2.45g+rfid半有源标签芯片关键电路分析与设计

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他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。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或

2、扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要射频识别（RFID）是一种利用无线通信实现信息传输、认证、追踪、排序和定位物体的非接触式自动识别技术，近年来得到了迅猛的发展。本论文所阐述的半有源标签芯片完全遵循ISO18000-4标准，适用于2.45GHzISM波段无线通讯系统。该芯片由接收端、数字控制部分、EEPROM存储单元、电源控制单元和发射端组成，

3、其中接收端负责接收和解调ASK信号。电源管理部分负责产生整个芯片工作所需要的电源电压以及控制信号发射方式的使能信号。发射端负责载波信号的产生、ASK信号的调制与发射。本文对半有源标签的特点和工作原理进行了理论的分析和研究，综合考虑工作距离、使用寿命和成本等因素，提出了具有RSSI功能的半有源标签整体架构的设计方案，并对各个模块的子电路进行了电路设计和版图验证，如整流滤波电路，限压电路，保护电路，使能信号产生电路、RSSI、振荡器、功率放大器以及偏置产生电路等。首先，芯片采用OOK调制方式，降低了功耗。其次

4、，发射端采用了功率放大器和差分LC负阻振荡器相结合的方法，实现了基带信号的直接上变频调制，增加了工作距离。最后，在芯片中加入了RSSI电路，使得标签具有定位功能，大大扩展了其应用范围。电源控制单元采用的是SMIC公司0.18μm2P4MCMOS工艺，而发射端电路则采用UMC公司的0.18μm1P6MCMOS工艺。所有的电路均利用cadence进行仿真和绘制版图，通过DRC和LVS检查后，利用PEX进行寄生参数的提取，从而进行电路的后仿真。最后针对两次流片的结果，设计了不同的测试方案，完成相关测试工作，测试

5、结果表明所设计的芯片电路工作良好，满足预期目标。关键词：2.45G，半有源，ISO18000-4，RFID，OOK调制，可定位ABSTRACTRadiofrequencyidentification(RFID)isafastdevelopingtechnologyofnon-contactingautomaticidentification,whichutilizeswirelessradiowavestotransmit,identify,trace,sequence,andconfirmvarious

6、objectswithoutcontract.Inthispaper,wepresenta2.45Gsemi-activetagdesignforwirelesscommunicationsystems,whichiscompatiblewithISO18000-4.Thechipiscomposedofreceivingend,digitalcontroller,EEPROMstoragecell,powercontrolunitandtransmittingterminal.Thereceivinge

7、ndisresponsibleforreceivinganddemodulatingtheASKsignal,andthepowercontrolunitisinchargeofprovidingthepowersupplyofthechipandgeneratingtheenablesignalwhichisusedtoswitchthemodeofworking.Inaddition,thetransmittingterminalisaimtoproducethecarriersignalandmod

8、ulatetheASKsignalbeforetransmittingattheantenna.Thispaperintroducesfirstlytheoreticalanalysisaboutcharacteristicsandoperatingprincipleofthesemi-activetags.Thentakingintoaccounttheoperatingdistance,thelifetimeofchip,