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.     

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。     

适于UHF RFID标签芯片的高性能电源恢复电路

针对ISO 18000-6C标准,提出一种双电压输出稳压电路,有效降低了整体芯片功耗。基于Cadence Spectre设计仿真平台和TSMC 0.18μm CMOS混合信号工艺进行设计并流片。在-20℃～80℃温度范围内,工艺角从ff到ss变化,仿真得到整流电路的能量转换效率(PCE)为29.88%,稳压电路的温度系数为2.4×10-5/℃,电源噪声抑制比(PSRR)为91.4dB@10Hz和34.5dB@10MHz。同时对芯片进行测试,标签可以工作的最低输入射频功率为-9.5dBm,此时整流效率可达23.1%,稳压高低两路电压输出分别稳定在1.8±0.1V和1.0±0.05V,芯片面积约为0.166mm2。     

一种新型UHF RFID阅读器圆极化天线

传统的圆极化阅读器天线采用单馈电微带天线方式设计,频带窄、极化特性较差。在单馈电微带天线的基础上,采用探针馈电曲线贴片的方式,在圆形铁片上开了4个对称的方形缝隙,最终设计出一种新型的UHF RFID圆极化阅读器天线。天线的结构尺寸为167.5 mm×167.5 mm×3 mm,阻抗带宽为870~936 MHz,3 dB轴比带宽为900~918 MHz,最大增益为3.5 dB。与传统的圆极化阅读器天线相比,设计的天线频带宽,且极化特性得到良好改善,能够满足工程上的应用需求。     

一种用于UHF RFID标签的超低功耗数字处理机设计

A new architecture of digital processors for passive UHF radio-frequency identification tags is proposed. This architecture is based on ISO/IEC 18000-6C and targeted at ultra-low power consumption. By applying methods like system-level power management, global clock gating and low voltage implementation, the total power of the design is reduced to a few microwatts. In addition, an innovative way for the design of a true RNG is presented, which contributes to both low power and secure data transaction. The digital processor is verified by an integrated FPGA platform and implemented by the Synopsys design kit for ASIC flows. The design fits different CMOS technologies and has been taped out using the 2P4M 0.35 μm process of Chartered Semiconductor.     

用于UHF RFID的自动调节泄漏载波抵消电路

用于UHF RFID的自动调节泄漏载波抵消电路采用功率反射相消技术和近似最速下降法的自动调节算法,主要解决UHF RFID读写器收发机载波泄漏问题。调节过程由FPGA控制,采用近似最速下降法,能够在100ms左右完成调节过程。通过本电路的泄漏载波抵消,UHF RFID收发机的隔离度可以在较宽的频带内达到60dB以上,峰值可以达到70dB。     

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.     

一种新颖的基于公司徽标的RFID UHF天线

提出了一种基于公司徽标设计RFID UHF标签天线图案的方法,详细介绍了其原理、设计过程及其天线特点。并给出了两个基于＂华中科大＂和＂无锡邦普＂字符的RFID UHF天线实例,并且制作了实物并测试,测试结果表明两者最大读距都在8 m以上。相比较于市面上的偶极子天线,这类天线具有增益高、阻抗匹配容易和工作频带宽等特点,更重要的是它可以指导人们开发基于自己公司徽标的天线。     

一种新型的零中频UHF RFID接收机

传统的UHF RFID接收机采用超外差结构,电路复杂、成本较高,限制RFID系统的应用和推广。对直接下变频接收机技术进行分析,针对UHF RFID系统的特点,提出一种4通道零中频接收技术,大大简化UHF RFID接收机的设计,同时降低成本,跟同类产品相比具有更高的性价比。     

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.     

UHF RFID阅读器中的堆叠式CMOS LNA设计

提出了一种基于0.25μm标准CMOS工艺,可用于UHF RFID（超高频射频识别）阅读器前端的低噪声放大器。根据低噪声放大器的匹配、噪声和增益分析,结合射频识别系统的理论计算,提出堆叠器件的电路结构达到电流复用,以降低功耗并保证增益。测试结果表明,在2.5 V供电时,放大器可以提供约26.3 dB的前向增益,噪声系数约为1.9 dB,放大电路从电源电压上抽取5.8 mA左右的工作电流,反向隔离度达到-40 dB,放大器的IIP3约为-15 dBm。     

零中频UHF RFID接收机中的低噪声放大器设计

介绍了一个基于0.18μm标准CMOS工艺,可用于零中频UHF RFID(射频识别)接收机系统的900MHz低噪声放大器.根据射频识别系统的特点与要求对低噪放的结构、匹配、功耗和噪声等问题进行了权衡与分析,仿真结果表明:在1.2V供电时放大器可以提供20.8dB的前向增益,采用源端电感实现匹配并保证噪声性能,噪声系数约为1.1dB,放大器采用电流复用以降低功耗,每级电路从电源电压上抽取10mA左右的工作电流,并使反向隔离度达到-87dB.放大器的IP3为-8.4dBm,1dB压缩点为-18dBm.     

A compact low-power UHF RFID tag

In this paper, the design of an ultra-low-power UHF RFID tag is introduced. The system architecture and the communication protocols are chosen to operate with the minimum requirements possible from the RFID tag. By moving most of system functionality to the RFID reader side, the circuit requirements of the RFID tag circuits are relaxed. Supply voltages for both analog and digital parts are chosen carefully for minimum power consumption. The RFID tag is designed in standard digital 0.13 μm CMOS technology. Simulations results of the main blocks are shown. The power consumption of the chip is only 1 μW, and the chip area is only 0.14 mm×0.23 mm.     

一种超低功耗无源超高频射频识别标签芯片的设计与实现

本文提出了一种符合ISO18000-6B协议的无源超高频射频识别标签芯片设计。该芯片包括了射频/模拟前端,数字基带和512比特的EEPROM存储器。采用肖特基二极管来提高整流器的功率转换效率。详细阐述了基于峰值电流源的参考电压源的设计,该电路结构简单,并且可以满足低压、低功耗的设计要求。为了降低功耗,模拟模块工作在1v以下电源电压,并采用了一些低功耗的设计方法进一步降低数字基带的功耗。整个标签芯片采用TSMC 0.18um CMOS工艺实现,芯片尺寸为800*800um2。测试结果表明芯片的总功耗为7.4uW,灵敏度达-12dBm。     

一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路

提出了一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路.通过引入一个使用亚阈值技术的基准源,电路实现了温度补偿,从而使得系统时钟在～40～100℃的范围内保持稳定.在模块设计中,提出了一些新的电路结构来降低系统功耗,其中包括一种零静态功耗的上电复位电路和一种新的稳压电路.该射频/模拟前端电路采用不带肖特基二极管0.18μm CMOS EEP-ROM工艺流片实现,它与数字基带、EEPROM一起实现了一个完整的标签芯片.测试结果表明,该芯片的最低电源电压要求为0.75V.在该最低电压下,射频/模拟前端电路的总电流为4.6μA.     

一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路

提出了一种适用于无源超高频射频识别标签的低电压低功耗射频/模拟前端电路.通过引入一个使用亚阈值技术的基准源,电路实现了温度补偿,从而使得系统时钟在～40～100℃的范围内保持稳定.在模块设计中,提出了一些新的电路结构来降低系统功耗,其中包括一种零静态功耗的上电复位电路和一种新的稳压电路.该射频/模拟前端电路采用不带肖特基二极管0.18μm CMOS EEP-ROM工艺流片实现,它与数字基带、EEPROM一起实现了一个完整的标签芯片.测试结果表明,该芯片的最低电源电压要求为0.75V.在该最低电压下,射频/模拟前端电路的总电流为4.6μA.     

单片UHF RFID阅读器中低噪声频率综合器的设计

结合EPC global C1 G2协议和ETSI规范要求,讨论了频率综合器噪声性能需求,并设计实现了用于单片CMOS UHF RFID阅读器中的低噪声三阶电荷泵锁相环频率综合器.在关键模块LC VCO的设计中,采用对称LC滤波器和LDO 调节器提高VCO相位噪声性能.电路采用IBM 0.18 μm CMOS RF工艺实现,测得频率综合器在中心频率频偏200 kHz和1 MHz处相位噪声分别为-109.13 dBc/Hz和-127.02 dBc/Hz.     

用于超高频RFID电子标签的高稳定低压低功耗振荡器的设计

稳定性、低功耗振荡器是超高频RFID芯片设计所关心的问题,设计了能够依据片内RC常数来调节频率的新型振荡器,提高了输出频率的准确性和稳定性,同时满足低压低功耗要求.基于SMIC 0.18 μm Mixed Signal 模型库对电路进行了仿真,工作电压为1.4 V,输出频率1.92 MHz,振荡器的频率偏差不超过2%,消耗的总功耗约为2 μW.