超高频射频识别阅读器关键模块设计

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1、巧參《丢觀图硕古学位论文胃讓超高频射频识别阅读器关键模块设计作者姓名窩一弘—指导教师姓名、职称李小明副教授申请学位类别工学硕壬｜西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容ｔｕ外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并

2、表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。－：心日期本人签名：為西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ；研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＾’如；本人签名《导师综名化日

3、期：＾心：（＞，０＇．日期＞ｙｊ学校代码10701学号1311122729分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文超高频射频识别阅读器关键模块设计作者姓名：高一弘一级学科：电子科学与技术二级学科：微电子学与固体电子学学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李小明副教授学院：微电子学院提交日期：2016年1月KeyModulesDesignofUHFRadioFrequencyIdentificationReaderAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirements

4、forthedegreeofMasterinMicroelectronicsandSolidStateElectronicsByGaoYihongSupervisor:LiXiaomingAssociateProfessorJanuary2016摘要摘要超高频射频识别（UHFRFID）技术是一种利用无线信号耦合实现的识别技术。具备通信安全、无需接触、性能稳定等优点，正越来越多地应用到我们的日常生活中。本文从UHFRFID阅读器芯片接收机模块的系统架构以及UHFRFID的通信协议要求开始，分析确定了接收机采用的电路形式以及各个模块的性能参数，对其关键模块进行优化。针对UHFRFID阅

5、读器芯片系统中接收机需要较低的噪声和较低的功耗等要求，本文设计了两款混频器电路，分别为一步变频和两步变频结构。首先，以传统一步变频结构为核心，加入交叉耦合动态电路注入结构，并且采用了电容电阻并联形式的负载进一步滤除高频噪声，电路最终的噪声系数仅为12.79dB；其次，针对高线性度的特性，设计了一款输入1-dB压缩点为-7.8dBm的两步变频混频器电路。针对下混频器中需要用到的低噪声本振信号，文本设计了一种LC振荡器电路。通过对压控振荡器的的工作原理进行分析，并基于系统要求进行设计折衷，采用了电流偏置性的交叉耦合差分LC振荡器，推导并给出电感、固定电容、可变电容的具体设计方法，确定了

6、负阻电路的尺寸选择依据，设计出了一款输出频率覆盖范围从1.717GHz到1.949GHz的振荡器电路；在100kHz处，其相位噪声为-97.98dBc/Hz，频率为1MHz时，相位噪声进一步减小为-126.0dBc/Hz。论文同时针对UHFRFID阅读器中用到的其他部分关键电路进行了设计和验证，包括二分频器电路和基准电流源电路：基于二分频器的工作原理，论文对关键晶体管尺寸进行了推导，给出了二分频器电路的电路设计及仿真结果；论文设计了一种用以实现下混频器和压控振荡器偏置的100μA电流源，结构简单，在全温度范围内偏差仅为2.64μA。论文通过对阅读器中关键模块下混频器、振荡器、分频器

7、、偏置电流源等的分析、设计及改进，给出了一步混频、两步混频、LC振荡器、分频器和基准电流源的电路结构及验证结果，满足系统指标要求，可用于UHFRFID阅读器接收机。关键词：射频识别，阅读器，混频器，压控振荡器IABSTRACTABSTRACTUHFradiofrequencyidentification(UHFRFID)technologyisauseofthewirelesssignalwhichiscoupledtoachieverecognitiontechno