無源超高頻射頻電子標簽芯片模擬射頻前端電路的分析與研究.pdf

1、超高頻射頻識別系統(tǒng)由于具有低成本、能夠遠距離讀寫等特點，其應用越來越廣泛。本文主要針對無源超高頻射頻電子標簽芯片的射頻前端電路展開分析與研究。雖然本文對于無源超高頻射頻電子標簽電路的研究是基于IS018000-6B/C協(xié)議展開的，但是研究的結(jié)論和成果也適用于相同頻段的兼容其它協(xié)議的射頻電子標簽的設計，同時對于2.4G射頻電子標簽芯片的設計也具有一定的參考價值。
　　 電磁波是射頻電子標簽與讀卡器完成通信的媒介，電磁波中包含讀卡器

2、發(fā)出的數(shù)據(jù)信息。然而對于無源射頻電子標簽，讀卡器輻射的電磁波還為無源射頻電子簽芯片正常工作提供能量，在電子標簽中能夠把電磁波能量轉(zhuǎn)化為直流電能的電路我們稱為能量提取電路；此外，標簽芯片通過改變輸入阻抗而改變對電磁波的反射量，從而完成標簽向讀卡器的信號傳輸，這種調(diào)制的方式稱為反射調(diào)制。這兩種特殊的用處是無源超高頻射頻電子標簽工作的特點，也是在設計無源超高頻射頻電子標簽射頻前端電路的難點。因此，本文把超高頻射頻電子標簽射頻前端電路分為兩個部

3、分進行研究：一部分是電源模塊，包括能量提取電路和穩(wěn)壓電路：另一部分是數(shù)據(jù)接口模塊，包括解調(diào)、調(diào)制和時鐘產(chǎn)生電路模塊。
　　 首先，文章系統(tǒng)地論述了超高頻射頻識別系統(tǒng)的物理基礎。對超高頻射頻識別系統(tǒng)中應用的電磁場理論，天線輻射理論和能量的傳遞與反射以及協(xié)議標準進行了詳細的分析與介紹。
　　 文章對于電源模塊中的重點模塊能量提取電路進行研究。文章對于使用肖特基二極管倍壓整流電路進行建模，使用數(shù)學建模的方法揭示了倍壓整流電路輸

4、入與輸出各個參數(shù)之間的關(guān)系。文章在前人研究的基礎上對于肖特基二極管的模型進行了線性的近似，提出了一種更加簡單直觀的關(guān)于倍壓整流電路的數(shù)學模型。為了驗證模型的可靠性，我們把模型計算的結(jié)果與仿真和實際流片測試的結(jié)果進行比較，證明本文提出的模型在保證具有足夠精度的同時極大的簡化了數(shù)學模型的復雜程度。同時，基于建立的模型，文章對于能量提取電路進行進一步的分析與討論，對于能量提取電路進行了優(yōu)化，給出了能量提取電路工作的理論極限工作距離。另外，本文

5、從電源模塊的結(jié)構(gòu)和具體電路特點出發(fā)，提出一種適合超高頻射頻電子標器低功耗應用的電源供給解決方案。
　　 數(shù)據(jù)接口模塊包括調(diào)制器、解調(diào)器以及時鐘產(chǎn)生電路。本文對于調(diào)制電路的調(diào)制類型進行了理論分析，并比較總結(jié)了射頻識別電子標簽常用的調(diào)制類型的優(yōu)缺點。對于解調(diào)電路結(jié)構(gòu)的種類和性能指標進行了分析與總結(jié)。另外，本文還設計了一種滿足EPC精度要求的片上振蕩器，作為時鐘產(chǎn)生電路，并給出了實際測試結(jié)果。
　　 最后，本文根據(jù)對射頻前端電