状态。如果掉电过程中电荷释放不彻底，则有可能影响下一次对上电复位信号的响应。

业界关注的射频识别标签芯片产品的竞争性往往在于高级指令模式下的通讯性能，比如在面对众多标签同时出现在射频场环境中，读写设备通过高级指令模式进行防冲撞操作而分别辨识多个标签的应用，即是高级指令模式。典型的应用是符合ISO18000-6C915MHz频段的超高频射频识别标签产品中，写操作的灵敏度也是一个重要的指标，代表了该射频识别标签产品在远距离和低输入功率条件下可以完成写入操作的性能。在这个模式下，由读卡器设备先下发指令到射频识别标签，射频识别标签解调出该指令信号后做出响应，执行某种操作之后返回读写设备所需要的信息。在ISO11784/11785或者ISO18000-6C规定的RFID标准协议中，由读卡器设备下发的高级指令采取的是ASK (Amplitude ShiftKeying)的调制方式，即下发信息是以载波幅度的高低变化来传递的。比如，数字信息“0”是以未调制的载波幅度代表，即满幅振荡幅度；数字信息“1”是以调制的载波幅度代表，即不到满幅的振荡幅度。当读卡器设备采取ASK调制方式中更简单的OOK(On-Off Keying)调制方式时，读卡器设备可以进行开启发射和关断发射的简单操作来达到非调制和调制信息的目的，此时，射频识别标签上电感天线感应而产生的振荡波形因为阻尼现象而呈现自然缓慢的衰减趋势。射频识别标签端的解调电路必须将这个衰减的载波包络解析出来以得到下发指令的内容。

如图2所示，在信号幅度的维度上，调幅波的调制深度定义为：D=（a-b）/（a+b）；而在时间维度上，调制时间Tm在时间轴上的宽度，往往用若干个时钟脉冲周期数来表示，比如图中Tm=8*Tclk，其中Tclk为时钟信号，也即载波的周期。

射频识别标签解调电路的目的是能够解析出读卡器设备下发的幅度调制波的包络，该包络呈现波峰和波谷的形式，其中波峰对应于读卡器设备的有场，波谷，即空隙，在空隙对应的时间段，读卡器设备往往关断场能量的发射。

在实际的工业生产和行业应用的流程中，当读写设备距射频识别标签的距离较远时，或者在批量生产的工业环境中为了降低读写设备信号干扰而主动降低读写设备的发射功率，导致射频识别标签天线端接收到的下发指令信息处于较弱的信号功率水平，此时，读写设备下发的调幅波调制深度非常的浅，调制深度D<10%,即调幅波中分别代表数据“0”和“1”的波峰幅度和波谷幅度非常接近，于是射频识别标签的解调电路往往很难解析出正确的下发指令从而导致高级指令下的通讯失败。在此之外，读卡器近距离强场的应用情景下，也会因为标签Q值可能过高的原因，导致调制深度仍然很低，D<10%，此时波峰和波谷空隙的幅度的绝对值大大增加，但是它们之间的幅度差值很小，射频识别标签的解调电路对这种情况也会很难解析出正确的下发指令。

另一方面，在时间轴方向上，读卡器设备的实施方式不同造成了断场空隙的宽度有一定的容差范围，即调制时间的空隙长度Tm的变化范围可以从2*Tclk变化到20*Tclk；虽然包络信号的频率分量往往与载波相比在频谱上有足够大的间距从而滤波技术得以应用在包络检波上，但是断场空隙时间长度的容差范围过大也会导致滤波截至频率无法准确确定；包络检波的效果往往不是容纳了过多的载波信号分量，就是造成包络信号的上升沿和下降沿的电平转换的瞬态时间过长，从而导致违反脉宽调制协议。

应用实践表明，过度灵敏的解调电路也会产生负面的影响。在读卡器设备和射频识别标签都处于高Q值的情形下，过度灵敏的解调电路也会将未调制的场强度起伏解析成波峰-波谷空隙信号，从而造成通讯失败。

以上兼顾多种应用需求的设计要求往往具有十分巨大的挑战性，换言之，电路也会变得十分复杂而难以做到最优化的设计，在最终成形的产品上也体现出射频识别标签芯片的下行通讯性能不佳。

现有技术有各种针对解调电路的自适应调节技术用来解决此处所阐述的问题，对于无源射频识别标签来说，其功耗根本性地决定了通讯距离，同时，电路复杂度所造成的芯片尺寸成本决定了该产品的商业价值和竞争性。

本申请技术跳出了解调电路的范畴，而从放电控制电路的角度解决问题，提出了一个全新的系统架构设计，故而此处不再赘述关于解调电路的技术对比，因为其与本申请技术无关。

如图3所示，现有技术中对掉电控制功能的设计大都是简单地由数字逻辑控制模块根据状态机要求而给出的一个掉电控制信号去打开或者关断一个作为开关的MOS晶体管；当MOS晶体管的源漏间通道导通时，电荷从其沟道泄放到地。其中，与MOS晶体管串联的电阻起到了限流的作用，使得沟道在关断的时候漏电流不致过大。这是掉电控制电路在状态机状态切换以及能量管理方面的功能的体现。

德州仪器公司的专利技术美国专利5608406号中披露的技术包含了对放电通路的某种控制机制。该电路解决的问题是半双工射频识别标签芯片在上行发射数据到读写器设备的过程中，限制其通讯距离的约束因素来源于数字逻辑与模拟电路的电源电压下降得过快，而不足以完成所需要的一连串数据的发射。

为了解决上述问题，该技术将一个掉电控制电路模块连接在储能电容的一个极板节点与数字逻辑电路的电源之间。该模块中的掉电通路上有一连串MOS晶体管以二极管形式连接而成的电压钳位支路，与之并联的，是一个数字逻辑电路中的计数器控制的开关MOS晶体管。

由于在VCL

然后，该专利关注的数字逻辑电路和模拟电路工作时所需要的最小电压，靠掉电控制电路来维持的技术，仅仅是射频识别标签的通讯应用中的瓶颈之一，其没有涉及到本申请技术通过掉电控制电路来增加从读写设备到射频识别标签的下行高级指令模式的通讯性能问题。而且该专利并没有有效延长射频识别标签的通讯距离，仅仅是提供了一种能够确保一旦开始上行发送过程，就一定能完成码流序列发送的机制，避免了上行发送数据不完整的情况。

发明内容

本申请针对在无源射频识别标签芯片电路中解调电路的设计需要兼顾多种应用场景的挑战，提出了一个创新性的掉电控制电路和解决方案，本方案使得读写设备到射频识别标签的下行通讯模式中命令解调的灵敏度大大增加，有效的降低了解调电路本身的设计难度。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为，一种射频场包络峰值检测信号驱动的放电控制电路，包括：

谐振电感、谐振电容、整流器模块、稳压电源模块、峰值检测模块、数字逻辑模块、逻辑或门以及第一泄流单元，

所述整流器模块的输出端通过储能电容C1接地，还分别连接至稳压电源模块、峰值检测模块以及第一泄流单元，所述稳压电源模块的输出端连接至数字逻辑模块的电源端，

所述峰值检测模块的第一、第二输入端分别连接至天线的两端，其第三输入端连接至数字逻辑模块的输出端，其输出的反相峰值信号经过逻辑或门连接至所述第一泄流单元的控制端，用于在数字逻辑模块的控制下，对天线端接收的输入信号进行检测，当输入信号处于峰值状态时，其输出的反相峰值信号为低电平“0”，所述第一泄流单元保持关断状态；当读写设备下发调幅波形式的指令到射频识别标签而导致输入信号低于峰值时，峰值检测模块的输出为高电平“1”，所述第一泄流单元导通，使得射频识别标签从稳压电源模块和储能电容上进行一定程度的放电，达到加深下行调幅波调制深度，增强下行通讯灵敏度的作用。

实现本发明目的的技术方案还进一步的包括，所述峰值检测模块包括第三限流电阻R3，第三N型MOS管NM3，第四N型MOS管NM4，频率选择电容C2，电流源I1，及反相器INV1，

所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的栅极分别连接至天线的两端，作为所述峰值检测模块的第一输入端和第二输入端，所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的漏极均通过第三限流电阻R3连接至整流输出电源，第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的源极相连，并连接至所述反相器INV1，反相器输出反相峰值信号至逻辑或门的一个输入端，频率选择电容C2一端连接至所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的漏极，另一端连接至所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的源极，并通过电流源I1接地。

更进一步的，所述稳压电源模块的输出端连接至第二泄流单元，数字逻辑模块的输出端通过逻辑或门连接至第二泄流单元的控制端，当射频识别标签由数字逻辑模块决定为掉电状态时，数字逻辑模块输出掉电使能信号经过逻辑或门之后到达第二泄流单元的控制栅极，第二泄流单元导通将稳压电源模块输出节点上的电荷泄放至地，同时关断稳压电源模块，于是数字系统部分的电源电压下降，使得系统状态机的掉电状态切换的要求得到了满足，下一次上电复位的时候，稳压电源模块的输出电压经历一个由低到高的转变过程，复位信号可以被正常触发。

本发明还提供了一种利用上述放电控制电路提高射频识别标签解调能力的方法，所述方法为利用峰值检测模块对无源被动式射频识别标签天线端的输入信号进行检测，当输入信号处于峰值状态时，所述峰值检测模块输出反相峰值信号“0”，第一泄流单元保持关断状态；当天线端输入信号低于峰值时，峰值检测模块输出高电平“1”，第一泄流单元导通，使得射频识别标签从稳压电源模块和储能电容上进行一定程度的放电，达到加深下行调幅波调制深度，增强下行通讯灵敏度的作用。

本发明的有益效果在于：在读写设备到射频识别标签的下行通讯模式中，除了由常规的解调电路进行解调之外，所述放电控制电路也可以在峰值检测模块和数字逻辑模块的控制下，对含有指令和数据信息的码流信号在射频场包络上产生的变化而做出适应性放电操作，从而大大加强了射频识别标签电路的下行通讯灵敏度。本技术总体上提高了射频识别标签的解调能力，具体表现在解调电路的适用范围大大扩展了，从系统架构的角度，即借助放电控制的机制，降低了解调电路模块的设计难度和生产制造成本，提升了射频识别标签芯片产品的竞争性。

附图说明

图1为无源射频识别标签芯片体系结构框图；

图2为无源射频识别标签调幅波波形图；

图3为现有掉电控制模块电路结构图；

图4为德州仪器公司US5608406号专利所公开的放电电路结构图；

图5为本发明放电控制电路结构图；

图6为本发明峰值检测模块的输出信号示意图；

图7为本发明峰值检测模块电路结构图。

具体实施方式

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。

图5为本发明放电控制电路结构图，为便于清楚显示，该图将本技术嵌入在了一个已知的无源射频识别标签芯片的结构框架中，并隐去了与本申请所讨论的放电操作无关的部分，其中虚线框所包围的部分为本申请所包含的放电控制电路。

一种由射频场包络峰值检测信号驱动的放电控制电路，包括：

谐振电感、谐振电容、整流器模块、稳压电源模块、峰值检测模块、数字逻辑模块、逻辑或门以及第一泄流单元，

所述整流器模块的输出端通过储能电容C1接地，还分别连接至稳压电源模块、峰值检测模块以及第一泄流单元，所述稳压电源模块的输出端连接至数字逻辑模块的电源端，

所述峰值检测模块的第一、第二输入端分别连接至天线的两端，其第三输入端连接至数字逻辑模块的输出端，其输出的反相峰值信号经过逻辑或门连接至所述第一泄流单元的控制端，用于在数字逻辑模块的控制下，对天线端接收的输入信号进行检测，当输入信号处于峰值状态时，其输出的反相峰值信号为低电平“0”，所述第一泄流单元保持关断状态；当读写设备下发调幅波形式的指令到射频识别标签而导致输入信号低于峰值时，峰值检测模块的输出为高电平“1”，所述第一泄流单元导通，使得射频识别标签从稳压电源模块和储能电容上进行一定程度的放电，达到加深下行调幅波调制深度，增强下行通讯灵敏度的作用。

在读写设备到射频识别标签的下行通讯模式中，除了由常规的解调电路进行解调之外，所述放电控制电路也可以在峰值检测模块和数字逻辑模块的控制下，对含有指令和数据信息的码流信号在射频场包络上产生的变化而做出适应性放电操作，从而大大加强了射频识别标签电路的下行通讯灵敏度。本技术总体上提高了射频识别标签的解调能力，具体表现在解调电路的适用范围大大扩展了，从系统架构的角度，即借助放电控制的机制，降低了解调电路模块的设计难度和生产制造成本，提升了射频识别标签芯片产品的竞争性。

峰值检测模块，类似于解调电路，但是又不同于严格的调幅波解调电路。峰值检测仅仅是对输入的射频场信号是否处于峰值状态进行判定（peak detection），从而给出一个逻辑电平信号。此处峰值检测模块输出的是反相峰值信号，顾名思义，就是其逻辑电平信号的高低与输入信号是否处于峰值状态正好相反。如图6所示为天线端的输入电压信号与峰值检测模块的输出信号对比图，由图可以看出，当天线端的输入信号处于峰值状态时，峰值检测模块的输出的反相峰值信号为0，此时第一泄流单元保持关断状态,即不泄流。当读写设备下发调幅波形式的指令到射频识别标签而导致输入信号低于峰值时，峰值检测模块的输出为高电平，此时第一泄流单元导通，允许射频识别标签从数字电源和储能电容上进行一定程度的放电，其放电程度取决于泄流通路具体的泄流能力的设计。

同时，峰值检测模块的使能信号由数字逻辑模块/状态机在下行命令模式时给出，只有在使能条件下，峰值检测模块输出的结果才能影响到掉电通路的开关，因为在射频识别标签处于上行模式的时候，即由射频识别标签向读写设备反馈数据信息时，往往上行数据的负载调制方式也会造成天线两端电压的明显高低变化（类似图6的波形），如果此时峰值检测模块仍然作用于泄流单元，则会造成上行过程中能量的损失，给通讯造成负面影响。当然，如果射频识别标签的上行数据调制采取频率调制（如ISO11784/11785协议中半双工HDX制式）或者相位调制（如ISO18000-6C超高频射频识别标签协议制式）的方式的话，则不需要考虑峰值检测模块在上行模式中需要被关断的问题。

图7为本发明峰值检测模块电路结构图，所述峰值检测模块包括第三限流电阻R3，第三N型MOS管NM3，第四N型MOS管NM4，频率选择电容C2，电流源I1，及反相器INV1，

所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的栅极分别连接至天线的两端，作为所述峰值检测模块的第一输入端和第二输入端，所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的漏极均通过第三限流电阻R3连接至整流输出电源，第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的源极相连，并连接至所述反相器INV1，反相器输出反相峰值信号至逻辑或门的一个输入端，频率选择电容C2一端连接至所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的漏极，另一端连接至所述第三N型MOS管NM3和第四N型MOS管NM4的源极，并通过电流源I1接地。

谐振电路的输出振荡信号分别接至峰值检测模块电路中两个开关晶体管PM1和PM2的栅极，谐振信号对PM1和PM2栅极的开关作用使得PM1和PM2工作在线性区，相当于起到了电阻的作用。除此之外，PM1和PM2也起到包络检波电路中的单向导通器件电荷搬移的作用。流过PM1和PM2沟道的电流源I1的电流大小直接影响了PM1和PM2线性放大区工作时所等效的电阻值。而频率选择电容C2的容值大小的选定，则取决于所要处理的包络信号在频率域所对应的频率分量的位置。例如，在载波信号为134KHz频率时，下行命令以4Kbit/s的数据率进行调幅波调制，那么由C2和PM1和PM2线性电阻所组成的低通滤波器的截止频率可以合适地选取在10KHz左右以获取到调幅波信号而同时过滤掉载波信号。也即，当PM1和PM2线性电阻和电容C2所组成的低通滤波网络的时间常数合适时，输入信号上的载波信号被忽略，而包络信号则被获取到,即体现为节点A的电压。从另一个角度，如果将PM1,PM2看成以放大器输入差分对管的形式工作的话，节点A的电压也可以看成天线两端电压的共模电压值，在数学上即为输入场能量信号的包络。包络信号经过反相器INV1逻辑电路进行信号整形从而得到了与包络峰值反相的逻辑电平信号。

所述第一泄流单元包括第一限流电阻R1和第一泄流开关管NM1，所述第一限流电阻R1一端连接至所述整流器模块的输出端，其另一端连接至第一泄流开关管NM1的漏极端，所述第一泄流开关管NM1的栅极端连接至数字逻辑模块的输出端，其源极端接地。

所述稳压电源模块的输出端连接至第二泄流单元，数字逻辑模块的输出端通过逻辑或门连接至第二泄流单元的控制端，当射频识别标签由数字逻辑模块决定为掉电状态时，数字逻辑模块输出掉电使能信号经过逻辑或门之后到达第二泄流单元的控制栅极，第二泄流单元导通将稳压电源模块输出节点上的电荷泄放至地，同时关断稳压电源模块，于是数字系统部分的电源电压下降，使得系统状态机的掉电状态切换的要求得到了满足，下一次上电复位的时候，稳压电源模块的输出电压经历一个由低到高的转变过程，复位信号可以被正常触发。

所述第二泄流单元包括第二限流电阻R2和第二泄流开关管NM2，所述第二限流电阻R2一端连接至所述稳压电源模块的输出端，其另一端连接至第二泄流开关管NM2的漏极端，所述第二泄流开关管NM2的栅极端连接至数字逻辑模块的输出端，其源极端接地。

逻辑或门的运用，表明除了监测输入信号的包络变化之外，当射频识别标签的状态由数字逻辑模块/状态机决定而到了要放电的状态时，数字逻辑模块/状态机输出一个掉电使能信号，经过逻辑或门之后到达泄流通路的控制栅极，这是射频识别标签自身状态切换所必须的掉电操作。掉电操作同样也可以在处于下行指令通讯的时候由峰值检测模块触发，从而达到加深下行调幅波调制深度，增强下行通讯灵敏度的作用。

本申请技术的关键是在高级指令模式下通过峰值检测电路模块对包络信号的检波，以及包络信号与当时场能量水平的判定，从而做出自适应的掉电控制调整，以增加调制电路的适用范围。

对于调制深度不够的情况，D<10%，峰值检测电路模块检测到的场能量与包络信号之间产生了一定的幅度差，即做出从储能电容端放电的调整动作。对于被动射频识别标签来说，调制的载波信号在传输数据的同时也起到了电源供电的作用，所以解调电路实施的基本手段大都采用包络信号接至起解调作用的PMOS晶体管栅极，稳压电源输出端接至该PMOS晶体管源极的接法。因为储能电容的放电通路设计得远大于稳压电源端的放电通路，故而包络信号在这种情形下得到等同于加深其调制深度的操作，使得解调电路得以较为可靠地解析出下行指令和数据。再者，适当的对稳压电源输出端放电而略微压低稳压电源的做法，有助于在极强场的情况下将PMOS管正确关断（即电源电压Vdd–PMOS管栅极电压 Vg<|PMOS管阈值电压Vth_p|，其中||符号为取绝对值的数学运算符号），也是有助于解调操作的。

同样地，对于包络信号所对应的断场空隙时间变化较大的情形，与其调整包络检波的时间常数去对应各种不同的读写器设备实施情况，不如在电源幅度和包络信号幅度上做相应的调整，等同于在不提高截止频率而耦合进过多的高频载波分量的前提下，依靠调制解调电路的电源偏置条件而增强了解调电路的灵敏度。本技术总体上提高了射频识别标签的解调能力，具体表现在解调电路的适用范围大大扩展了，从系统架构的角度，即借助放电控制的机制，降低了解调电路模块的设计难度和生产制造成本，提升了射频识别标签芯片产品的竞争性。

本发明还提供了一种利用上述放电控制电路提高射频识别标签解调能力的方法，所述方法为利用峰值检测模块对无源被动式射频识别标签天线端的输入信号进行检测，当输入信号处于峰值状态时，所述峰值检测模块输出反相峰值信号“0”，第一泄流单元保持关断状态；当天线端输入信号低于峰值时，峰值检测模块输出高电平“1”，第一泄流单元导通，使得射频识别标签从稳压电源模块和储能电容上进行一定程度的放电，达到加深下行调幅波调制深度，增强下行通讯灵敏度的作用。

所述数字逻辑模块输出峰值检测使能信号至峰值检测模块，当读写设备下发调幅波形式的指令到射频识别标签而导致输入信号低于峰值，且数字逻辑模块输出掉电使能信号至第一泄流单元控制端时，第一泄流单元导通，射频识别标签从储能电容上进行一定程度的放电，加大了包络信号在波峰波谷之间的变化幅度，使得解调电路可以更容易的解调出下行通讯的信息来。

峰值检测模块的使能信号由数字逻辑模块/状态机在下行命令模式时给出，只有在使能条件下，峰值检测模块输出的结果才能影响到掉电通路的开关，二者缺一不可。因为在射频识别标签处于上行模式的时候，即由射频识别标签向读写设备反馈数据信息时，往往上行数据的负载调制方式也会造成天线两端电压的明显高低变化，如果此时峰值检测模块仍然作用于泄流单元，则会造成上行过程中能量的损失，给通讯造成负面影响。

所述数字逻辑模块输出掉电使能信号至第二泄流单元控制端，第二泄流单元导通，射频识别标签从稳压电源模块上进行一定程度的放电，下一次上电复位的时候，稳压电源模块输出的电源电压经历一个由低到高的转变过程，复位信号可以被正常触发。

逻辑或门的运用，表明除了监测输入信号的包络变化之外，当射频识别标签的状态由数字逻辑模块/状态机决定而到了要放电的状态时，数字逻辑模块/状态机输出一个掉电使能信号，经过逻辑或门之后到达泄流通路的控制栅极，这是射频识别标签自身状态切换所必须的掉电操作。

本发明所述射频场包络峰值检测信号驱动的放电控制电路和方法，通过设置峰值检测模块对天线端的输入信号进行检测，根据输入信号幅度的高低变化以及射频识别标签的使能状态，采取分别从储能电容上泄流和从稳压电源模块上泄流两个不同的泄流通路，从储能电容上泄流加大了包络信号在波峰波谷之间的变化幅度，使得解调电路可以更容易的解调出下行通讯的信息来，从稳压电源模块上泄流，使得射频识别标签可以正常复位。本发明总体上提高了射频识别标签的解调能力，借助放电控制的机制，降低了解调电路模块的设计难度和生产制造成本，提升了射频识别标签芯片产品的竞争性。