13.56mhz无源射频识别芯片模拟前端设计

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1、西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生

2、在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要射频识别(RadioFrequencyIdentification)技术，是一种通过射频信号耦合实现无接触识别的技术。与传统磁卡及IC卡相比，RFID具有存储容量大、识别距离远、穿透力强、寿命长等优点，在交通物流、制造业、零售

3、业等众多领域得到了广泛的应用。本文研究设计了符合ISO14443协议标准的13.56MHz高频无源电子标签芯片模拟前端电路，并针对RFID芯片低成本、低功耗的要求对电路进行了优化。针对标签芯片需要高效AC/DC整流电路，在传统NMOS交叉耦合整流电路的基础上提出了一种阈值补偿型整流电路，补偿了电路中二级管连接的MOS管造成的阈值电压损失，从而提高电路的能量转换效率。当整流电路输入射频信号载波振幅为3V时，输出电平达到2.46V，能量转换效率达83.6%。针对标签芯片需要能够产生连续稳定的时钟信号的时钟电路，提出了一种基于锁相环和锁相环使能控制电路的时钟电路，电路能够在

4、外界射频信号存在信号凹槽的情况下产生连续的低频率偏差时钟信号。当射频信号载波频率为13.56MHz时，时钟电路输出为相同频率的连续时钟信号，频率偏差＜100kHz。针对标签芯片模拟前端其他关键电路进行了研究。首先，介绍了一种超级源跟随器，在其基础上设计了一种瞬态增强型LDO，电路具有良好的瞬态响应特性和电源抑制比特性；然后，根据亚阈值MOS管的温度特性设计了一种低功耗亚阈值区基准电路，该电路能够输出与温度和电源电压无关的基准电压和基准电流；随后，设计了一种上电复位电路；最后，分析了采用时钟电路中的信号凹槽检测电路做解调电路的可行性，避免使用包络检波电路引入大电阻电容占

5、用芯片面积。以上电路采用SMIC0.13μmCMOS工艺进行仿真验证，仿真结果显示本文设计的模拟前端关键电路工作状况良好，满足设计预期要求。论文中对所设计的电路只进行了仿真验证，在接下来的工作中可以对所设计电路进行流片测试，进一步验证电路的工作情况。论文中仅对模拟前端中各模块进行了设计和优化，没有从整体模拟前端构架上进行优化，这一点也可以在今后的工作中完善。关键词：射频识别，ISO14443，低功耗，模拟前端论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTRadiofrequencyidentification(RFID)is

6、atechnologymakinguseofelectromagneticorelectrostaticcouplingintheRFportionoftheelectromagneticspectrumtouniquelyidentifyanobject.Ithastheadvantageoffasterreadingspeed,longeroperationrange,abletoidentifyhighspeedmotionobjects,andsoon.Forthisreason,ithasmanyapplicationsinwildrangefields.T

7、hispaperaimsatdesignandrealizationofsomekeycircuitsinRF/Analogfrontendof13.56MHzRFIDtagsbasedonISO14443.Attherequestoflowcostandlowpowerconsumption.FortherequestofhighefficiencyinAC/DCrectifycircuit,anewkindofrectifycircuitwasgiving.Usingthethresholdvoltagecompensatetechnology,