低功耗无源UHF RFID标签芯片模拟前端设计

"本文详细介绍了设计一个符合EPCTM C1G2协议的低电压、低功耗无源UHF RFID标签芯片的模拟前端电路的过程。文章由Zhang Shaojie等人撰写，发表于2009年12月的《电子器件》杂志，属于工程技术领域的专业论文。该设计采用了SMIC 0.18μm EEPROM CMOS工艺库，通过优化关键电路，实现了整体功耗小于2.5μW，工作电源仅为1V的高效能模拟前端。这些参数极大地满足了无源UHF RFID标签在实际应用中的需求。" 在射频识别（RFID）系统中，无源UHF RFID标签芯片是至关重要的组成部分，它依赖于电磁场提供的能量来工作，因此低功耗设计对于延长标签的工作距离和提升读写性能至关重要。模拟前端电路作为标签芯片的一部分，负责信号的接收、放大和解调等任务，其性能直接影响到标签的读写效率和识别距离。 文章中提到的关键电路优化包括以下几个方面： 1. 接收机前端：设计了一个高效的接收机前端，它能够捕捉到微弱的射频信号，并将其转化为可供后续数字处理的电信号。低功耗的设计确保了即使在较低的电源电压下，接收机也能正常工作。 2. 功率检测和电源管理：为了适应不同的读写环境，功率检测电路被用来监控接收到的能量，以便在不同功率级别下调整工作模式，进一步降低功耗。 3. 解调器：设计了一个适合UHF频段的解调器，能够在保持低功耗的同时，准确地解调出携带数据的射频信号。 4. 匹配网络：匹配网络的优化确保了天线与标签芯片之间的最佳能量传输，减少了信号损失，提高了读写效率。 5. 噪声抑制：在设计中考虑了噪声抑制技术，以提高信号质量，确保在复杂电磁环境下仍能稳定工作。 6. 工艺选择：采用SMIC 0.18μm EEPROM CMOS工艺，这种工艺在兼顾低功耗和高性能的同时，还能提供足够的集成度，适合大规模生产。 通过这些优化设计，该UHF RFID标签芯片模拟前端不仅降低了整体功耗，还提升了工作电压的下限，使其在更广泛的环境中具有更强的适用性。这种低功耗设计对于扩展无源UHF RFID标签的应用领域，如物流追踪、资产管理、库存控制等，具有显著的推动作用。 关键词：超高频（UHF）、射频识别（RFID）、低电压、低功耗。这个研究为无源UHF RFID标签的未来发展提供了重要的理论和技术支持。