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《清华大学》 2009年
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用于射频识别读写器的CMOS功率放大器关键技术研究

高同强  
【摘要】: 射频识别(RFID)技术在当今社会有着广泛的应用前景,如安全防护、仓储管理、交通收费和军事等许多领域都用到了这种技术。一个典型的RFID系统由读写器、射频标签和计算机组成。本论文围绕着RFID读写器中一个重要部件-功率放大器(PA)的关键技术及应用展开讨论。论文首先对CMOS功放技术进行了总结,着重分析了CMOS PA应用于RFID中的关键技术。在此基础上,以一个单片CMOS功放的实现为起点,围绕两个常用的RFID通信协议,就相应的读写器中发射机前端关键电路的实现展开了研究。另一方面,将RFID技术进一步推广到零待机功耗无线开关的设计中,最后还研究了便携式读写器中的功率控制技术。主要工作如下: 1)以一个单片E类PA的设计为例,阐述了设计CMOS PA的全过程。首先对PA各级匹配网络的谐振特性进行了分析,给出了优化设计PA的步骤,并对电路进行了流片测试,为进一步的功放设计奠定了基础。 2)针对ISO18000-6B协议要求,提出了一种简单、高效率的发射机前端电路,该电路由射频信号调制器和一个通断可控制的E类功放组成,工作中用一个可变电阻去控制功放输出级的工作状态,获得了调制深度为100%的射频信号调制;同时一个改进的电压跟随器可实现调制深度18%的射频信号调制。 3)针对EPC global C1 G2协议要求,提出了一种全新的功放电路结构。其特点是功率放大部分由一个线性PA和一个非线性PA组成,两个PA分时工作,可以满足RFID读写器交替发射线性ASK信号和恒幅能量的要求。 4)将RFID标签的能量获取技术应用到家用电器的无线开关中,可使得家电在待机时的功耗为零。具体工作有设计了遥控电路与开关电路的系统方案,并对遥控器中的信号调制及放大模块进行设计和流片工作。 5)针对便携式RFID读写器的要求,提出了一种可行的功率控制方案。此方案由两个不同输出功率的E类PA并联而成,其电源被一个S类调制器所调制,结果表明在18dBm-26dBm的输出功率范围内,整个功放模块的功率增加效率均保持在40%以上,取得了良好的功率控制效果。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN722.75

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈磊;用于多模多频射频发射模块的SiGe BiCMOS功率放大器关键技术研究[D];华东师范大学;2011年
2 童乔凌;RFID阅读器芯片设计及通讯算法研究[D];华中科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周先谱;;家用电器“零功耗”待机电源控制技术及其实现[J];包头钢铁学院学报;2006年02期
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【共引文献】
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