UHF RFID閱讀器中∑△分?jǐn)?shù)頻率綜合器的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)的興起推動(dòng)了無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展，超高頻射頻識(shí)別技術(shù)（UHF RFID）是其中的代表，其廣泛應(yīng)用也促進(jìn)了閱讀器的發(fā)展。而頻率綜合器是閱讀器的重要組成模塊，用來完成發(fā)射、接收鏈路的頻率轉(zhuǎn)換，其性能在很大程度上決定了閱讀器在復(fù)雜環(huán)境中的標(biāo)簽讀取效率。
　　根據(jù)UHF RFID閱讀器中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)對(duì)本振信號(hào)相位噪聲的要求，本文采用∑-△小數(shù)分頻頻率綜合器的結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)分析其噪聲特性的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了環(huán)路各項(xiàng)參數(shù)和各組成模塊的技術(shù)指標(biāo)

2、，包括環(huán)路帶寬、濾波器參數(shù)、電荷泵電流、壓控振蕩器的壓控增益等，并通過行為級(jí)仿真驗(yàn)證了參數(shù)的合理性。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了鑒頻鑒相器（PFD）、電荷泵（CP）、壓控振蕩器（VCO）、可編程分頻器、∑-△調(diào)制器以及自動(dòng)頻率校準(zhǔn)（AFC）等電路。其中PFD采用傳統(tǒng)三態(tài)結(jié)構(gòu)，并加入延時(shí)回路以消除“死區(qū)”；CP采用帶有共源共柵運(yùn)算放大電路的結(jié)構(gòu)來增加電流匹配度并且設(shè)計(jì)成電流可調(diào)的結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果表明CP的電流在95μA~123μA可調(diào)且充放

3、電電流的匹配度達(dá)到84％；VCO采用互補(bǔ)交叉耦合結(jié)構(gòu)并加入開關(guān)電容陣列改善調(diào)諧范圍與相位噪聲的矛盾；可編程分頻器采用六級(jí)除2/除3基本分頻單元級(jí)聯(lián)，每個(gè)單元利用交叉耦合對(duì)的負(fù)電阻特性設(shè)計(jì)成高速電流模邏輯鎖存器，仿真結(jié)果表明分頻比是64~127之間，步進(jìn)為1的任意整數(shù)；AFC電路采用比較計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)，基于逐次逼近算法，可選擇VCO的最佳頻率控制字，降低鎖定時(shí)間。
　　本設(shè)計(jì)采用SMIC0.18μm CMOS工藝，包括焊盤在內(nèi)的整個(gè)版