基于ISO14443A协议的RFID芯片模拟前端设计

摘要：实现基于ISO14443A协议的13．56 MHz RFID芯片的设计，并在SMIC 0．18 μm工艺下流片，芯片测电感生产厂家试结果良好。RFID芯片模拟前端部分在AC—DC电源产生部分采用了新的结构，不需要引入LDO就可以产生稳定的电源。在数据接收部分采用了新结构，可以抵御工艺偏差引起的器件参数的变化。在数据发送部分，从系统上作了优化，使模拟部分的电路变得简单可靠。整个模拟部分的电流小于100μA。
关键词：射频识别；整流器；限幅器；调制器；解调器

引言
RFID(射频识别)被广泛地应用在人们的日常生活中，如门禁、市民卡、机场、物流等领域。RFID芯片的需求量与日俱增，给低功耗、小面积的芯片设计带来了挑战。低功耗、小面积、低成本的RFID芯片在激烈的市场竞争中更有优势。本文给出的RFID芯片设计，从整个系统上对数字部分电路的功耗作了优化，并且对模拟电路部分作了一些改进，减小了芯片功耗和面积，从而降低了成本。该RFID芯片于耦合电感2010年6月在SMIC 0．18 μm工艺下流片，工作情况良好。

1 RFID系统结构
图1为RFID系统结构框图。整个RFID系统包括读卡器、RFID芯片和耦合线圈。卡与读卡器通信过程中的能量和数据通过线圈耦合，当二者无数据交互时，读卡器向空间中发送13．56 MHz的正弦载波信号。卡靠近读卡器时，片外线圈会耦合空间中的磁场为RFID芯片提供能量，使模拟前端和其他部分上电，准备交互。RFID芯片接收到的数据是100％的幅度调制，采用改进型的曼彻斯特编码。RFID发送到读卡器的数据也采用幅度调制。

2 模拟前端结构
图2为模拟前端的结构框图，L为片外电感，C为片内电容，LC谐振在13．56 MHz。RFID读卡器通过线圈发送能量和数据，LC谐振回路接收读卡器发出的信号，并通过模拟前端电路提取出电源和数据，提供给整个芯片，以使卡与读卡器进行交互。

当RFID靠近读卡器时，整流器产生的电源电压被LC谐振电路提高，当电压提高的一定值时，限幅器工作，使电源电压被箝位并稳定在设定的值上，给其他模拟模块和数字部分供电。上电复位电路(POR)工作，给出复位信号，使数字部分复位。读卡器发出的数据是载波为13．56
MHz数据率为106 kb／s的100％幅度调制信号，通过解调器解调提供给数字部分处理。RFID通过调制器向读卡器发出载波为13．56 MHz数据率为847 kb／s的幅度调制信号。

3 模拟前端电路设计
3．电感生产1 电源产生
图3为电源产生电路，由整流器和限幅器组成。当卡与读卡器无数据交互时，读卡器向空间中发射13．56MHz的正弦交变电磁场。图3中L为片外电感，C为片内电容，LC匹配的谐振频率为13．56 MHz，C1为稳压储能电容。当卡由远及近靠近读卡器时，LC发生谐振，RF1和RF2上的电压被谐振电路抬高，整流器开始工作，将正弦交变电压转化为直流电压VDD。当空间中电磁场强度很弱时，VDD电压值较低，不能给芯片供电。随着一体电感卡靠近读卡器，LC耦合得到的能量变强，VDD升高到芯片工作所需要的额定电压，芯片开始工作。但是，若卡继续靠近读卡器，VDD会继续上升，上升到超过MOS的击穿电压时芯片内的器件会被烧坏而失效。所以，需要引入限幅器，使VDD稳定在芯片工作的额定电压，这里设定的是2V。

限幅器的设计需要满足两点要求：第一，可精工字电感确调节；第二，高增益。正常情况下读卡器提供的能量大于其正常工作需要的能量，多余的能量需要限幅器泄放掉。随着卡靠近读卡器，RF1和RF2的电压升高，VDD和Vdect跟随RF1、RF2上升，当：
VDD≈V_dect=3Vthp+VREF (1)
此时，M61、M62、M63组成的支路导通，M51的尺寸远大于M52的尺寸，二者构成的反相器翻转阈值为V_dect—Vthp，当M61所在支路导通时，M51和M52构成的反相器翻转，X输出高电压，使M7打开，RF1和RF2通过M31、M32泄流，从而电压VDD被箝位稳定在式(1)所示的值上。反相器高增益使限幅器的灵敏度提高，当VDD恰好达到式(1)时，限幅器就开始泄流稳压，使VDD不随读卡器能量的变化而变化，以及不随负载的变化而变化。高增益的限幅器可以看作理想的稳压二极管。由式(1)可知，只需调节VREF即可得到精确的想要的VDD，例如Vthp=0．4 V，需要VDD=2 V，只需设定VREF=0．8 V即可。此处设计的限幅器可以看作电压可精确调节的理想稳压二极管。

TLC5615串行数模转换器在开关电源中的应用开关电源具有体积小、效率高、重量轻、噪声低等优点，其应用越来越广泛。我们在设计蓄电池充电器时，就采用开关电源作为主电路，其中开关器件采用第三代IGBT，其主要优点是耐压高，驱动功率小，开关频率高，导通

基于频率跟踪型PWM控制的臭氧发生器电源的研究1 概述 臭氧的强氧化能力和杀菌能力使其在水处理、化学氧化、食品加工和医疗卫生等许多领域具有广泛的应用。臭氧发生器的物理结构和等效电路如图1所示。当臭氧发生器负载两端的外加电压低于气体放电起始电压Vs

3节12V电压逆变单相380V各位高手，本人打算设计一个产品，正常情况下输入380V三相输出380V三相，此时还可以给3节12V电瓶充电，当380V不稳定或断电情况下，3节12V电源逆变成单相380V电压到输出端，各位大神给支

 1/2    1 2 下一页 尾页