UHF RFID標簽芯片模擬射頻前端設計

2．6 時鐘產(chǎn)生電路
時鐘產(chǎn)生電路采用環(huán)形振蕩器電路，并加入電壓和溫度補償電路，保證在不同的工作電壓和溫度下，頻率偏移在規(guī)定的范圍(±1％)內(nèi)，電路框圖如圖7所示。電壓補償主要依靠一個電壓基準電路產(chǎn)生一個基準電壓源，提供給五級環(huán)形振蕩器作為工作電壓，這樣就能保證在輸入電壓在O．9～1．1 V變化范圍內(nèi)，最大頻偏能滿足要求。環(huán)形振蕩器的振蕩頻率呈正溫度系數(shù)特性，故需加入一個負溫度系數(shù)的補償電路，并優(yōu)化五級環(huán)形振蕩器的有源器件的寬長比，使其溫度系數(shù)恰與自身的溫度系數(shù)互補，使時鐘產(chǎn)生電路輸出頻率穩(wěn)定。

3 測試結果
基于Cadence Spectre設計仿真平臺和TSMC0．18μm CMOS混合信號工藝，對UHF RFID標簽芯片模擬射頻前端進行設計和仿真，并通過MPW項目流片實現(xiàn)。模擬射頻前端芯片不含測試焊盤的核心電路的芯片面積為490μm×420μm，圖8是芯片實物照片。

使用Agilent E4432B信號源對模擬射頻前端進行激勵，輸入載頻為915 MHz的ASK調(diào)制信號。圖9為整流電路輸出波形，并測得穩(wěn)壓電路高、低輸出電壓分別穩(wěn)定在1．O V和1．8 V。圖10解調(diào)電路的輸出波形，可看出該電路能正確解調(diào)40～160 kHz的ASK調(diào)制信號。圖11(a)是上電復位電路輸出波形，脈沖寬度大于30μs。時鐘產(chǎn)生電路輸出如圖11(b)所示，可看出波形近似方波且占空比約50％。使用AgilentN5230A矢量網(wǎng)絡分析儀給芯片輸入頻率為915 MHz，功率-5 dBm的測試信號，測得“O”和“1”兩種狀態(tài)下標簽反射系數(shù)相差12％。

4 結語
這里設計了符合ISO18000-6C／B標準的UHFRFID無源標簽芯片模擬射頻前端。模擬射頻前端包括整流器、穩(wěn)壓電路、調(diào)制解調(diào)器、時鐘電路和上電復位電路等模塊。采用TSMCO．18μm CMOS混合信號工藝設計、仿真、流片，其核心面積為490μm×420 μm。測試結果表明，該模擬射頻前端各模塊性能能夠較好地滿足UHF RFID標簽芯片的系統(tǒng)指標要求。