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超高频射频电子标签芯片中低功耗电路研究

李强  
【摘要】:射频识别是一种利用射频信号自动、准确、便捷获取相关信息的技术。随着技术的发展,射频识别的应用领域日益扩大,并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。 本论文系统的论述了超高频射频识别系统的物理基础及其工作链路,对超高频射频识别标签的关键指标进行了分析,并对低成本低功耗的标签芯片实现中的关键技术与设计难点进行了研究。 首先,对标签芯片的射频前端中的N级倍压整流电路进行了研究、分析并建立了理论模型,为设计初期的芯片系统重要参量如射频整流效率、输入阻抗及芯片工作频宽等的优化及确定提供理论依据与参考。 其次,为降低标签芯片成本及提高标签芯片性能,研究了标准CMOS工艺兼容的肖特基二极管设计,并加以流片实现,根据测试结果建立了其可用于电路仿真的高频模型。 针对于无源标签低功耗特点,研究了标签芯片模拟前端中能隙基准源电路、检波电路的低电压低功耗电路设计方法及相关电源噪声传递,流片实现,对测试结果进行了分析。并提出了适用于标签芯片中应用的新的亚阈值电压基准及开关电容电压基准低功耗电路结构。 最后,提出了射频端双通道输入及标签芯片内部时钟频率n位可调振荡器的优化的标签芯片系统架构。根据EPC C1G2超高频射频识别标签标准性能指标要求,设计了简化的无源标签芯片原型并加以实现。


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