论文部分内容阅读
射频识别作为一种新兴的短距离无线通信系统,目前已广泛应用于工业自动化、物流管理、交通运输控制等众多领域。本文重点针对无源超高频RFID标签芯片的电源产生电路和时钟电路进行了研究和设计。 论文首先阐述了 RFID技术的基本概念、特点和国内外研究现状。然后结合ISO/IEC18000-6B标准,对所要设计的电路进行指标规划,并对电源产生电路和时钟电路的各个子模块电路进行了设计。最后对设计的电路进行总版图验证和后仿真。 文中的电源产生电路和时钟电路采用SMIC0.18μm1P6M标准CMOS工艺设计,整个版图面积为1156μm?800μm。为了验证所设计电路的正确性,在输入载波频率为915MHz,幅值为300mV,脉冲周期为12μs的100％ASK调制信号下,对整个电路版图进行了后仿真。仿真结果:直流限幅电路输出端电压限制在1.95V,电源产生电路输出端的电压稳定在1.851V,时钟电路输出端的频率为2MHz,从而验证了电路设计的正确性。仿真结果还表明,设计的电路满足设计指标。 在电源产生电路中,重点设计了一种高效率的CMOS整流电路,设计采用直流偏置电路与驱动电路对射频—直流转换电路 MOS管的阈值电压进行补偿,消除了标准CMOS工艺阈值电压对整流电路效率的不利影响。整流电路仿真结果表明:芯片在输入915MHz,300mV的射频信号时,整流电路的输出电压为2V,启动时间为250μs,效率高达33.7%。同时,时钟电路设计采用稳压电路和参考基准电路为时钟电路提供电源电压和直流偏置,以减小环形振荡器输出的时钟抖动,稳定时钟输出频率,时钟电路的平均功耗为8μW,设计满足了标签芯片对低功耗的要求。