一种适用无源RFID的集成加速度传感器设计.pdf

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1、86传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnd0gies)2015年第34卷第1O期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)10-0086--04一种适用无源RFID的集成加速度传感器设计陈宏，邓芳明，何怡刚，吴翔(1．华东交通大学轨道交通学院，江西南昌330013；2．合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009；3，华东交通大学电子与电气学院，江西南昌330013)摘要：针对射频识别(RFID)与无线传感器网络(WSNs)融合研究的需要，基于0．35mCMOS工艺设计了一种集

2、成加速度传感器。传感器单元采用从单晶硅衬底的背面进行深反应离子刻蚀工艺，背面刻蚀完成后再正面对金属和介质复合层进行各向异性刻蚀。集成电容式传感器接口电路基于锁相环原理，将传感器信号转移到频率域处理，避免了高功耗的A／D转换器的使用，直接完成电容／数字转换。后期测试结果显示：所设计的集成加速度传感器线性度好，稳定性高，功耗低，适合无源RFID及其它超低功耗应用设计。关键词：加速度传感器；射频识别标签；CMOS工艺；接口电路中图分类号：TP212．2文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)10-0086-04’●一-一●一●●一‘D

3、esignoianintegratedaccelerati0nSenS0rt'orpassiveRFIDapplicationCHENHong，DENGFang-ming，HEYi—gang，WUXiang。(1．SchoolofRailwayTracksandTransportation,EastChinaJiaoTongUniversity，Nanchang330013，China；2．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei2

4、30009，China；3．SchoolofElectricalandElectronicEngineering，EastChina：JiaoTongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：Aimingatrequirement0fintegrationstudyofradiofrequencyidentification(RFID)andwirelesssensornetworks(wSN)technology，anintegratedaccelerationsensorisdesignedbase

5、don0．35mCMOSprocess．Sensorunitutilizesdeepreactiveionetchingprocedureonthebacksideofthemonocrystallinesiliconsubstrate，andthenemploysanisotropieetchingonthefrontsideofthemetalanddielectriccompositelayer．Thesensorinterfacecircuitisbasedonphase—lockedlooptheory，conver[s、senso

6、rsignaltofrequencydomainavoidusageofADCwhichhasveryhighpowerconsumptionandachieves~apacitancetodigitalconversiondirectly．Themeasurementresultsprovethattheproposedaccelerationsensorachieveshighperformanceonlinearity，stabilityandpowerconsumption，whichisespeciallysuitableforap

7、plicationonpassiveRFIDandotherultra—lowpowerconsumptionfield．Keywords：accelerationsensor；RFIDtag；CMOStechnology；interfacecircuit0引言接收RFID阅读器发送的无线信号，并经标签内部的整流射频识别(RFID)技术是一种非接触的自动识别技术，器和稳压电路转换为直流电压为后续电路供电。因此，功它通过射频信号自动识别目标对象获取数据，是当前物联耗是无源RFID标签最关键的性能指标，它决定了RFID标网发展的关键技术。RFID

8、标签按照工作方式可以分为有签的最大工作距离。源标签、半有源标签和无源标签三类，其中，无源RFID标电容式加速度传感器具有功率耗散低、灵敏度高、温度签由于无需内置电池