uhf+rfid有源标签接收前端关键电路设计

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1、万方数据工程硕士学位论文摘要随着当代信息技术的飞速发展，人们对信息交互的便携性、准确性、功耗、速度等提出了更高的要求。射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)是基于电磁波的一种无接触自动识别技术，具有快速识别、同时识别多个目标、可重复利用、环境适应性强、识别距离远、保密性强等优点而被广泛应用于物流、商品生产等领域。低噪声信号放大器与混频器是超高频(UltraHighFrequency，UHF)RFID有源标签接收前端最关键的部件，直接决定着RFID标签的信号接收能力。首先，以Cascode结构为核心，采用电流镜偏置、差分

2、结构放大、电感源极负反馈匹配、谐振负载输出等结构，设计了用于RFID标签接收前端的、工作频率为915MHz的低噪声信号放大器。结合MOSFET晶体管的噪声模型得到了其理论最小噪声系数的匹配条件。在低功耗约束条件下对其进行了噪声优化分析，在工艺、工作频率及匹配主抗确定的条件下，得到了器件的最佳宽度尺寸。其次，采用经典的Gilbert双平衡混频器结构，设计了RFID接收前端的下变频混频器。双平衡Gilbert混频器能够有效的抑制ILF、IF信号对中频端的馈通，具有较好的隔离度，且线性度良好。综合考虑增益、线性度与功耗等因素，完成了开关级与跨导级MOS管的尺寸优化。借

3、助ADS软件中的Simth原图对输入、输出端口进行了阻抗匹配。基于Ailgent公司的ADS仿真环境，对设计的单元电路进行了仿真分析。RFID标签的信号接收电路工作频率为915MHz，工作电源电压为1．8V。低噪放大器功耗仅为7．627mW，噪声系数为0．913dB，功率增益为26．546dB；混频器功耗仅为3．6198mW，功率变换增益为10．96dB，三阶交调点(IIP3)为一6dBm，各项性能指标均满足预期要求。关键词：UHF有源电子标签：接收前端；低噪放大器；混频器：R．FIDII万方数据UHFRFID有源标签接收前端关键电路设计AbstractWith

4、therapiddevelopmentofmodeminformationtechnology,peoplehavemoredemandsinaspectoftheportability，accuracy,power,andspeedofinformationinteraction．RadioFrequencyIdentification(RFID)technologyisanon-contactautomaticidentificationtechnologybasedonelectromagneticwave，whichiswidelyemployedinl

5、ogistics，commercialproductionandotherfieldsowingtoitsrapididentification，readingMultipletargetssimultaneously,reusableability,highadaptabilitytoenvironment，remoteidentificationabilityandhighsecurity．ThelownoiseamplifierandmixersarethekeycomponentsofRFIDreceivingfront-endswithactiveta

6、gs，whichdirectlydeterminetheperformanceofRFID．First，thelow—noiseamplifierwithCascodestructureasthecoreforRFIDtag—receivingfront-endswiththeworkingfrequencyof915MHzisdesignedbyusingcurrentmirrorbias，thedifferentialamplifier,inductancematchingsourcefeedback，andoutputharmonicload．Themin

7、imumnoisecoefficientmatchingconditionsareobtainedaccordingtothetheoryofnoisemodeloftheMOSFETtransistor．TheoptimumwidthofthedevicesizecanbedeterminedbasedOntheoptimizationanalysisundertheconditionoflowpowerconstraintswhentheprocess，operatingfrequencyandthematchingmainresistancearecert

8、ain．Secondly