本文關(guān)鍵詞：超高頻射頻識(shí)別閱讀器關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 射頻識(shí)別 閱讀器 混頻器 壓控振蕩器

【摘要】：超高頻射頻識(shí)別(UHF RFID)技術(shù)是一種利用無線信號(hào)耦合實(shí)現(xiàn)的識(shí)別技術(shù)。具備通信安全、無需接觸、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),正越來越多地應(yīng)用到我們的日常生活中。本文從UHF RFID閱讀器芯片接收機(jī)模塊的系統(tǒng)架構(gòu)以及UHF RFID的通信協(xié)議要求開始,分析確定了接收機(jī)采用的電路形式以及各個(gè)模塊的性能參數(shù),對(duì)其關(guān)鍵模塊進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)UHF RFID閱讀器芯片系統(tǒng)中接收機(jī)需要較低的噪聲和較低的功耗等要求,本文設(shè)計(jì)了兩款混頻器電路,分別為一步變頻和兩步變頻結(jié)構(gòu)。首先,以傳統(tǒng)一步變頻結(jié)構(gòu)為核心,加入交叉耦合動(dòng)態(tài)電路注入結(jié)構(gòu),并且采用了電容電阻并聯(lián)形式的負(fù)載進(jìn)一步濾除高頻噪聲,電路最終的噪聲系數(shù)僅為12.79dB;其次,針對(duì)高線性度的特性,設(shè)計(jì)了一款輸入1-dB壓縮點(diǎn)為-7.8d Bm的兩步變頻混頻器電路。針對(duì)下混頻器中需要用到的低噪聲本振信號(hào),文本設(shè)計(jì)了一種LC振蕩器電路。通過對(duì)壓控振蕩器的的工作原理進(jìn)行分析,并基于系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)折衷,采用了電流偏置性的交叉耦合差分LC振蕩器,推導(dǎo)并給出電感、固定電容、可變電容的具體設(shè)計(jì)方法,確定了負(fù)阻電路的尺寸選擇依據(jù),設(shè)計(jì)出了一款輸出頻率覆蓋范圍從1.717GHz到1.949GHz的振蕩器電路;在100kHz處,其相位噪聲為-97.98dBc/Hz,頻率為1MHz時(shí),相位噪聲進(jìn)一步減小為-126.0dBc/Hz。論文同時(shí)針對(duì)UHF RFID閱讀器中用到的其他部分關(guān)鍵電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,包括二分頻器電路和基準(zhǔn)電流源電路:基于二分頻器的工作原理,論文對(duì)關(guān)鍵晶體管尺寸進(jìn)行了推導(dǎo),給出了二分頻器電路的電路設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果;論文設(shè)計(jì)了一種用以實(shí)現(xiàn)下混頻器和壓控振蕩器偏置的100μA電流源,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在全溫度范圍內(nèi)偏差僅為2.64μA。論文通過對(duì)閱讀器中關(guān)鍵模塊下混頻器、振蕩器、分頻器、偏置電流源等的分析、設(shè)計(jì)及改進(jìn),給出了一步混頻、兩步混頻、LC振蕩器、分頻器和基準(zhǔn)電流源的電路結(jié)構(gòu)及驗(yàn)證結(jié)果,滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求,可用于UHF RFID閱讀器接收機(jī)。
【關(guān)鍵詞】：射頻識(shí)別 閱讀器 混頻器 壓控振蕩器
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.44;TN402
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號(hào)對(duì)照表12-13
• 縮略語對(duì)照表13-17
• 第一章 緒論17-21
• 1.1 RFID技術(shù)介紹17-18
• 1.2 RFID技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)18-19
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)19
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 RFID技術(shù)及讀寫器接收機(jī)電路理論分析21-29
• 2.1 RFID技術(shù)概述21
• 2.2 RFID系統(tǒng)理論基礎(chǔ)21-23
• 2.3 RFID閱讀器相關(guān)協(xié)議23-24
• 2.4 接收機(jī)結(jié)構(gòu)24-26
• 2.4.1 超外差式接收機(jī)24-25
• 2.4.2 單次轉(zhuǎn)換零中頻接收機(jī)25
• 2.4.3 多次變頻零中頻接收機(jī)25-26
• 2.5 閱讀器接收路性能指標(biāo)26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 第三章 下混頻器模塊分析與設(shè)計(jì)29-57
• 3.1 混頻器設(shè)計(jì)指標(biāo)29-33
• 3.1.1 噪聲系數(shù)29-30
• 3.1.2 轉(zhuǎn)換增益30
• 3.1.3 線性度30-32
• 3.1.4 端口隔離度32-33
• 3.2 混頻器原理與分類33-35
• 3.2.1 混頻器基本原理33-34
• 3.2.2 混頻器結(jié)構(gòu)分類34-35
• 3.3 單步變頻混頻器35-48
• 3.3.1 混頻器整體模塊設(shè)計(jì)36
• 3.3.2 開關(guān)管設(shè)計(jì)36-39
• 3.3.3 負(fù)載級(jí)設(shè)計(jì)39
• 3.3.4 跨導(dǎo)級(jí)設(shè)計(jì)39-41
• 3.3.5 尾電流設(shè)計(jì)41
• 3.3.6 動(dòng)態(tài)電流注入技術(shù)41-43
• 3.3.7 偏置電路設(shè)計(jì)43-44
• 3.3.8 電路仿真結(jié)果與分析44-48
• 3.4 兩步變頻結(jié)構(gòu)混頻器設(shè)計(jì)48-54
• 3.4.1 整體電路49
• 3.4.2 射頻輸入級(jí)設(shè)計(jì)49-50
• 3.4.3 輸出級(jí)的設(shè)計(jì)50-51
• 3.4.4 電路仿真結(jié)果與分析51-54
• 3.4.5 小結(jié)54
• 3.5 性能對(duì)比以及本章小結(jié)54-57
• 第四章 壓控振蕩器模塊分析與設(shè)計(jì)57-77
• 4.1 振蕩器原理57-58
• 4.2 壓控振蕩器的數(shù)學(xué)模型58-59
• 4.3 壓控振蕩器的設(shè)計(jì)參數(shù)59-60
• 4.4 VCO分類60-63
• 4.4.1 環(huán)形振蕩器60-61
• 4.4.2 科爾皮茲振蕩器61-62
• 4.4.3 差分LC振蕩器62
• 4.4.4 三種振蕩器結(jié)構(gòu)對(duì)比62-63
• 4.5 LC振蕩器相位噪聲分析63-64
• 4.6 VCO模塊電路設(shè)計(jì)64-73
• 4.6.1 負(fù)阻電路的設(shè)計(jì)64-67
• 4.6.2 電感的選取與設(shè)計(jì)67-69
• 4.6.3 尾電流設(shè)計(jì)69-70
• 4.6.4 固定電容的選擇70-71
• 4.6.5 可變電容的設(shè)計(jì)71-73
• 4.7 仿真結(jié)果73-74
• 4.8 小結(jié)74-77
• 第五章 UHF RFID閱讀器其他關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)77-83
• 5.1 二分頻器電路77-79
• 5.1.1 電路原理77-78
• 5.1.2 仿真結(jié)果78-79
• 5.2 偏置電流源電路79-81
• 5.2.1 電路原理79-80
• 5.2.2 仿真結(jié)果80-81
• 5.3 本章小結(jié)81-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 總結(jié)83
• 6.2 展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-91
• 作者簡(jiǎn)介91-92

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 丁理想;吳洪江;盧東旭;谷江;趙永瑞;;寬帶LC壓控振蕩器的相位噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2015年02期

2 魏偉偉;于海勛;李衛(wèi)民;文武;;一種寬帶低相噪CMOS LC壓控振蕩器設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2010年09期

，

本文編號(hào)：1043881