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射频识别技术(RFID)作为自动识别技术的一个重要组成部分,近些年来得到了广泛的研究和应用。RFID系统是一种利用射频电磁波实现标签和阅读器之间数据传输的技术。在RFID系统的众多分类中,超高频射频识别(UHF RFID)系统以其特有的优点成为了发展最快的一个类型。
首先,本论文阐述了RFID系统的组成和基本工作原理,并详细分析了无源UHF RFID标签的系统架构和通信原理,根据ISO18000-6 Type B协议的相关规定提出了设计的各项指标。其次,通过对低功耗技术和各个电路模块工作原理的研究,结合实际电路对整流器、反向散射、带隙基准和稳压器等各个电路模块的功耗和性能进行了合理的折衷,最后设计出符合要求的射频模拟前端电路。
整体电路的设计采用SMIC0.18μm EEPROM工艺,为降低功耗,带隙基准电路和稳压器采用的工作电压为2.5V,其它模块采用的工作电压为1.8V,均低于该工艺推荐的3.3V工作电压。在设计带隙基准电路时,提出了两种方案的电路,并综合考虑电路的特点,采用了方案二的电路,有效地降低了电路的功耗。在设计环形振荡器、限流电路和反向散射电路时都对各个管子的宽长比进行了认真的调试,通过降低反相器的瞬间导通电流来保持电源电压的稳定
仿真结果表明,本论文设计的无源超高频标签射频模拟前端电路在协议规定的915MHz频率下,阅读距离大于3m,标签在标准条件下工作电流约为12μA,其中射频模拟前端电路工作电流约为8μA,分配给控制逻辑电路的工作电流约为4μA。各项参数都能够满足设计指标的要求。