半有源高頻RFID標簽芯片模擬前端的研究和設計.pdf

1、近年來，射頻識別（Radio Frequency Identification-RFID）技術在供應鏈管理、公共交通、零售業(yè)、物流跟蹤和門禁系統(tǒng)等領域中有著廣泛的應用。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和無線傳感網(wǎng)絡技術的發(fā)展，集成傳感器的RFID標簽芯片成為了RFID技術發(fā)展趨勢。半有源標簽由于自身攜帶電池，突破了功耗瓶頸，為傳感器、高強度的安全算法等功能在射頻系統(tǒng)中的應用提供了可能。因此，半有源標簽在RFID標簽芯片功能性增強的趨勢下有著巨大的應用前景

2、。本文針對高頻半有源RFID標簽芯片模擬前端系統(tǒng)和關鍵模塊進行了研究和實現(xiàn)。
　　首先，本文闡述了半有源標簽芯片工作原理，并從識讀距離和使用壽命兩個方面分析了半有源標簽芯片的關鍵性能，同時構建了高頻半有源標簽芯片模擬前端的系統(tǒng)架構。
　　其次，本文對高頻半有源RFID標簽芯片模擬前端的關鍵模塊進行了研究和設計，其中闡明了NMOS柵交叉全波整流電路的輸出電壓與其損耗來源，介紹并分析了目前常用的時序檢測喚醒電路和能量檢測喚醒電路

3、，在解調理論分析的基礎上構建了適用于高頻半有源RFID標簽芯片的10％ASK解調和100％解調電路，同時研究了低成本的副載波返回調制的機理和實現(xiàn)方式。
　　最后，本文基于華虹NEC0.13μm1P4M CMOS工藝優(yōu)化并實現(xiàn)了適用于ISO/IEC14443 Type A協(xié)議的高頻半有源RFID標簽芯片的模擬前端電路。仿真結果顯示，該模擬前端實現(xiàn)了喚醒電路約100pW的極低休眠功耗和相對于無源模擬前端更遠的識讀距離，更大的帶載能力。