无源超高频标签芯片中参数校准电路设计与实现

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射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术由于无接触、成本低体积小等优点,在身份识别、交通、物流等方面得到广泛应用,RFID技术是实现物联网的关键技术之一,与互联网和移动通信等技术相结合就可以实现物物互联。RFID标签芯片是射频识别技术的重要组成部分,提高RFID标签芯片中重要参数精度对于提高标签芯片性能具有非常重要的作用,本论文研究标签芯片中重要参数校准电路。本文分析时钟频率、LDO电压、解调器占空比的变化对标签芯片产生的影响,得出需提高参数精度的结论。分析了五种校准电路技术,对比了优缺点。设计三款参数校准电路,包括时钟校准电路、LDO(Low Dropout Regulator)电压校准电路、解调器占空比校准电路。针对时钟校准电路,分析了两种结构,包括以环形振荡器为核心通过改变充放电流来校准输出时钟频率和以弛豫振荡器为核心通过改变电阻来校准输出时钟频率,以弛豫振荡器为核心的校准电路的校准量为5位,并定制了一条和国军标协议兼容时钟校准命令,时钟校准范围为1.55~2.82 MHz,能把时钟偏差从-19%~+46%校准到2%,功耗为470,在TSMC 0.18工艺实现流片。针对LDO电压校准电路,设计了带反馈LDO电压校准电路和不带反馈LDO电压校准电路,都是通过控制电阻的大小来校准输出电压,校准量位数是3位。针对带反馈LDO电压校准电路,当输出电压偏离标准值-30%~+15%时,校准后输出电压稳定在标准值6.46%范围内。针对不带反馈LDO校准电压,当输出电压偏离标准值-12%~+20%时,校准后输出电压稳定在标准值范围内,并在SMIC 0.13工艺实现流片。针对解调器占空比校准电路,通过改变输出电容的大小来改变解调信号占空比,占空比校准范围为40%~70%,电路功耗为450。最后,给出时钟校准电路和LDO电压校准电路的测试方案以及测试结果,测试结果表明时钟校准电路和LDO电压校准电路能够正常工作,满足设计指标。
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