高频RFID阅读器芯片接收电路的研究与设计

摘要

射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)是一种非接触的自动识别技术。RFID技术兴起于20世纪80年代,由于超大集成电路技术的发展,90年代才进入实用化阶段。并且采用了无线电与雷达技术,RFID系统的数据交换是通过电场与磁场,即无线的方式进行通信,因此可实现多目标识别、运动目标识别,可在更广泛的场合中得到应用。
　　本文首先介绍了阅读器接收电路传统的系统架构,分析了它的优缺点,并提出了新设计的系统架构。然后根据阅读器接收电路的参数要求设计了出了各个模块的电路,主要包括两条支路电路:解调电路和时钟恢复电路。解调电路包括采样电路、带通滤波电路和可变增益放大器电路;时钟恢复电路包括过零比较器电路、鉴频鉴相器电路、电荷泵电路、环路滤波器电路、压控振荡器电路和逻辑部件电路。接着对其进行了电路级仿真,最终仿真结果表明,所设计的解调电路和时钟恢复电路实现了设计要求:在锁相环将信号锁定后,压控振荡器输出的方波信号频率为13.56MHz,占空比为50.49％;带通滤波的两个-3dB截止频率为1.30MHz和174KHz。1KHz和13.56MHz杂波的抑制比,其数值分别为-62dB和-27dB;可变增益放大器的高增益值为17.6dB,低增益值为11.6dB。
　　最后,对阅读器接收电路进行了系统仿真建模,并给出了验证方案和系统仿真结果。本文的电路设计和仿真采用中芯国际0.35μm嵌入式EEPROM工艺库,在温度和工艺角的仿真结果中表明所设计的系统电路完全满足高频RFID阅读器接收电路系统的工作要求:时钟恢复电路在锁相环将信号锁定后,产生了与载波信号同步的采样电路的时钟信号;解调电路能够很好的对调制信号进行处理,并还原出理想的数字基带信号。

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1 绪论

1.1射频识别(RFID)技术

1.2射频识别技术的发展

1.3射频识别技术的国内外的发展现状

1.4射频识别技术的应用现状

1.5论文的章节结构

2 接收电路系统的结构研究与设计

2.1射频识别系统的概述

2.2传统的接收电路系统结构设计方案

2.3本课题研究的系统结构设计方案

2.4本章小结

3 接收电路的解调电路的设计与实现

3.1采样保持电路

3.2带通滤波器的电路实现

3.3可变增益放大器的电路实现

3.4脉冲整形电路实现

3.5本章小结

4 接收电路的时钟恢复电路的设计与实现

4.1过零比较器

4.2鉴频鉴相器

4.3电荷泵和环路滤波器的电路实现

4.4压控振荡器的电路实现

4.5逻辑部件

4.6本章小结

5 阅读器接收电路的仿真与分析

5.1系统模型

5.2仿真结果与分析

5.3本章小结

致谢

参考文献