UHF RFID标签芯片：模拟射频前端设计与优化

"UHF RFID标签芯片模拟射频前端设计" 在UHF RFID(超高频无线射频识别)技术中，其无源标签芯片扮演着至关重要的角色，它结合了非接触性、快速识别、长作用距离、大存储容量以及多标签识别等特性，广泛应用于各个行业，如生产、零售、交通和物流等。由于这些优势，UHF RFID无源标签芯片成为全球科研的焦点。解决关键的技术挑战，如设计低功耗、小型化和高动态范围的模拟射频前端，对于提升UHF RFID标签芯片的性能和推动该领域的发展至关重要。 在遵循ISO18000-6C/B标准的情况下，对UHF RFID无源标签芯片的系统架构及其模拟射频前端的电路设计进行了深入研究。模拟射频前端是芯片的重要组成部分，负责接收和处理来自RFID阅读器的信号。为了实现这一目标，使用Cadence Spectre设计仿真平台，结合TSMC的0.18微米CMOS混合信号工艺，对关键电路模块进行了设计和验证。 在模拟射频前端的设计中，涉及了多个核心电路，例如整流电路，它负责将阅读器提供的交流能量转化为直流电，为标签芯片的其他部件提供电源；稳压电路确保了稳定的工作电压；ASK(幅度键控)调制/解调电路用于从射频信号中提取和解码数据；上电复位电路确保了芯片在启动时的正确状态；以及时钟产生电路，为数字处理提供精准的时序基准。 无源电子标签在RFID阅读器的电磁场内工作，通过天线耦合获取能量，并通过整流电路将接收到的交流能量转换成直流电。接收到的指令和数据通过ASK解调电路进行处理，然后传递到数字基带电路。数字基带电路根据指令执行数据操作，并通过控制天线接口的阻抗来调制回传的数据信号。此外，系统中的本地振荡器生成所需的系统时钟，以驱动整个数字部分的运行。 系统结构分为模拟射频前端和数字部分。模拟前端不仅提供电源，还负责信号的调制和解调、时钟生成和上电复位。数字部分则执行数据处理和控制功能，两者协同工作，使得UHF RFID标签能有效且可靠地与阅读器进行通信。 通过采用先进的设计工具和工艺，UHF RFID标签芯片的模拟射频前端经过仿真优化，最终通过多项目晶圆(MPW)流片制造出来，并对各模块进行了实际测试，验证了设计的有效性和性能。这些研究成果为进一步提升UHF RFID标签芯片的性能提供了理论基础和技术支持。