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13.56MHz RFID标签射频前端设计

发布时间:2018-06-28 21:24

  本文选题:射频识别 + 标签 ; 参考:《东南大学》2016年硕士论文


【摘要】:射频识别技术(RFID)是一种非接触的自动识别技术。在物流、零售、公共交通、考勤系统、国防等领域,RFID技术凭借其独有的优势,有着大规模的应用。射频前端是RFID标签芯片的重要组成部分,承担着调制解调、电源、时钟提取等重要功能,很大程度上决定了RFID标签的性能。当前部分射频前端不支持高速率的数据解调,使得无源RFID系统无法支持高速率的数据传输。本论文设计了一款13.56MHz无源RFID标签的射频前端,实现了调制解调,电源,时钟提取的功能。本文首先分析了读卡机和标签之间的能量传输特性,建立了RFID场强仿真模型。在此基础上,分析了射频前端设计时的问题以及解决方法,给出了电源模块,时钟提取模块和调制解调模块的具体设计。本文着重分析了解调模块的设计,在传统的包络检波方案的基础上做出了改进,加入了自稳压电路以改善电源波动对解调的干扰。虽然引入了额外的功耗,但是使设计的射频前端能够支持高速率的数据传输。本论文设计的射频前端采用SMIC 55nm EFLASH工艺,使用Virtuoso进行了版图设计,并进行了流片验证。流片测试结果表明,设计的射频前端在1.5~7.5A/m的场强范围内均能正常工作,能够的稳定提供电源信号和13.56MHz的时钟信号,功耗约为395μW,支持106kbps、212kbps、424kbps和848kbps的数据传输,符合设计要求。本论文设计的射频前端适用于无源RFID标签芯片,能够用于金融,安全等领域,能够为其他无源RFID标签芯片射频前端的设计提供参考。
[Abstract]:Radio Frequency Identification (RFID) is a non-contact automatic identification technology. RFID technology is widely used in logistics, retail, public transportation, attendance system, defense and so on. RF front-end is an important part of RFID tag chip. It has the important functions of modulation and demodulation, power supply, clock extraction and so on, which determines the performance of RFID tag to a great extent. At present part of RF front-end does not support high-speed data demodulation which makes passive RFID system unable to support high-speed data transmission. In this paper, a 13.56MHz RF front-end of passive RFID tag is designed to realize the functions of modulation and demodulation, power supply and clock extraction. In this paper, the characteristics of energy transmission between card reader and tag are analyzed, and the simulation model of RFID field strength is established. On this basis, the problems and solutions of RF front-end design are analyzed, and the specific design of power supply module, clock extraction module and modulation and demodulation module are given. In this paper, the design of demodulation module is analyzed emphatically, and the improvement is made on the basis of the traditional envelope detection scheme, and the self-stabilizing circuit is added to improve the interference of the power fluctuation to the demodulation. Although extra power is introduced, the designed RF front-end can support high-rate data transmission. The RF front-end designed in this paper adopts SMIC 55nm EFLASH technology, and uses Virtuoso to design the layout and verify the chip. The test results show that the designed RF front-end can work normally in the range of field strength of 1.5~7.5A/m, and can supply power signal and 13.56 MHz clock signal stably. The power consumption is about 395 渭 W, and the data transmission between 106kbps-212kbps-424kbps and 848kbps can meet the design requirements. The RF front-end designed in this paper is suitable for passive RFID tag chips, can be used in finance, security and other areas, can provide a reference for other passive RFID tag chip RF front-end design.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.44

【参考文献】

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本文编号:2079396

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