电池辅助式超高频射频标签芯片研究与设计

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1、代号10701学号1068122131分类号TN4密级公开题(中、英文)目电池辅助式超高频射频标签芯片研究与设计ResearchandDesignofBatteryAssistedPassiveUHFRFIDTagChip作者姓名贾旭指导教师姓名、职务庄奕琪教授学科门类工学学科、专业集成电路系统设计提交论文日期二○一三年一月西安电子科技大学硕士学位论文电池辅助式超高频射频标签芯片研究与设计作者：贾旭导师：庄奕琪教授学科：集成电路系统设计中国西安2013年1月ResearchandDesignofBatteryAssistedPassiveUHFRFIDTagChipADisse

2、rtationSubmittedtoXidianUniversityinCandidacyfortheDegreeofMasterinIntegratedCircuitSystemDesignbyJiaXuXi’an,P.R.ChinaJanuary,2013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他教育机构的学位或证书而使用过的材

3、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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。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：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印、或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密

4、，在______年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：摘要I摘要射频识别(RFID----RadioFrequencyIdentification)技术是一种利用电磁场的空间耦合原理实现中远距离信息传输的自动识别技术。随着物联网产业的不断发展，射频识别标签产生了集成更多扩展传感信号应用的需求。传统的无源射频识别标签采用射频场供电，标签的识读距离受到标签内部电路功耗及标签获取射频场能量的限制。为了在不牺牲识读距离的情况下获得更多扩展功能，诞生了采用电池为标签内部功能电路供电的电池辅助式无源射频识别标签(BatteryAssistedPassiveTag----BA

5、T)也称作半无源标签。电池辅助式无源标签与无源标签工作原理基本相同，并向下兼容无源标签通信协议。由于采用独立电源供电，电池辅助式无源标签具有相对无源标签更加稳定的工作性能及更远的识读距离，解决了困扰无源标签能量瓶颈的问题。本文首先针对超高频射频识别原理在理论上分析了电池辅助式标签在标签识别距离上相对无源标签的改进及制约电池辅助式标签识度距离的因素。指出电池容量及标签静态功耗为限制电池辅助式标签工作寿命的主要因素，由此提出了合理的标签电源管理方式可以有效的延长电池辅助式标签的工作寿命。同时，本文根据电池辅助式标签的指标分析及工作需求，提出一种适用于电池辅助式标签的电路系统结构，包

6、括基于射频场能量检测的电路唤醒级，阅读器与标签进行指令核对进行标签开启的激活码校验级，及满足休眠条件时标签即刻返回休眠态的反激活电路，此结构构建了电池与射频场供电的电源选择系统，使标签电池电量不足或没有外接电池的情况下依然可以采用无源标签模式工作，从而变相延长了标签的使用寿命。本文对电路各部分功能模块进行了详细的设计与分析，进行各部分功能仿真及关键技术指标的优化，并给出了一款基于SMIC0.18μm工艺的采用能量唤醒机制标签的电路版图及电池辅助式标签关键电路版图设计要点，对标签流片结果进行测试，唤醒电路，电源管理电路及其它模拟前端模块均实现设计功能，标签可在无源及电池供电模式下

7、正常工作。关键词：超高频射频识别电池辅助式无源标签唤醒机制激活码休眠态电源选择机制AbstractIIIAbstractRadiofrequencyidentification(RFID)isakindofautomaticidentificationtechnologywhichachievesthelong-distancetransmissionofinformationusingelectromagneticfieldcouplingprinciple.Withthecontinuo