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.     

带新解调结构的UHF RFID标签低功耗模拟前端设计

基于ISO/IEC 18000-6C协议,对UHF无源电子标签模拟前端中的ASK解调电路、整流器、稳压电路等进行低功耗设计。解调电路中微分电路的加入扩大了解调电路工作范围,在解调电路近距离工作时,可以更有效地解调。整流电路采用了零阈值MOS管代替肖特基二极管,降低芯片成本。整流稳压电路可稳定地为芯片供电,供电电压2 V,建立时间仅为25μs。电路采用SMIC 0.18μm 2P4M CMOS工艺进行流片,芯片面积720μm×390μm。测试得到模拟前端整体工作电流仅2.4μA,标签工作距离大于7 m。     

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.     

无源超高频RFID标签的模拟前端电路设计

设计完成了一款无源超高频RFID标签的低功耗模拟前端电路。采用了一种新的阈值消除技术,整流电路的能量转换效率可以达到30%以上;使用一种低功耗的稳压电路,为数字电路提供稳定的1 V电源电压的同时功耗为500 nA。此外提出了一种等效灵敏度的测试方法,可以简便地获得标签芯片的激活功率水平。该设计采用TSMC 0.18μm工艺,整个芯片面积为700μm×800μm。测试结果显示:稳压电路可以输出稳定的0.95 V电压,解调模块可以正确调解幅度大于150 mV的天线信号。根据等效灵敏度测试方法,测得本设计的灵敏度约为-14.9 dBm。     

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.     

无源射频电子标签模拟前端的设计与分析

提出了与ISO/IEC 18000-3兼容的高频无源射频电子标签模拟前端.分析了设计中的考虑因素,尤其是射频电子标签的能量传输.基于这些分析,提出了一种新架构、高能量转换效率、低电压、低功耗、在噪声和能量波动环境下具有高性能的模拟前端.此电路在Chartered 0.35μm标准CMOS工艺下实现,测试结果表明芯片能很好地满足设计要求.     

无源电感耦合式RFID读写器天线的优化设计

天线设计技术是射频识别的关键技术,本文确定了基于最大磁感应强度B、最大天线的耦合因子k和最小安培匝数意义下的最优天线半径.并采用优化设计的方法确定了天线的其他参数.对射频识别的天线设计从电磁场理论角度进行了研究,使天线耗材少,能耗低,传输效率高.其结果与实际系统中根据经验选取天线线圈半径相一致.其研究结果与实验进行的125KHz实际系统的天线设计结果吻合.     

无源超高频电子标签射频模拟前端设计

基于对射频识别技术（RFID）物理基础的介绍,并阐述射频识别技术（RFID）的作用范围,介绍了无源超高频电子标签射频模拟前端设计的实现原理框图。通过对ISO 18000.6B协议相关规定的分析,合理地确定了模拟前端和射频前端各个模块的设计指标,并就这些规定的指标设计出了中心频率为915MHz的无源超高频电子标签芯片射频模拟前端。     

RFID发射前端的零中频电路设计

软件无线电技术增强了射频识别（RFID）系统的信号处理能力及兼容性,而零中频的设计思想进一步简化了射频前端结构。然而射频前端依然发挥着不可替代之重要功能,若在设计中将其地位置于软件子系统之下往往会恶化整体性能。本文对基于零中频技术的RFID射频发射前端进行了必要的理论分析,在此基础上,按照性能指标要求对系统进行了预增益仿真和谐波平衡仿真,以此作为模块选型和优化的依据,最后完成了射频前端设计。仿真结果表明,各项指标较为理想。     

Design and Analysis of Analog Front-End of Passive RFID Transponders

提出了与ISO/IEC 18000-3兼容的高频无源射频电子标签模拟前端. 分析了设计中的考虑因素，尤其是射频电子标签的能量传输. 基于这些分析，提出了一种新架构、高能量转换效率、低电压、低功耗、在噪声和能量波动环境下具有高性能的模拟前端. 此电路在Chartered 0.35μm标准CMOS工艺下实现，测试结果表明芯片能很好地满足设计要求.     

低成本射频识别标签模拟前端分析与设计

提出一种新的低成本射频识别标签模拟前端,同时兼容ISO 14443A和ISO 14443B协议.相比于传统模拟前端,本设计采用面积更小的单线圈天线代替传统大面积多圈天线,使得标签的封装成本大幅度降低.考虑到单线圈天线的性能降低,设计了一个新的具有高效率低启动电压的电荷泵整流电路.整体电路采用SMIC 0.18μm EEPROM工艺实现,测试结果显示电荷泵驱动120kΩ等效负载时,整流效率达到36%,输入交流幅度仅0.5V时,输出电压达到电路工作电压1V.标签的阅读距离可以达到22cm.     

低成本射频识别标签模拟前端分析与设计

提出一种新的低成本射频识别标签模拟前端,同时兼容ISO 14443A和ISO 14443B协议.相比于传统模拟前端,本设计采用面积更小的单线圈天线代替传统大面积多圈天线,使得标签的封装成本大幅度降低.考虑到单线圈天线的性能降低,设计了一个新的具有高效率低启动电压的电荷泵整流电路.整体电路采用SMIC 0.18μm EEPROM工艺实现,测试结果显示电荷泵驱动120kΩ等效负载时,整流效率达到36%,输入交流幅度仅0.5V时,输出电压达到电路工作电压1V.标签的阅读距离可以达到22cm.     

高频RFID读写器射频模拟前端的实现

射频识别(RFID)系统主要由RFID读写器和RFID电子标签两部分组成.给出了高频(13.56MHz)RFID系统中读写器射频模拟前端的电路设计,符合ISO/IEC14443 type A/type B,ISO/IEC15693和ISO/IEC18000-3中任一个标准的读写器芯片设计均可采用,设计工艺采用了中芯国际0.35μm 2P3M混合CMOS技术,并给出了Cadence环境下的仿真结果.     

基于BLF时钟的RFID低功耗数字基带设计

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6C协议中关于时序规定的射频识别(RFID)无源标签芯片低功耗数字基带处理器的设计.基于采用模拟前端反向散射链路频率(BLF)时钟的方案,将BLF的二倍频设置为基带中的全局时钟,构建BLF和基带数据处理速率之间的联系;同时在设计中采用门控时钟和行波计数器代替传统计数器等低功耗策略.芯片经TSMC 0.18 μmCMOS混合信号工艺流片,实测结果表明,采用该设计的标签最远识别距离为7 m,数字基带动态功耗明显降低,且更加符合RFID协议的要求.