超高頻RFID射頻接口電路設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2011-08-25 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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2.2 穩(wěn)壓

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/155850.htm

　　在4W等效發(fā)射功率下，距讀寫器20cm處，采用增益1.5dBi的接收天線，標(biāo)簽接收到的最大功率達(dá)到95.5mW，超過(guò)標(biāo)簽在4m處接收到最大功率的400倍。為了保證標(biāo)簽在近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)都能夠可靠工作，需要有效的穩(wěn)壓電路使得標(biāo)簽在近場(chǎng)能夠保持電壓不超過(guò)正常工作電壓范圍。

　　通常的并聯(lián)式穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)Vout大于穩(wěn)壓電路開(kāi)啟閾值時(shí)，穩(wěn)壓電路內(nèi)的瀉流管Mp開(kāi)啟，從瀉流管瀉放電流，使電壓降低。

　　2.3 解調(diào)

　　本文提出的射頻接口是針對(duì)滿足ANSNCITS256??1999射頻標(biāo)簽協(xié)議的標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)的。根據(jù)ANSNCITS256??1999射頻標(biāo)簽協(xié)議規(guī)范，讀寫器到標(biāo)簽的信號(hào)為OnOffKey(OOK)調(diào)制信號(hào)。

　　因此，解調(diào)電路可采用二極管包絡(luò)檢波解調(diào)實(shí)現(xiàn)。

　　3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　3.1 電源恢復(fù)電路

　　根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，要在915MHz信號(hào)輸入幅度200mV，負(fù)載電流20A時(shí)獲得大于2V的直流電壓。則根據(jù)(3)式，可得N>5。因此，所需倍壓電路最低級(jí)數(shù)為12級(jí)?？紤]到MOS管導(dǎo)通壓降的損失和寄生效應(yīng)帶來(lái)的損失，電源恢復(fù)電路采用16級(jí)的倍壓電路結(jié)構(gòu)，利用零閾值NMOS管實(shí)現(xiàn)。倍壓式電源恢復(fù)電路的末端最后一個(gè)電容為儲(chǔ)能電容，取200pF。

　　3.2 穩(wěn)壓電路

　　根據(jù)設(shè)計(jì)協(xié)議要求，輸入信號(hào)為OOK信號(hào)在OOK信號(hào)的關(guān)斷時(shí)刻，由于圖2中瀉流管Mp無(wú)法瞬間關(guān)閉，于是繼續(xù)從儲(chǔ)能電容Cs上抽取電流，從而導(dǎo)致電源電壓Vout出現(xiàn)較大下脈沖凹陷。為解決該問(wèn)題，將并聯(lián)穩(wěn)壓電路改進(jìn)，如圖3所示。瀉流管Mo1和Mo2的電流抽取點(diǎn)從Vout端移至節(jié)點(diǎn)p。這樣，當(dāng)瀉流管開(kāi)啟，OOK信號(hào)的關(guān)斷時(shí)刻到來(lái)時(shí)，由于二極管連接的MOS管M3、M4的反向截止作用，儲(chǔ)能電容Cs上的電荷不會(huì)從瀉流管上被抽取走，從而避免了瀉流管造成的電源電壓下脈沖凹陷的問(wèn)題。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓值設(shè)計(jì)在2.4V。

　　3.3 解調(diào)電路

　　解調(diào)電路如圖4所示。M1~M4為4級(jí)倍壓?jiǎn)卧?，起到檢波二極管的作用。由于并聯(lián)穩(wěn)壓電路的瀉流管無(wú)法瞬間關(guān)斷，因此，在OOK信號(hào)關(guān)斷時(shí)刻，瀉流管抽取電容C4上的電荷。電容C4取值較小，因此，p1點(diǎn)電平迅速下降，形成較大的下脈沖凹陷，經(jīng)過(guò)后級(jí)的整形電路，輸出標(biāo)準(zhǔn)的解調(diào)波形。