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13.56MHz射频识别芯片收发器模拟前端的研究

熊廷文  
【摘要】: 近年来,射频识别技术(RFID,Radio Frequency Identification)已经广泛地用于物流管理、交通管理、门禁系统、生产自动化等众多领域。一个基本的射频识别系统包括读写器(Reader)和电子标签(Tag)两部分。模拟前端是射频识别芯片中的关键模块,包括读写器模拟前端和标签模拟前端两个部分。 针对读写器芯片模拟前端接收电路的解调精度不够的问题,本文给出了一种基于采样接收的正交解调电路,包括载波解调电路、自动增益放大器、相关器以及量化与估算模块等;调制发射包括100%ASK调制和10%ASK调制两种,采用多路直接调制发射电路,满足不同发射功率的需要。 RFID电子标签根据其能量来源可以分为无源和有源两种。无源RFID电子标签通过自身的标签天线感应出Reader发射的射频信号来产生整个芯片工作的电源。因此,如何高效地利用感应到的能量给芯片供电成为无源RFID标签芯片模拟前端的最重要的问题。本文给出了一种适用于无源高频RFID标签芯片的LDO线性稳压器电路的设计。该稳压器具有较宽的输入电压范围(3.3V~7.5V)、较低的输入输出压差(120mV)和静态电流(20μA),能高效地利用标签天线上感应到的能量产生整个芯片的工作电源。此外,本文给出了一种标签芯片调制解调电路的设计,该电路能同时符合目前高频RFID系统的三种国际标准。 最后本文进行了射频识别系统模拟前端的仿真建模,并给出了验证方案和系统仿真结果。电路设计和仿真采用中芯国际0.35μm工艺库,并通过该公司的流片验证。仿真结果表明所设计的模拟前端完全满足高频RFID系统的工作要求。


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