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1、RFID是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。无源标签即标签本身没有电池供电，在阅读器的阅读范围之外时,标签处于无源状态，在阅读器的阅读范围之内时标签从阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电能。现在就超高频无源电子标签(Passivetag)来讲述它的关键技术。1、超高频无源RFID标签关键技术之
2、一：标签芯片的设计标签芯片一般包括以下几部分电路：电源恢复电路、电源稳压电路、反向散射调制电路、解调电路、时钟提取/产生电路、启动信号产生电路、参考源产生电路、控制单元、存储器。如图1所示,虚线框内为UHF无源RFID标签芯片的结构图。图1UHF无源RFID标签芯片的结构图无源RFID标签芯片工作时所需要的能量完全来源于读卡器产生的电磁波的能量，因此，电源恢复电路需要将标签天线感应出的超高频信号转换为芯片工作需要的直流电压，为芯片提供能量。由于RFID标签所处的电磁环境是十分复杂的，输入信号的功率可以变化几百甚至几千倍，因此，为了芯片在大小不同的场强中均可
3、以正常工作，必须设计可靠的电源稳压电路。亦称为功率调节器,产生稳定的电源电压,为芯片提供全局电源,同时起到限幅的保护作用。调制与解调电路是标签与读卡器进行通信的关键电路，目前绝大部分的UHFRFID标签采用的是ASK调制。RFID标签的控制单元是处理指令的数字电路。为使标签在进入读卡器场区后，数字电路可以正确复位，以响应读卡器的指令，必须设计可靠的启动信号产生电路，用来提供数字单元的复位信号。反向散射电路是通过改变阻抗来调制载波,向阅读器发送上行信号。参考源产生电路是产生稳定的与温度和电源电压无关的基准电压,并为其他模块提供电流偏置。超高频标签主要电路简介
4、RFID标签通常包括两个组成部分：标签天线和标签芯片。(1）天线匹配网络天线的作用是感应并接收电磁场中的能量和信号传送给芯片进行信号处理，因此这其中便存在了一个能量传输的问题，即实际情况下天线阻抗和芯片阻抗不满足最大功率传输理论，限制了RFID的工作距离，因此为了改善RFID的工作距离，必须最大限度的利用天线从电磁场中所接受到的能量，这也就是为什么需要做匹配的工作，尤其是当天线的尺寸受到限制时,天线所表现出来的电抗为阻抗匹配带来更大的困难。因此在芯片内部增加了匹配网络。匹配网络有多种形式，为了减少元件的使用,也即减少芯片面积、降低复杂度，采用最简单的方式是
5、L型匹配。(2）反向发射电路在与读卡器建立连接以后，调制电路通过接收天线接收读卡器发射的一个连续的高频电磁波的一部分能量，同时会将这个电磁波的一部分能量反射回去。通过改变与天线相连接的电路的阻抗，使得反射回去的电磁波的参数发生变化，从而达到调制的目的。通常的调制方式有两种：PSK：改变电容值也就是阻抗的虚部；ASK：改变电阻值也就是阻抗的实部。(3）电源稳压电路电源稳压电路主要是用来稳定电荷泵输出的电压,为电路的其他模块以及数字电路提供稳定的电源电压。这部分电路对于芯片正常工作具有重要的作用。常用的稳压电路有并联稳压和串连稳压结构,并联稳压电路主要对芯片电
6、源电压进行稳定，串连稳压电路提供一小于电源电压的电压源，供芯片内部如时钟电路。对电源要求较高的电路工作。(4）基准电压产生电路基准电源电路在整个设计中占有举足轻重的位置,基准电源的输出电压与温度、电源电压的关系是否稳定、一致,能否达到设计要求,是电路设计成败的一个关键。在CMOS集成电路设计中,除了电源电压外,还必须有其它提供电位的偏置电路。在集成电路的输入电压范围内(如2.7V至11V)工作温度范围(自然通风)为-10℃至75℃,在这个范围中,偏置电路提供的输出以及基准的电压输出均应保持稳定。不论是那种结构的基准电路其基准电压产生的原理是相同的,即通过正
7、负温度特性的电路参数叠加,从而产生零温度系数的基准电压。电压参考源的设计大致分为三种：第一种以齐纳二极管为主,它的电路组成形式极其简单,也可以形成一个很稳定的输出电压,并且不受负载电流或是电源电压波动的影响,但缺点是齐纳二极管一定要工作在崩溃区,所以它的工作电压至少在8V以上,芯片系统工作电压较低时不能正常工作,即使能正常工作,功耗也很大。第二种电压源电路时利用场效应晶体管中增强型与耗尽中的临界电压不同,形成的电路,虽然也可以达到很稳定的电压,但是由于限制在两种临界电压,所以制作很敏感,经常输出电压产生误差。第三种就是由正温度系数的电路来补偿由PN结所产生
8、的负温度系数,我们也称为就是能隙参考电压源。2、超高频无源RFID
