超高頻射頻識(shí)別空中接口及標(biāo)簽芯片實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、射頻識(shí)別（RFID）是一種在非接觸條件下對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的重要核心技術(shù)之一。其中無(wú)源超高頻射頻識(shí)別(UHFRFID)技術(shù)，由于具有標(biāo)簽成本低、工作距離相對(duì)較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸得到人們的關(guān)注，并且應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
　　本文從分析超高頻射頻識(shí)別國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)入手，對(duì)自主標(biāo)準(zhǔn)中空中接口的物理層和防碰撞技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，并結(jié)合系統(tǒng)需求，對(duì)滿(mǎn)足自主空口標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)中的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究并成功加以實(shí)現(xiàn)。

2、　　首先，從標(biāo)簽芯片能夠驅(qū)動(dòng)的解調(diào)電路的負(fù)載強(qiáng)度出發(fā)，論證了讀寫(xiě)器到標(biāo)簽前向鏈路只能采用ASK調(diào)制方式的原因。另外，從提高能量傳輸效率的角度，提出了一種改進(jìn)的MMC編碼方案以及配套的前導(dǎo)碼和幀同步碼方案，并與現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在性能方面進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，本文方案具有綜合優(yōu)勢(shì)。
　　其次，通過(guò)預(yù)先分裂以及指定分裂節(jié)點(diǎn)的方式，改善了現(xiàn)行二叉樹(shù)防碰撞算法效率低下的問(wèn)題。仿真分析顯示，相比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的防碰撞算法，本文方案具有更小的平均

3、時(shí)延和更高的清點(diǎn)速率以及歸一化吞吐量。
　　再次，對(duì)滿(mǎn)足自主空口標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽芯片實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)影響電路性能較大的電流基準(zhǔn)電路和時(shí)鐘振蕩器電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。電流基準(zhǔn)電路中，利用亞閾區(qū)MOS管電流的正溫度系數(shù)特性和雙極晶體管基極-發(fā)射極間電壓負(fù)溫度系數(shù)的特性，構(gòu)造兩種溫度系數(shù)的電流電路并對(duì)兩種電流求和，從而達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?。而振蕩器電路，則通過(guò)相位延遲電路，時(shí)鐘校準(zhǔn)電路以及Poly電阻與N阱電阻的溫度補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了在

4、較大溫差范圍內(nèi)具有良好的時(shí)鐘穩(wěn)定度。
　　另外，設(shè)計(jì)了一種嵌入到UHFRFID芯片中的溫度傳感器。其主要結(jié)構(gòu)是一對(duì)結(jié)構(gòu)完全相同的環(huán)形振蕩器和計(jì)數(shù)器，其中一個(gè)振蕩器的頻率固定，另一個(gè)的頻率隨溫度變化。固定頻率振蕩器的輸出時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)采樣電路對(duì)隨溫度變化振蕩器時(shí)鐘輸出的512分頻采樣計(jì)數(shù)，通過(guò)計(jì)數(shù)值來(lái)計(jì)算環(huán)境溫度。
　　最后，設(shè)計(jì)的芯片在TSMC0.18μmMix-signal/RFCMOS工藝下流片，為了配合芯片整體功能和性能的測(cè)