超高頻RFID讀寫器芯片中關鍵功能電路設計.pdf

1、射頻識別(radio frequency identification,RFID)技術是通過無線電訊號完成對特定目標的識別和讀寫，因其獨有的優(yōu)點被應用到多個領域。本文以超高頻RFID系統(tǒng)需求為基礎，設計實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權的適用于860MHz~960MHz頻段的UHF RFID讀寫器CMOS單芯片的數(shù)模轉換電路和低壓差線性穩(wěn)壓電路，設計成果在提高系統(tǒng)性能和系統(tǒng)靈活性上都有重要的價值和廣泛的應用前景。研究成果如下：
　　1．本文設計實現(xiàn)

2、的是數(shù)模轉換器，采用分段式電流舵結構。設計工作包括對數(shù)模轉化器的原理分析和常見的DAC結構比較，結合UHF RFID的應用需求，用MATLAB工具對分段方式優(yōu)化；在綜合考慮靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)以及面積和功耗等因素后，采用“6+3+3”的分段結構實現(xiàn)。同時研究各類非理想因素引起的誤差等對數(shù)模轉換器性能的影響，指導后續(xù)電路設計。
　　2．本文基于TSMC0.18 um CMOS工藝，在Cadence環(huán)境下設計實現(xiàn)“6+3+3”分段式電流

3、舵DAC，包括對各個組成模塊的分析、設計、版圖繪制和仿真。設計模塊有：鎖存電路、基準電路、開關陣列、電流鏡陣列等部分，采用“工”字型和隨機游走完成電流源陣列的布局布線，綜合仿真結果為：12位電流舵DAC輸入正弦信號頻率為320kHz時，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；滿足UHF RFID系統(tǒng)應用需求。
　　3．在研究分析功耗管

4、理模塊的基礎上，采用TSMC0.18um CMOS工藝在Cadence環(huán)境下設計實現(xiàn)一組低差線性穩(wěn)壓電路。完成系統(tǒng)模塊設計和版圖設計以及仿真工作。仿真結果表明：帶隙基準電路溫度系數(shù)為6ppm/℃，設計實現(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/℃，轉換效率大于85％的三個LDO電路的仿真分析和設計工作，完成超高頻RFID讀寫器芯片的應用需求的LDO模塊設計。
　　綜上所述，本文采用理論分析和實