本文關(guān)鍵詞：面向無源超高頻RFID應(yīng)用的低功耗溫度傳感器芯片設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：無源超高頻射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)具有成本低,識(shí)別距離遠(yuǎn),可多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別及環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn),而將無源超高頻RFID與溫度傳感器結(jié)合不僅可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別,而且還能實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集,進(jìn)而對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。然而RFID標(biāo)簽對(duì)嵌入到其中的溫度傳感器提出了較高的指標(biāo)要求,如降低功耗,提高精度。溫度傳感器嵌入到RFID標(biāo)簽中使得RFID標(biāo)簽的應(yīng)用范圍越來越廣,在溫度要求比較苛刻的應(yīng)用場景將極具市場競爭力。本文主要是對(duì)面向無源RFID應(yīng)用的低功耗溫度傳感器芯片進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。首先介紹了RFID技術(shù)及無源超高頻RFID標(biāo)簽原理及結(jié)構(gòu),然后對(duì)面向無源超高頻RFID溫度標(biāo)簽中溫度傳感器的關(guān)鍵技術(shù)和溫度傳感器中的模塊進(jìn)行介紹,重點(diǎn)介紹了面向無源RFID標(biāo)簽應(yīng)用的低功耗溫度傳感器,論文首先對(duì)溫度傳感器中的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行了系統(tǒng)仿真,驗(yàn)證將要采用的結(jié)構(gòu)能否達(dá)到精度要求,設(shè)計(jì)了溫度傳感器中的溫度感知模塊,采用一對(duì)比例電流源偏置一對(duì)襯底PNP管,并且用偏置電路產(chǎn)生與電壓增益無關(guān)的電流去偏置PNP管。為了減少誤差,增加比例電流源的靈敏度,采用了動(dòng)態(tài)匹配技術(shù)。設(shè)計(jì)了溫度傳感器中低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,設(shè)計(jì)了一種二階快速轉(zhuǎn)換ADC,采用SAR ADC和二階Sigma-delta ADC相結(jié)合的一種結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)減少了模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊的轉(zhuǎn)換時(shí)間,顯著提高了在功耗和精度方面的性能。模數(shù)轉(zhuǎn)換器中采用的是二階Sigma-delta調(diào)制器,二階Sigma-delta調(diào)制器減少了對(duì)積分器中運(yùn)算放大器的要求。但是在本文中由于是要工作在有一定跨度的電源電壓下工作,并且測溫范圍比較大,所以對(duì)運(yùn)算放大器提出了更高的要求,采用的是全差分折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了開關(guān)比較器結(jié)構(gòu)的比較器,這種結(jié)構(gòu)的比較器設(shè)計(jì)簡單,能有效降低功耗。最后低功耗CMOS溫度傳感器仿真結(jié)果,在測溫范圍為-40?C~125?C,工作電壓為1.8v的情況下,總電流為2.49uA,則總功耗為4.48uw。工作電壓為1.6v的情況下電流為2.136uA,總功耗為3.42uw,且測溫誤差在±2?C以內(nèi)。最后能實(shí)現(xiàn)完成了無源UHF RFID芯片中溫度傳感器低功耗的要求。
【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;TP212

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號(hào)：1282881