文档介绍：杭州电子科技大学
硕士学位论文
有源UHF-RFID标签芯片射频接收前端的设计
姓名:罗世钦
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:孙玲玲
20100201
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是将射频技术和识别技术结合在一起
的一门新兴的自动识别技术,它具有体积小、容量大、寿命长和穿透性好等优点,被认为是
21 世纪最有发展前途的信息技术之一,世界各国无不全力发展。其中超高频(Ultra High
Frequency,UHF)有源 RFID 技术更以低功耗、电磁辐射污染小、识别距离长、识别可靠性
高等技术优势被广泛运用于生产、交通、物流、医疗、安全和资产管理等需要收集和处理数
据的应用领域,因此研究和开发有源 UHF-RFID 标签芯片技术对于发展 UHF-RFID 具有较好
的应用价值和作用。
本论文对工作频率为 915MHz 的有源 UHF-RFID 标签芯片的射频接收前端电路进行了研
究和设计,其主要特点如下:
1、提出了一种有源 UHF-RFID 标签芯片射频前端接收机的实现方案。为最大限度地降低
系统的功耗,采用了的低电源电压,射频前端各模块的设计都考虑了低电压对直流工作
点、增益和线性度的影响。
2、设计了一个共源共栅源极电感负反馈差分结构的低噪声放大器。电路在保证放大器各
关键指标的前提下,充分考虑了低压低功耗的设计要求,采用低功耗约束计算公式,调整直
流偏置管和共源放大管的尺寸,使 LNA 工作在较低的功耗条件下;并通过添加额外的共源管
栅源电容,使 LNA 在低功耗约束下依然具有较好的噪声性能,同时减小栅极电感,便于集成;
另外,LC 负载结构也使 LNA 降低直流压降损耗,具有低压工作能力。
3、设计了一个吉尔伯特(Gilbert)有源双平衡混频器。充分考虑了功耗、增益和线性度的
折衷关系,采用低功耗的 MOS 管计算方法得出符合要求的管子尺寸;另外,电路采用省去
尾电流源的伪差分结构,使 Mixer 获得高线性度,同时减小了直流压降损耗。
通过整体及模块电路优化,电路在低压低功耗下依然保持良好的性能。整体电路基于
SMIC µm CMOS 工艺库进行电路仿真优化并进行版图设计。仿真结果表明,整个接收端
功耗仅为 14mW,与传统射频前端芯片相比,功耗降低 53%;整体接收端增益为 ,噪
声系数 ,三阶输入截止点-,满足有源 UHF-RFID 标签芯片的设计要求。
关键词:有源 UHF-RFID,低噪声放大器,混频器,接收前端

I
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
RFID (Radio Frequency Identification, RFID) technology is a new automatic identification
technology bines radio frequency technology and identification technology, which is
considered the most promising information technology in 21st century for its small size, high
capacity, long life and good ration, thus many countries in the world are making full efforts in
the development of RFID technology. The UHF-RFID technology has been widely used in the
production, transportation, logistics, medical, security and asset management, etc. for its low power
consumption, low ic radiation pollution, long-distance recognition, and high
reliability. Therefore, the research of active UHF-RFID tag IC has great significance for the
development of UHF-RFID.
In this paper