【摘 要】
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无源超高频射频识别(UHF RFID)是一种利用天线接收和反射射频信号，并通过射频载波信号来传递能量和信息数据，以此来达到信息识别目的技术，它具有成本低，体积小，存储量大、抗恶劣环
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无源超高频射频识别(UHF RFID)是一种利用天线接收和反射射频信号，并通过射频载波信号来传递能量和信息数据，以此来达到信息识别目的技术，它具有成本低，体积小，存储量大、抗恶劣环境、安全性高等特点，已经广泛应用于生产、物流、交通等多种领域中，即将成为信息社会建设的一项基础技术。本文主要设计的是基于ISO/IEC18000-6C标准的无源UHF RFID电子标签芯片的射频/模拟前端部分，从芯片的系统结构、高效率的倍压整流电路、低功耗模拟前端电路设计等方面对RFID芯片的整体设计进行了研究。首先阐述了UHF RFID系统的构成和基本工作原理，基于ISO/IEC18000-6C标准协议确定了关于载波频率和数据调制等方面的要求和指标，为标签芯片设计中射频接收和解调调制等模块提供了参考依据。另外对射频前端的能量传输和阻抗匹配进行了分析与研究，同时借助Verilog-A语言，对电荷泵的整流效率进行了仿真分析和研究，并根据仿真的结果对射频前端的倍压整流电路的效率进行优化，使其设计达到了最优。其次，在模拟前端电路部分，研究了亚阈值电路特性的基准电路，改进并提出了零温度系数电流的基准电路，使得基准电路随工艺的偏差更小，更稳定。同时借鉴了瑞士Curty提出的上电复位结构，设计了功耗更低、面积更小的复位电路，仿真结果满足设计要求。另外分析和比较了环形振荡器和张弛振荡器两种时钟产生电路，结合实际FPGA数字基带的测试结果，优化改进了CLK产生电路，使其更适合低功耗低成本的无源UHF RFID设计。最终对射频/模拟前端的版图进行了设计和布局，结合数字基带和EEPROM存储器部分，在SMIC0.18um EEPROM工艺下进行了流片，并对流片后的芯片进行了banding和测试，测试结果显示，芯片的射频/模拟前端的各项指标基本符合设计的要求。
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