超高頻RFID標(biāo)簽低功耗時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的推行，智能汽車(chē)、智能家居等新概念也相繼被提出。作為一種發(fā)展趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)給了我們很大的想象空間。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）一種利用射頻信號(hào)空間耦合實(shí)現(xiàn)非接觸式信息傳遞的技術(shù)。無(wú)源UHF RFID標(biāo)簽正是運(yùn)用了這種技術(shù)，才發(fā)揮出其識(shí)別距離遠(yuǎn)，準(zhǔn)確性高，同時(shí)可識(shí)別多個(gè)目標(biāo)等受市場(chǎng)青睞的特點(diǎn)。無(wú)源UHF RFID標(biāo)簽芯片模擬前端和數(shù)字基帶能否良好的

2、連接是非常關(guān)鍵的，因此，作為標(biāo)簽芯片內(nèi)連接二者的“橋”----時(shí)鐘電路就顯得尤為重要。
　　本文主要針對(duì)UHF RFID標(biāo)簽芯片的功能需求，提出三種時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)，即環(huán)形振蕩器（Ring Oscillator)和弛豫振蕩器(Relaxation Oscillator)及改進(jìn)版馳豫振蕩器，通過(guò)嚴(yán)格的公式推導(dǎo)，并對(duì)電路中所有細(xì)節(jié)做出了具體分析，深入研究了三種電路結(jié)構(gòu)及工作原理，最后都給出相應(yīng)的仿真結(jié)果，驗(yàn)證電路的功能和性能。首先設(shè)計(jì)出

3、一款新型的環(huán)形振蕩器，公式推導(dǎo)出頻率的表達(dá)式，從振蕩器頻率表達(dá)式可以看出，時(shí)鐘頻率的穩(wěn)定對(duì)工作電壓和電流的要求很高。其電路結(jié)構(gòu)主要包括：核心電路三級(jí)環(huán)形振蕩器，通過(guò)寄生電容的充放電形成正弦信號(hào)，并保持穩(wěn)定；電平轉(zhuǎn)換電路，提高由環(huán)形振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)幅度；二分頻電路，調(diào)節(jié)信號(hào)的占空比，是頻率穩(wěn)定。在其前端的基準(zhǔn)電路中加入一個(gè)校準(zhǔn)電路，可對(duì)頻率進(jìn)行校準(zhǔn)，改善因工藝引起的偏差。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的弛豫振蕩器，在實(shí)現(xiàn)該電路功能的前提下，對(duì)電路進(jìn)行具分析

4、，為之后新版本打下基礎(chǔ)。該馳豫振蕩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且在功能和性能上也有可取之處，例如溫度抑制能力和功耗方面都優(yōu)于環(huán)形振蕩器。通過(guò)公式推導(dǎo)，可以知道，當(dāng)電容兩端的電壓和基準(zhǔn)電流之比為常數(shù)時(shí)，頻率跟基準(zhǔn)電流無(wú)關(guān)。改進(jìn)版馳豫振蕩器是針對(duì)上一版本做出的改進(jìn)的一款電路，通過(guò)提高電路對(duì)電源電壓、基準(zhǔn)電流和溫度的抑制能力來(lái)改善電路。本文設(shè)計(jì)了七位電阻比例自校準(zhǔn)電路，通過(guò)數(shù)字部分的邏輯運(yùn)算，可以準(zhǔn)確校準(zhǔn)時(shí)鐘頻率，確保時(shí)鐘校準(zhǔn)精度要求的同時(shí)，克服了由于工藝的