无源超高频电子标签芯片新型架构与设计.pdf

天津大学
硕士学位论文
无源超高频电子标签芯片新型架构与设计
姓名:熊正东
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:毛陆虹
20090501
摘要关键词:射频识别,超高频,模拟前端,阻抗匹配,解码,标准单元库超高频无源识别技术即将迎来市场蓬勃发展期,,成为现今超高频无源识别技术的事实标准。日渐统一的协议与日趋成熟的市场推动着超高频无源标签应用的兴起。本文从超高频段无源标签的工作原理和通信协议出发,详细分析了榈奶氐悖⒔岷媳救瞬斡肷杓撇⒘髌晒Φ男酒治了基于樯杓频谋昵┬酒某<芄褂肷杓浦械哪训恪1疚恼攵云胀架构中的存在的问题,结合现在超高频无源电子标签研究的新进展,提出了一种新型的标签芯片架构,并就此架构给出了一个标签芯片射频模拟部分的设计实例。本文还就创建低电压低功耗数字标准单元库进行了分析,。本文创新性的提出了一种新型的标签芯片的架构;提出了信号处理模块的概念,其中包含了阻抗自适应网络,调制与解调,低功耗模拟方法解码等功能,不仅提供了更高的性能稳定性,还进一步降低了标签的功耗,其中解码部分的功耗从同步解码的降低到了模拟解码的不到1疚幕苟陨淦的D馇岸说其它模块给出了详细的分析实现,其中解调模块、预稳压模块都使用本文提出的新型结构并有更优良的性能表现。基于工艺字电源电压设计的该芯片,包含解码功能的射频模拟前端瞬态平均功耗ń调整流器功耗陀..
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签字胁叶年石月岁日学位论文作者签名:恶诉多曰学位论文作者签名:盘秒岔学位论文版权使用授权书独创性声明签字日期:矽哆年∥月多日或撰写过的研究成果,也不包含为获得:苤盗盘鲎或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解墨盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特另:员曜⒑椭滦恢ν猓畚闹胁话渌艘丫⒈书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名签字日期
第一章绪论课题背景中,英军在自方飞机上装有能主动应答的射频装置,当雷达发出微波查询信号时,自世纪年代开始兴起以来,射频识别际醴⒄寡杆佟辏夜褂玫腞昵┦恳丫锏搅亿枚。据驰昂咨询的数据显示【浚赗谐」婺=ǔ亿元,!=窈年内,超高频技术可望在食品安全、防伪、医疗医药、生产制造、车辆管理等领域得到大规模的应用。预计年超高频标签的数量可达亿枚,社会经济效益可达亿元。射频识别源起于雷达技术,也就是通过向目标物体发射射频信号,然后接收目标物体的反射信号来获取目标物体的信息。世纪年代的第二次世界大战此应答装置就做出相应的回应,称为,敌我识别】技术。但此时的应答装置还是功耗很大的有源收发机,空间内仅完成简单信息的传输过程,成本很大且应用范围窄小。随着现代技术的进步,尤其是微电子制造技术的发展和无线通信理论的完善,射频识别技术得到了迅猛发展。集成在集成电路上的微波肖特基极管的出现,使得单芯片的无源标签真正成为可能。此时出现了无源射频标签,标签内没有电池供电,其工作所需能量全部来自转换读取设备发射的空间电磁波,读卡器和标签卡之间不仅完成空间内无线信息传输,同时也完成空间内的无线能量传输。射频标签因此成本显著降低,使用寿命增长,可应用的范围大大增加。进入世纪年代后,开始进入实用化阶段,在这一时期电子收费系统的大规模应用可以看作是技术发展中的重要里程碑【。习惯上将常用的通信载波频率划分为以下若干个频段,包括低频⒏咂咂~臀⒉.等。在射频识别技术中,低频系统~般工作在一,常见的有、焊咂迪低彻ぷ髟<墓ぷ髌德饰.<纳矸葜ず头箍ǖ壬淦当昵┕ぷ髟诖似刀危撼咂倒ぷ髌德饰S玫钠德视.、等;微波射频识别系统一般工作在的频段早在年月眨萍疾计划先进制造技术领域办公室就发布了,第一章绪论。
低。超高频正在逐步走出市场培育期,迎来一个应用的高掣。研究现状《国家高技术研究发展计划计划冉圃旒际趿煊颉吧淦凳侗技术与应用”重大项目年度课题申请指南》4酥卮驲钅抗灿子项,支持经费共一亿两千八百万人民币,主要就超高频防冲撞技术、中间件研究、公共服务体系架构设计、标签天线设计技术、系统测试技术、信息集成管理技术以及产业化等个方向展开突破性研究】。本项目组和清华大学,同方科技一起,共同申请了其中的“┬酒蟹⒑筒祷弊涌翁猓芯靠7⒎螴疌标