超高頻RFID讀寫(xiě)器芯片中關(guān)鍵功能電路設(shè)計(jì).pdf

1、射頻識(shí)別(radio frequency identification,RFID)技術(shù)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電訊號(hào)完成對(duì)特定目標(biāo)的識(shí)別和讀寫(xiě)，因其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域。本文以超高頻RFID系統(tǒng)需求為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的適用于860MHz~960MHz頻段的UHF RFID讀寫(xiě)器CMOS單芯片的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓電路，設(shè)計(jì)成果在提高系統(tǒng)性能和系統(tǒng)靈活性上都有重要的價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。研究成果如下：
　　1．本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

2、的是數(shù)模轉(zhuǎn)換器，采用分段式電流舵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)工作包括對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)化器的原理分析和常見(jiàn)的DAC結(jié)構(gòu)比較，結(jié)合UHF RFID的應(yīng)用需求，用MATLAB工具對(duì)分段方式優(yōu)化；在綜合考慮靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)以及面積和功耗等因素后，采用“6+3+3”的分段結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)研究各類(lèi)非理想因素引起的誤差等對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器性能的影響，指導(dǎo)后續(xù)電路設(shè)計(jì)。
　　2．本文基于TSMC0.18 um CMOS工藝，在Cadence環(huán)境下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“6+3+3”分段式電流

3、舵DAC，包括對(duì)各個(gè)組成模塊的分析、設(shè)計(jì)、版圖繪制和仿真。設(shè)計(jì)模塊有：鎖存電路、基準(zhǔn)電路、開(kāi)關(guān)陣列、電流鏡陣列等部分，采用“工”字型和隨機(jī)游走完成電流源陣列的布局布線(xiàn)，綜合仿真結(jié)果為：12位電流舵DAC輸入正弦信號(hào)頻率為320kHz時(shí)，采樣率為6.5MHz，輸出幅度為500mV。DNL=0.13LSB，INL=0.4LSB,SFDR=72.24dB，有效位數(shù)為11.8位；滿(mǎn)足UHF RFID系統(tǒng)應(yīng)用需求。
　　3．在研究分析功耗管

4、理模塊的基礎(chǔ)上，采用TSMC0.18um CMOS工藝在Cadence環(huán)境下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一組低差線(xiàn)性穩(wěn)壓電路。完成系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)以及仿真工作。仿真結(jié)果表明：帶隙基準(zhǔn)電路溫度系數(shù)為6ppm/℃，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)增益為58dB，相位裕度為68.8的誤差放大電路，完成溫度系數(shù)小于64ppm/℃，轉(zhuǎn)換效率大于85％的三個(gè)LDO電路的仿真分析和設(shè)計(jì)工作，完成超高頻RFID讀寫(xiě)器芯片的應(yīng)用需求的LDO模塊設(shè)計(jì)。
　　綜上所述，本文采用理論分析和實(shí)