超高波頻射頻識別讀寫器接收機載波消除射頻前端的研究與設計.pdf

1、本文基于EPC Global Class-1 Gen-2協(xié)議對UHF RFID讀寫器接收機進行了研究,提出了載波消除射頻前端的系統(tǒng)架構(gòu),并在SMIC0.18um RF1P6M標準CMOS工藝下實現(xiàn)了完整的射頻和載波消除檢測鏈路。首先分析了UHF RFID系統(tǒng)協(xié)議接收鏈路的數(shù)據(jù)特征和系統(tǒng)信道,計算出了讀寫器接收機的性能指標；然后對讀寫器接收機前端特有的載波泄漏進行了定量分析,給出了接收機的系統(tǒng)架構(gòu)；接著提出了載波消除射頻前端的系統(tǒng)架構(gòu),并

2、進行了系統(tǒng)分析和計算,為各模塊制定了設計目標。其次,設計了帶載波消除功能的低噪聲放大器。分析了載波消除LNA的設計難點并給出了解決方案,接著為射頻電路的版圖設計提供了一些設計規(guī)則。同時討論了帶中心抽頭的差分電感的設計、仿真、建模及擬合。再次,對Gilbert混頻器進行了詳細的性能分析,為基于Gilbert單元的有源混頻器的設計提供了準則。分析了正交下變頻混頻器共用跨導級結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)勢,并討論了多柵晶體管(MGTR)技術(shù)提高混頻

3、器的線性度和寄生垂直NPN Bipolar管降低混頻器閃爍噪聲的原理及電路實現(xiàn)。最后給出了詳細的混頻器的測試和結(jié)果分析。設計了載波消除檢測電路的各模塊。先介紹了亞閾值MOS管峰值檢測器的工作原理,并進行了電路實現(xiàn)。其次利用自較零技術(shù)、預放大器和鎖存器級聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了低失調(diào)比較器,并對非交疊時鐘發(fā)生器進行了討論與設計。最后,對載波消除射頻前端鏈路存在5dBm載波泄漏的情況下進行了系統(tǒng)仿真。仿真結(jié)果表明,射頻前端具有11dB的雙邊帶噪聲系數(shù)、