一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

一种用于射频标签的新型低压低功耗ASK解调器

设计了一种应用于无源RFID(射频识别)标签的ASK解调器。该解调器采用边沿检测技术,能够恢复调制深度很浅的ASK信号。电路结构简单,易于调节,可适用于不同的协议,并且具有低电压低功耗的特点。电路采用0.18μm CMOS工艺设计。仿真结果表明,该解调器可以工作在1 V电源电压下,静态功耗为0.5μW,可正确解调出的包络信号其高低电平之差最小为70mV;当包络信号的高低电平转换时间小于0.1μs时,电路可检测出的最小信号脉宽为2.5μs。     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

无源UHF RFID电子标签模拟前端设计

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的高性能无源UHF RFID电子标签模拟前端,在915MHz ISM频带下工作时其电流小于8μA.该模拟前端除天线外无外接元器件,通过肖特基二极管整流器从射频电磁场接收能量.该RFID模拟前端包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等.该芯片采用支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,读取距离大于3m,芯片面积为300μm×720μm.     

无源UHF RFID电子标签模拟前端设计

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的高性能无源UHF RFID电子标签模拟前端,在915MHz ISM频带下工作时其电流小于8μA.该模拟前端除天线外无外接元器件,通过肖特基二极管整流器从射频电磁场接收能量.该RFID模拟前端包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等.该芯片采用支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,读取距离大于3m,芯片面积为300μm×720μm.     

UHF RFID低压高效电荷泵的分析与设计

为使电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)更好地适用于无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片,提出了一种低压高效电荷泵电路的设计方案。利用附加晶体管切换电路中MOS管的衬底电压,增加自举晶体管对栅极充电,该设计方案可消除体效应对阈值电压的影响,有效抑制反向漏电流。综合分析电路的影响因素后,折中设计给出合适的设计参数。采用SMIC 0.18μm EEPROM工艺、利用Hspice仿真验证,在输入电压1.5 V时,13级电荷泵输出电压可高达18 V,保证了UHF RFID芯片良好性能的实现。     

超高频RFID无源标签倍压整流电路设计

从法拉第定律和安培定律出发,基于波动原理的分布理论分析了射频波段倍压整流电路的特性,详细讨论了其在无线射频识别技术(RFID)设计中的应用.结果表明,超高频UHF(Ultra Hish Frequency)频段的倍压整流电路与经典的倍压整流电路分析有很大的不同.通过多次实验校正,最后在实践中成功设计出一种效果良好、可以实用的UHF频段RFID无源标签芯片的倍压整流电路.     

CMOS超高频整流器

提出了一个适用于无源UHF RFID标签芯片的全CMOS整流器.整流器包括射频-直流转换电路、偏置电路、直流-直流转换电路和振荡器电路.整流器的工作频率范围是860～960 MHz.基于0.18μm,1p6m的标准数字CMOS工艺,设计并实现了无源UHF RFID标签芯片的整流器.该设计采用开关电容电路技术动态地消除了CMOS管开启电压的问题,在标准数字CMOS工艺下实现了高效率的超高频整流器.整流器的面积为180μm×140μm.当输入900MHz,-16dBm的射频信号时,整流器的输出电压为1.2V,启动时间为980μs.     

CMOS超高频整流器

提出了一个适用于无源UHF RFID标签芯片的全CMOS整流器.整流器包括射频-直流转换电路、偏置电路、直流-直流转换电路和振荡器电路.整流器的工作频率范围是860～960 MHz.基于0.18μm,1p6m的标准数字CMOS工艺,设计并实现了无源UHF RFID标签芯片的整流器.该设计采用开关电容电路技术动态地消除了CMOS管开启电压的问题,在标准数字CMOS工艺下实现了高效率的超高频整流器.整流器的面积为180μm×140μm.当输入900MHz,-16dBm的射频信号时,整流器的输出电压为1.2V,启动时间为980μs.     

UHF RFID阅读器基带处理接收端电路的设计

根据UHF RFID阅读器实现的IQ两路正交调制解调的零中频方案,设计和实现了阅读器基带处理芯片接收端电路,包括电路总体结构及解调器、解码器等关键模块的设计,完成其RTL设计、仿真及FPGA原型验证.该设计在物理层数据编码、调制方式及其他关键技术进行了改进,性能上有很大的提高.     

阈值补偿型UHF RFID整流电路模型研究

对UHF RFID阈值补偿型整流电路中的电流和电压变化情况进行分析。通过采用将电流波形近似为三角形的方法,提出了阈值补偿型整流电路的模型。基于SMIC 0.18 μm工艺,设计了一种适用于UHF RFID标签的整流电路,用于对模型进行验证。结果表明,该模型能够较好地预测输出电压与功率转换效率(PCE),当输入电压在0.4~0.7 V变化时,输出电压的最大误差为2.6%,PCE的最大误差为2.2%。     

基于FPGA的RFID调制解调器设计

介绍了基于UHF Class 1 Generation 2协议标准的RFID系统的调制、解调算法.在FPGA上实现了调制器和解调器,调制器可根据用户需要选择DSB-ASK、SSB-ASK或PR-ASK调制方式,解调器能同时解调2ASK和BPSK信号.使用Quartus Ⅱ与MATLAB联合仿真,结果表明设计的RFID调制器和解调器是正确的.     

低压低功耗无源UHF RFID标签芯片模拟前端电路的设计

本文从设计符合EPCTM C1G2协议的超高频无源射频识别标签芯片的角度出发,对RFID标签芯片模拟前端电路进行设计.通过对各个关键电路的功耗与电源进行优化,实现了一个符合协议要求的低电压、低功耗的超高频无源RFID标签芯片的模拟前端.该UHF RFID标签模拟前端设计采用SMIC 0.18 μm EEPROM CMOS工艺库.仿真结果表明,标签芯片模拟前端的整体功耗控制在2.5 μW以下,工作电源可低至1 V,更好地满足了超高频无源射频识别标签芯片应用需求.     

用于UHF RFID标签芯片的时钟源电路设计

设计了一种用于UHF RFID标签芯片的低功耗时钟源电路。该时钟源电路采用弛豫振荡器结构,振荡周期由电阻和电容定义。振荡器工作在电源电压1 V,偏置电流100 nA时,功耗为0.9 μW,工作温度范围为-20 ℃～80 ℃,频率偏离1.92 MHz小于3%,电路设计符合UHF RFID标签系统要求。     

UHF RFID频率合成器及其快速控制器设计

针对射频识别(RFID)系统中对本振信号的高质量要求,基于双模分频锁相频率合成的基本原理,提出了一种高稳定度低相噪的UHF波段RFID频率合成器的设计方法,着重对系统的电路参数进行了分析和仿真,并设计了基于FPGA的快速控制器用于参数配置。测试结果与仿真结果基本一致,该频率合成器及其控制器达到了UHF射频识别的应用要求。     

应用于无源UHF RFID标签的CMOS兼容集成微型太阳能电池研究

在标准CMOS工艺下,设计了一种与CMOS工艺兼容的片上集成太阳能电池阵列,通过从外部环境收集光能为UHF射频识别(RFID)标签供电。采用SMIC 0.18μm CMOS工艺制备出太阳能电池阵列,其面积约为0.2mm2;在AM1.5、1 000W/m2、25℃标准测试条件下,测得最大输出功率为10.212μW,短路电流和开路电压分别为28.763μA和0.458V,光电转换效率为5.106%。相对于常规Si太阳能电池复杂的制造工艺,本文太阳能电池阵列与CMOS工艺相兼容,可与电路系统集成从而实现片上供电。     

基于电流模式的ASK解调器

设计了一种工作在电流模式下的ASK解调器,电路首先将电压信号转换为电流信号,并对电流信号进行延时,然后将延时电流与原始电流进行比较,获取信号的边沿位置,最后用RS触发器还原出最终数据。该解调器可以在一个比较宽的供电电压范围内解调出深度更浅的ASK信号,可以应用到不同标准的RFID标签中,而且电路受工艺变化的影响非常低。电路采用HHNEC 0.35μm5 V CMOS工艺设计,仿真结果表明,供电电压在2.6~5 V之间,在此电压范围内解调器至少可以解调深度为5%的ASK信号。     

一种适用于UHF频段无源RFID应用的低功耗电源恢复和OOK解调技术

本文提出一种与普通CMOS工艺兼容的、适用于UHF频段无源RFID应用的低功耗电源恢复电路和一种新型OOK解调技术.该解调技术具有结构简单、功耗低、易于集成、适应大动态范围等特点.芯片采用0.18μm CMOS工艺进行设计,测试结果表明在电源电路负载为510kΩ时,恢复出的芯片电源电压为1.6V～2.0V;在发射功率为4WEIRP的条件下,可以在3.7m的距离下正常工作.     

一种用于UHF RFID标签的低功耗PIE解码与BLF生成电路

提出了一种全新的低功耗PIE(Pulse Interval Encoded)解码及反向散射链路频率BLF(Backscatter Link Frequency)生成电路,用于符合EPC Gen2协议的无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片。该电路在读写器发送命令时,产生控制信号。所产生信号控制两个积分器生成三个比较电压,并通过两个比较器进行比较,完成对PIE信号的解码;同时控制另一积分器,产生参考电压,控制弛张振荡器生成符合协议要求的BLF。基于TSMC0.18μm CMOS工艺的仿真结果表明,本文所提出电路在1V工作电压下功耗为1.36μW,采用该结构的芯片可以提高工作距离以及读取速率。     

一种用于UHF RFID的低压高效电源产生电路

介绍了一种为无源UHF RFID设计的高效高灵敏度电源产生电路.该电路基于0.18μm工艺,其中包含了两个电荷泵,一个参考电流源和一组偏置电路.由于其偏置电路消除了传统电路中的阈值损失和体效应,使该电路在低压下的电源转换性能得到很大的提高.要为100kΩ负载提供1.5V电源电压,所需最小输入电压为350mV,转换效率为22%.在负载为60kΩ时,最高可以获得29.8%的转换效率.仿真结果表明,新的电路结构比传统的电荷泵具有更优越的性能.