无源超高频电子标签关键技术的研究与实现

【摘要】射频识别(RFID)技术是一种通过射频信号在空间耦合实现特定目标识别的非接触式通信技术。其应用范围越来越广,已成为一个热门研究领域,具有广阔的应用前景。本文首先系统地阐述了射频识别系统的基本理论,介绍了无源超高频(UHF)RFID芯片的电路组成及各子电路的功能。深入研究了RFID系统信息传递链条中的关键技术,主要包括数据的解调、调制、存储以及接收和反射。为了提高解调器的灵敏度,采用了阈值电压补偿技术,有效地消除了包络检波电路中电荷传输管的压降损失；设计了一种无二极管无电阻的参考电平产生电路,输出的参考电平始终处于包络信号的高低电平之间。为了有效地将标签中的数据传递给阅读器,需要一个调制电路控制芯片的阻抗；利用CMOS管的开关特性,设计出了一个结构简单、面积较小的调制器。考虑到工艺兼容性和标签芯片成本,本文基于标准CMOS工艺设计了一款平行双浮栅存储单元,有效地降低了功耗,减小了编程电压。利用电荷泵内部产生的高压对电荷传输管的栅极和衬底进行动态偏置,减小了传输管的导通压降损失和衬底漏电流,提高了电荷泵的能量转换效率。针对本研究设计的标签芯片,设计了一款弯折偶极子天线。较好地解决了天线与芯片阻抗匹配问题和天线小型化问题。论文完成了无源UHFRFID芯片的设计、制作、测试等工作。结果表明,芯片性能指标达到了预期目标。
【作者】张胜广；
【导师】杨建红；
【作者基本信息】兰州大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】射频识别；灵敏度；标准CMOS工艺；能量转化效率；小型化；

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