超高频RFID射频接口电路设计

2011-08-27 17:31:20来源: 互联网

  1 引言

  近年来,915MHz以及2.45GHz等UHF波段的射频标签由于工作距离远,天线尺寸小等优点越来越受到重视。射频标签芯片的射频接口模块包括电源恢复电路、稳压电路和解调整形电路。射频接口的设计直接影响到射频标签的关键性能指标。

  本文对射频标签能量供应原理进行了详细的理论分析,并完成了电源恢复电路、稳压电路和解调整形电路的设计。

  2 原理分析

  2.1 电源恢复

  无源射频标签依靠读写器发射出的电磁波获取能量。标签芯片获得的能量与很多因素都有关系,例如空间环境的反射,传播媒介的吸收系数,温度等。在理想自由空间,连续载波的情况下,有下面的近似公式:

  

 

  式中,Ptag_IC是芯片接收到的能量,Preader为读写器发射功率,Gtag是标签天线增益,Greader是读写器天线增益,R为标签到读写器的距离。

  可以看到,标签接收到的功率主要和距离与载波频率相关,随距离的增大迅速减小,随频率的增加而减小。PreaderRreader也称为EIRP,即等效全向发射功率。它受到国际标准约束,通常在27~36dBm左右。例如,按照北美标准,读写器等效发射功率EIRP应小于4W,即36dBm。在自由空间中,915MHz的信号在4m处衰减为43.74dB。假设标签天线增益为1.5dBi,则在4m处无源射频标签可能获得的最大功率只有约 -6.24dBm,238W。利用标准的偶极子天线,在915MHz天线端能够获得的电压约200mV。在如此低的输入信号幅度下,采用普通全波或半波整流电路无法获得所需的直流电压,因此需要采用倍压结构的电源恢复电路。

  倍压结构的电源恢复电路如图1所示。图中的二极管在实际应用时通常用MOS管替代。输入正弦交流信号RFin=VAsint。在RFin负半周期时,M0导通,C1充电。C1两端能够获得的最大电压为VA-Vd,其中,Vd为MOS管M0两端的电压降。

  

 

  RFin正半周期时,节点1的最大电压为VA+(VA-Vd)。该电压使得M1导通,C2充电,直到C2两端达到最大电压,即节点2的最大电压,为 VA+(VA-Vd)-Vd=2(VA-Vd)。依次类推,C3两端能够获得的最大电压为3(VA-Vd),节点4的最大电压为4(VA-Vd)。节点 2N的最大电压为2N(VA-Vd)。于是,对于2N级电路,输出直流电压为:

  

 

  考虑输出负载的情况。假设负载抽取电流为Iout,输入交流信号频率为fsig,所有电容值都为C,则输出电压降低2NIout/Cfsig。于是,考虑输出负载情况下的输出电压为:

  

[1] [2] [3]

关键字:超高频RFID  射频接口电路

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0827/article_6481.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
超高频RFID
射频接口电路

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved