超高頻遠距離無源射頻接口電路設(shè)計方案

　　3 設(shè)計實現(xiàn)

　　3.1 電源恢復(fù)電路

　　根據(jù)設(shè)計指標，要在915MHz信號輸入幅度200mV,負載電流20A時獲得大于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數(shù)為12級?？紤]到MOS管導(dǎo)通壓降的損失和寄生效應(yīng)帶來的損失，電源恢復(fù)電路采用16級的倍壓電路結(jié)構(gòu)，利用零閾值NMOS管實現(xiàn)。倍壓式電源恢復(fù)電路的末端最后一個電容為儲能電容，取200pF。

　　3.2 穩(wěn)壓電路

　　根據(jù)設(shè)計協(xié)議要求，輸入信號為OOK信號在OOK信號的關(guān)斷時刻，由于圖2中瀉流管Mp無法瞬間關(guān)閉，于是繼續(xù)從儲能電容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。為解決該問題，將并聯(lián)穩(wěn)壓電路改進，如圖3所示。瀉流管Mo1和Mo2的電流抽取點從Vout端移至節(jié)點p。這樣，當(dāng)瀉流管開啟，OOK信號的關(guān)斷時刻到來時，由于二極管連接的MOS管M3、M4的反向截止作用，儲能電容Cs上的電荷不會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題。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓值設(shè)計在2.4V。

　　3.3 解調(diào)電路

　　解調(diào)電路如圖4所示。M1~M4為4級倍壓單元，起到檢波二極管的作用。由于并聯(lián)穩(wěn)壓電路的瀉流管無法瞬間關(guān)斷，因此，在OOK信號關(guān)斷時刻，瀉流管抽取電容C4上的電荷。電容C4取值較小，因此，p1點電平迅速下降，形成較大的下脈沖凹陷，經(jīng)過后級的整形電路，輸出標準的解調(diào)波形。

　　3.4 流片驗證

　　該射頻前端模塊作為超高頻長距離無源射頻標簽芯片的一部分，在UMC0.18m混合信號工藝下設(shè)計實現(xiàn)，并流片驗證。芯片照片如圖5所示。