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文檔簡介
1、RFID技術(shù)作為20世紀(jì)90年代興起的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),具有無需人工干預(yù)、不易損壞、快速讀寫、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及感應(yīng)等優(yōu)于傳統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)。近年來,RFID技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)的結(jié)合已成為研究的熱點(diǎn),冷鏈物流的興起更是為內(nèi)嵌溫度傳感器的RFID標(biāo)簽發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。
本文對RFID系統(tǒng)中的閱讀器、天線指標(biāo)和各模塊電路的性能進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了RFI
2、D溫度標(biāo)簽?zāi)M前端的關(guān)鍵電路。其中包括:電荷泵,提出了標(biāo)準(zhǔn)工藝中選擇MOS作為整流器件的依據(jù),分析了MOS電容作為儲(chǔ)能電容的可行性,比采用MIM儲(chǔ)能電容節(jié)省了75%的面積;帶有反相器的保護(hù)電路,在整流輸出高于3V時(shí)得到了陡峭的泄流特性;利用CMOS基準(zhǔn)電路產(chǎn)生的穩(wěn)壓電路,得到了穩(wěn)定的電壓值,1.8V-6V的輸出偏差僅60mV,通過運(yùn)放跟隨器滿足驅(qū)動(dòng)能力要求;振蕩器,其采用兩個(gè)相同的延遲單元經(jīng)過邏輯運(yùn)算、交替改變電路狀態(tài)得到了占空比為50
3、%的時(shí)鐘信號(hào),在較差電源電壓和溫度時(shí)仍很穩(wěn)定;內(nèi)嵌溫度傳感器,其采用低功耗的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(Time to Digital Converter,TDC)原理,得到了易于識(shí)別的溫度數(shù)字信號(hào),溫度分辨率可達(dá)1℃;低功耗解調(diào)電路,其采用電流源代替電阻、微分單元檢測信號(hào)邊沿信息、新結(jié)構(gòu)延時(shí)單元使電容值大大減小,降低了設(shè)計(jì)難度,檢測峰值可低至150mV,總體電流小于0.5uA;基于振蕩器的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,采用反饋電平轉(zhuǎn)換和多電壓設(shè)計(jì),使采樣時(shí)鐘為2
4、 MHz時(shí)的整體功耗控制在2uA以內(nèi)。之后,對集成電路版圖設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,特別對天線效應(yīng)的機(jī)理和解決方法進(jìn)行了詳細(xì)敘述。
此外,標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝下實(shí)現(xiàn)肖特基二極管(SBD)是RFID系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效率整流器的研究課題,本文設(shè)計(jì)了一種Nwell與Al接觸的SBD,并通過流片測試得到其導(dǎo)通電壓降為0.3 V左右,性能較好。
本文設(shè)計(jì)的模塊電路對RFID溫度標(biāo)簽的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義,其中溫度傳感器、振蕩器、隨機(jī)數(shù)發(fā)生
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