【摘 要】
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超高频射频识别UHF RFID)是一种数据采集技术,该技术具有无接触,较长阅读距离,高数据速率,大信息存储空间,可写功能等优点。本文以0.18μmCMOS工艺、840-960MHz集成阅读器的
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超高频射频识别UHF RFID)是一种数据采集技术,该技术具有无接触,较长阅读距离,高数据速率,大信息存储空间,可写功能等优点。本文以0.18μmCMOS工艺、840-960MHz集成阅读器的射频接收前端系统为研究对象,完成了指标规划、结构对比、电路分析、版图设计以及仿真。主要的研究成果如下:(1)分析了超高频RFID接收机的高线性度和低噪声难点,并依据ISO/IEC18000-6C协议及工信部UHFRFID标准要求计算射频接收前端电路指标。(2)分析了三种直流偏移消除技术,并根据超高频RFID阅读器的特点,采用数字逻辑控制和带通信道选择滤波器消除直流偏移。(3)提出了一种低噪声跨导放大器+25%占空比无源混频器+电流缓冲器+跨阻放大器的结构。低噪声跨导放大器采用交叉耦合技术消除共模电流问题、降低噪声和功耗,通过推挽型结构和电流复用技术提高线性度、降低功耗;采用采样无源混频器实现25%占空比无源混频器性能,降低系统功耗;电流缓冲器采用直接交叉耦合共栅结构降低噪声和功耗、提高增益;采用Class AB输出级运算放大器消除电流摆幅限制、降低功耗;对整体结构进行了线性度及噪声分析,分析寻找设计中噪声和线性度之间的最优化点。(4)本文结构整体结果如下:增益在10-34dB可调,噪声系数4.1-5.6dB,PldB>-1dBm, IIP3>+9.9dBm,电源电压3.3V,总功耗50mmW(不计LO缓冲器),版图面积0.61mm2。通过与传统电流驱动型射频接收前端电路结果对比显示电流缓冲器的增加对射频接收前端系统的噪声系数提升了接近10dB,而IIP3仅恶化0.1dB。
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