RFID标签芯片模拟接口电路设计

摘要

射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是一种非接触式的自动识别和数据获取技术,它利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)进行阅读器和射频标签的信息传输,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。在物流、商业、制造业、军事、航空、海关、交通、医疗等众多领域有广泛的应用前景。
　　本文研究的RFID标签芯片的模拟接口电路是芯片中数字部分与外界通信的桥梁,它在整个芯片中占有至关重要的位置。设计高性能、高可靠的模拟接口电路是RFID标签芯片正常工作的前提。本文在分析RFID系统基本工作原理的基础上,结合ISO/IEC15693标准的要求,给出了RFID标签芯片电路设计的整体架构,并对芯片中的各模拟电路功能模块进行了详细的电路设计,这些电路包括:电源产生电路、时钟提取和分频电路、数据解调和调制电路、上下电复位电路、编程电压产生电路等。由于标签是无源的,工作电源全靠天线的载波提供,而这种方式能够获取的能量是很有限的,所以标签芯片必须具有低功耗的特性,本文的设计始终以降低功耗和节省面积为指导原则。
　　由于在模拟验证时要用到ASK测试信号,本文运用Verilog-A语言编程产生了这一激励,其中设置的可调参数,可以灵活的模拟标签实际的工作环境,更切实的反映接口电路对处理100％和10%ASK信号的能力,合理设计电路中各器件参数。通过仿真表明本次设计的RFID标签芯片模拟接口电路具有较好的性能。最后采用0.35μm CMOS2P3M工艺完成了部分版图的设计。

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第一章 绪论

§1.1 引言

§1.2 国内外研究现状

§1.3 RFID技术发展趋势

§1.4 论文主要工作

§1.5 论文结构

第二章 射频识别系统工作原理及ISO/IEC15693协议分析

§2.1 射频设别系统工作原理

§2.2 ISO/IEC15693协议分析

第三章 模拟接口电路设计

§3.1 电源产生电路的设计

§3.2 解调电路的设计

§3.3 调制电路的设计

§3.4 时钟产生和分频电路的设计

§3.5 上电掉电复位电路的设计

§3.6 编程电压产生电路

§3.7 本章小结

第四章 接口电路模拟验证

§4.1 ASK测试信号的Verilog-A程序设计

§4.2 电源产生电路的仿真分析

§4.3 解调电路仿真

§4.4 时钟产生和分频电路的仿真

§4.5 上电掉电复位电路的仿真

§4.6 编程电压产生电路仿真

§4.7 本章小结

第五章 接口电路部分版图设计

§5.1 版图设计说明

§5.2 部分版图的设计验证

§5.3 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果