無源UHF RFID標簽芯片射頻前端電路設計及實現(xiàn).pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，射頻識別(RFID)技術得到了大量的應用。其中，無源UHF RFID標簽芯片具有準確性高、存儲量大、可重復利用、非接觸讀寫、可識別高速運動物體、識別碼唯一、可同時識別多個識別對象等優(yōu)點，具有非常廣闊的應用市場。射頻前端電路作為無源標簽芯片中最重要的模塊之一，其性能直接決定了標簽芯片的主要性能指標。本文設計了一款標簽芯片射頻前端模塊，模塊滿足國家軍用標準900 MHz段空口協(xié)議(下文簡稱為―國軍標)的要求。具體工作和

2、結果如下：
　　1、本文分析了國軍標中有關射頻接口參數(shù)要求，探討了各性能指標在各模塊設計時的設計考慮。與國際上較通用的ISO18000-6C相比，國軍標在解調深度上有了更高的要求，這對解調鏈路提出了更高的要求。
　　2、為了提高整流器的能量轉換效率，本文提出了一種基于閾值補償?shù)母咝收髌麟娐方Y構。整流器采用外部偏置電路提供閾值補償，增加了接受靈敏度；另外每一級整流器單元采用NMOS管和PMOS管交叉的結構，減小了反向漏電流

3、，提高了整流器轉換效率。
　　3、本文設計了一款高可靠性高效率電荷泵。論文引入電壓切換電路消除電荷傳輸管受到的過應力，保證電荷泵的可靠性；采用四相時鐘電荷泵結構，提高電荷泵效率。
　　4、本文設計了一款高靈敏度、高解調深度、大動態(tài)范圍、低功耗的解調器。本文采用閾值補償方式提高了包絡解調電路解調靈敏度；采用N型差分輸入和P型差分輸入互補結構，提高了遲滯比較器的動態(tài)范圍；比較器工作在亞閾值區(qū)降低了功耗，解調器整體靜態(tài)功耗只有42

4、0 nW；同時本文設計了一款峰值檢測電路構成參考電壓產生電路大大降低了解調器面積。
　　5、本文分析了ASK調制和PSK調制兩種調制電路的工作原理及特點，分析了兩種調制電路的優(yōu)缺點，最后設計了一款滿足國軍標性能要求的ASK調制電路。
　　本文設計的射頻前端電路模塊采用TSMC0.18 um工藝，接收靈敏度為-13 dBm，單天線整流效率峰值達到51.6％，電荷泵效率峰值達到了73%，接收信號最小解調深度為10%，最小接收電壓