一种用于超高频无源标签芯片的整流器设计

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,提出了一种适用于无源UHF RFID标签芯片的CMOS整流器。与传统二极管连接方式的MOS管相比,使用了一种不同的二极管连接方式的MOS管,减小了阈值电压和漏电流。利用新结构实现了一个5级电荷泵整流电路。测试结果表明,当输入0 dBm信号时,整流器的转换效率为29.24%。整体芯片的面积是(0.7 × 0.6) mm²。     

一种适用于射频电子标签的低电压低功耗振荡器

提出了一种适合射频电子标签应用的振荡器设计方法.针对低电压低功耗的要求,选择了比较简单的振荡器结构,通过调节电流的方法来调节振荡器的输出频率.输出电流与电源无关的偏置电路设计保证了振荡器输出频率的稳定,低功耗的二进制权电流电路提供了很小的寄生参数、较高的电流精度和很小的芯片面积.芯片在Chartered 0.35μm CMOS工艺流片,电源电压为1.2～2V,环形振荡器消耗的平均电流约为6.5μA.     

一种适用于射频电子标签的低电压低功耗振荡器

提出了一种适合射频电子标签应用的振荡器设计方法．针对低电压低功耗的要求，选择了比较简单的振荡器结构，通过调节电流的方法来调节振荡器的输出频率．输出电流与电源无关的偏置电路设计保证了振荡器输出频率的稳定，低功耗的二进制权电流电路提供了很小的寄生参数、较高的电流精度和很小的芯片面积．芯片在Chartered 0.35μm CMOS工艺流片，电源电压为1.2～2V，环形振荡器消耗的平均电流约为6.5μA．     

声表面波射频识别无源电子标签

简述声表面波射频识别无源标签的原理与特点,介绍了434 MHz和915 MHz标签的试验结果:工作频率915 MHz、434 MHz,码容量>1 000,读写距离0.5~5 m。讨论了声表面波标签研究过程中的一些技术关键。     

一种新颖自举型微功耗整流器

论述了用于UHF频段(900 MHz)射频电子标签微功耗整流器的设计。在传统的Dickson肖特基型倍压整流器结构基础上,采用了改进的自举型电路结构,在普通RF CMOS工艺中实现了整流器的微功耗、高整流效率特性,消除了工艺特殊器件的限制。采用0.18μm RF CMOS工艺技术,整流器的工作频率范围为840~960MHz,实测整流效率近30%。     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路

提出了一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路,在电路中提出了一种适用于NRZ数据的新型鉴频鉴相器电路和自适应控制单元,能动态调节边沿检测器中延迟单元的延迟时间,使此时钟数据恢复电路具有大的锁定范围,且有结构简单易实现的特点。电路在Chartered0.35μm标准CMOS工艺下流片,实测此电路能在1.15V的低电压下工作,并且最低工作电流为3.4μA,适用于UHF射频电子标签芯片。     

基于EPC Class0协议无源电子标签射频前端设计

分析了RFID系统的组成和基本原理,针对超高频EPC Class0协议,提出电子标签前端结构及参考电路,包括整流器、稳压源、能量开启、脉宽解调、反向调制、振荡器、时钟校准等部分。采用Chartered 0.35μm CMOS工艺进行流片,整个前端模块工作电压(不包括整流电路)3.3V,电流13.8μA。最后给出芯片照片及测试结果。     

一种应用于多阶射频整流器的MPPT技术

多阶射频整流器在射频能量收集系统中起着交流转直流的作用。当射频输入功率偏离某一数值时,多阶射频整流器的功率转换效率(PCE)迅速下降。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,提出一种最大功率点跟踪(MPPT)方法,使多阶射频整流器能够根据射频输入功率的大小自动配置阶数,从而在较宽的输入范围内保持较高的PCE。将该MPPT方法应用在3阶射频整流器上。结果表明,当工作频率为953 MHz、负载为50 kΩ、输入功率PIN∈(-26.5 dBm,-7.5 dBm)时,该3阶射频整流器的平均PCE可达65 %,相比传统3阶射频整流器,提升了约25%。     

适用于RFID标签及无线传感器的射频唤醒电路

有效的功耗管理是提升有源RFID标签以及无线传感器节点电池使用寿命的重要方法,一种无源射频唤醒电路可以用来控制标签以及传感器节点的工作状态,使之在外界无线电波控制下进行唤醒状态与休眠状态的切换,与传统周期性唤醒方法相比,该方法减少了大量能量损耗.围绕着提高射频唤醒电路灵敏度的指标,对阻抗匹配网络以及整流电路进行了优化.仿真和测试结果表明该电路在-27.7dBm输入功率下可以产生220mV直流输出.该唤醒电路本身无需耗电,实践表明将其应用在RFID标签及无线传感器节点设计中可显著提升电池使用寿命.     

集成温度传感器的超高频无源电子标签芯片设计

提出了实现具有温度传感功能的RFID无源标签芯片电路设计思路,针对900MHz超高频EPC Class0协议,采用多电压设计思想提出电子标签结构及参考电路,包括射频前端接收电路、数字逻辑控制部分、温度传感及量化、存储器四部分.采用Chartered0.35μm CMOS工艺库仿真.芯片工作电流15.4μA(不包括存储器),温度量化采用一个低功耗8位逐次逼近模数转化器实现,输出温度量化误差在-10~120℃范围内为±2℃.     

用于无源标签芯片的高可靠性上电复位电路

设计了一种适用于无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片的超低功耗上电复位电路。对上电检测电路输出信号及该信号的延迟信号进行相与操作,并对RFID芯片的异常掉电情况进行了优化,最终生成复位信号。采用工作于亚阈区的MOSFET和纯数字逻辑电路,大大降低了静态功耗。在SMIC 0.18 μm EEPROM工艺下对电路进行仿真验证。结果表明,生成的复位信号准确可靠,静态功耗低至34 nW。     

无源高频RFID标签芯片电源产生电路

无源RFID标签芯片的能量来自读写器发射的射频能量.针对符合ISO/IEC15693标准的无源高频(13.56 MHz)RFID标签芯片,对NMOS栅交叉连接整流电路结构进行了研究与设计,实现的NMOS栅交叉连接整流电路的能量转换效率为34.46 9,6,并设计一种低成本、低功耗的芯片工作电源产生电路,设计工艺采用SMIC 0.35 pm 2P3M CMOS EEPROM工艺.最后,给出了芯片的测试结果.测试结果显示:所设计的电源产生电路能够很好地工作在IS015693标准定义的最小磁场Hmin(150 mA/m)和最大磁场Hmax(5 A/m)之间.     

一种改进的RFID多标签防碰撞算法

在射频识别系统中,需要一种防碰撞算法使阅读器在可读范围内快速地识别出所有标签。提出了一种改进的ID预测算法以解决标签碰撞问题。该算法的最大特点是：阅读器向标签发出一次询问命令,有可能同时识别多个标签。此算法能有效地减少阅读器发送询问指令的次数,从而缩短识别出所有标签的时间。     

无源RFID标签芯片灵敏度测试方法研究

提出一种测试UHF频段无源RFID标签芯片灵敏度的方法。该方法依据矢量网络分析仪和标签测试仪接口特性阻抗相同的特性,利用矢量网络分析仪测试标签芯片的反射系数,然后通过标签测试仪测试芯片和仪器接口的匹配损耗,进而计算标签芯片的灵敏度。利用该方法对NXP_G2XM芯片和Impinj_Monza3芯片在800～1 000MHz频段内灵敏度进行测试,并将测试结果与datasheet进行对照,分析误差产生的原因,最终证明此方法的准确性。该测试方法采用常规仪器对800～1 000MHz频段内灵敏度进行测试,有重要实际意义。     

超高频无源射频标签的射频接口设计

对射频标签能量供应原理进行了详细的理论分析,设计了一个超高频远距离无源射频标签芯片的射频接口电路,包括电源恢复电路、稳压电路及解调整形电路。解决了超高频无源射频标签远距离能量供应和信号获取的问题。射频接口电路采用UMC 0.18μm混合信号工艺流片验证。测试结果表明,射频接口电路的性能可满足超高频远距离无源射频标签芯片的要求。     

低功耗UHF频段RFID标签数字基带电路

通过对UHF频段EPC Global Class1 Generate2协议进行分析,详细论述了符合协议要求的被动式无源射频身份识别(RFID)标签的数字电路系统方案,并提出了一种新颖的、针对RFID标签的数字基带低功耗电路。在0.18 μm CMOS工艺环境下,使用Synopsys工具对电路进行前端综合和后端物理实现,同时对电路的功耗进行了简要的分析。仿真及测试结果表明,该标签数字基带电路功能符合协议要求。     

适用于13.56 MHz无源射频标签的稳压电路

介绍了一种用于13.56 MHz射频标签的新颖稳压电路结构.采用双路负反馈的方式,分别控制电荷泵两端的电压,可使输出电压稳定在2.8 V;防过压击穿保护电路可使传输管承受高达13 V的感应电压而不被击穿;自动节能电路可防止输出电容上的有限电荷倒流入天线.系统仿真采用华虹NEC的EF130工艺.仿真结果表明:当输入天线电压处于3～7 V之间时,输出电压在2.813～2.826 V之间,完全满足13.56 MHz射频标签中数字模块和EEPROM的电压要求.