基于ISO14443A協(xié)議的RFID芯片模擬前端設(shè)計(jì)

限幅器的設(shè)計(jì)需要滿足兩點(diǎn)要求：第一，可精確調(diào)節(jié)；第二，高增益。正常情況下讀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。隨著卡靠近讀卡器，RF1和RF2的電壓升高，VDD和Vdect跟隨RF1、RF2上升，當(dāng)：
VDD≈V_dect=3Vthp+VREF (1)
此時(shí)，M61、M62、M63組成的支路導(dǎo)通，M51的尺寸遠(yuǎn)大于M52的尺寸，二者構(gòu)成的反相器翻轉(zhuǎn)閾值為V_dect—Vthp，當(dāng)M61所在支路導(dǎo)通時(shí)，M51和M52構(gòu)成的反相器翻轉(zhuǎn)，X輸出高電壓，使M7打開，RF1和RF2通過M31、M32泄流，從而電壓VDD被箝位穩(wěn)定在式(1)所示的值上。反相器高增益使限幅器的靈敏度提高，當(dāng)VDD恰好達(dá)到式(1)時(shí)，限幅器就開始泄流穩(wěn)壓，使VDD不隨讀卡器能量的變化而變化，以及不隨負(fù)載的變化而變化。高增益的限幅器可以看作理想的穩(wěn)壓二極管。由式(1)可知，只需調(diào)節(jié)VREF即可得到精確的想要的VDD，例如Vthp=0．4 V，需要VDD=2 V，只需設(shè)定VREF=0．8 V即可。此處設(shè)計(jì)的限幅器可以看作電壓可精確調(diào)節(jié)的理想穩(wěn)壓二極管。
3．2 數(shù)據(jù)接收
圖4為數(shù)據(jù)接收電路，即解調(diào)電路。讀卡器向卡發(fā)送的數(shù)據(jù)是載波為13．56 MHz、數(shù)據(jù)率為106 kb／s的100％的幅度調(diào)制信號(hào)，波形可以看作106 kHz的方波與13．56 MHz的正弦波的乘積。數(shù)據(jù)解調(diào)的原理是：當(dāng)RF1電壓為正弦波時(shí)(即有效數(shù)據(jù)1部分)，電壓信號(hào)由D0、I0、C1、C2構(gòu)成的包絡(luò)檢波整形。在A點(diǎn)得到直流電壓為VREF6并帶有一定紋波的電壓信號(hào)，紋波的大小由C1、C2、I0的大小決定。選取REF6=0．6 V，VREF3=0．3 V，比較器輸出高電壓。當(dāng)RF1電壓由正弦變?yōu)?(有效數(shù)據(jù)0部分)時(shí)，由于A點(diǎn)信號(hào)反應(yīng)速度高于放大器帶寬，包絡(luò)檢波的A點(diǎn)電壓迅速降低，使VAVREF3，比較器輸出低電壓，并且關(guān)閉放大器，使A點(diǎn)電壓穩(wěn)定在0，比較器的輸出保持0，等待下一個(gè)數(shù)據(jù)。

由于工藝與溫度的偏差，導(dǎo)致I0、C1、C2的值發(fā)生變化，A點(diǎn)的紋波大小會(huì)發(fā)生變化。在RF1為正弦波，也就是數(shù)據(jù)為1的時(shí)候，若A點(diǎn)的紋波大于2(VREF6～VREF3)，數(shù)據(jù)解調(diào)將發(fā)生錯(cuò)誤。比較器在有效數(shù)據(jù)為1時(shí)應(yīng)輸出高電壓，但是由于A點(diǎn)電壓紋波過大導(dǎo)致比較器輸出在數(shù)據(jù)為1輸出13．56 MHz的方波，解調(diào)失敗?？梢酝ㄟ^提高VREF6的值，從而提高A點(diǎn)紋波的容忍度，來解決這個(gè)問題。但是若A點(diǎn)電壓過高，使A點(diǎn)反應(yīng)速度低于放大器帶寬，數(shù)據(jù)由1變?yōu)?時(shí)，A點(diǎn)不能迅速作出反應(yīng)，產(chǎn)生低電壓，所以不能解調(diào)出數(shù)據(jù)0。所以VREF6的值的選取需要適中，最好可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)配置。