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接口,总线,驱动相关技术文章基于一种超高频无源射频标签的射频接口电路设计
1 引言
射频识别技术广泛应用于交通运输、动物识别、过程控制、物流等方面。早在1990年代，13.56MHz的射频标签就应用于社会生活的各个领域。
近年来，915MHz以及2.45GHz等UHF波段的射频标签由于工作距离远，天线尺寸小等优点越来越受到重视。射频标签芯片的射频接口模块包括电源恢复电路、稳压电路和解调整形电路。射频接口的设计直接影响到射频标签的关键性能指标。
本文对射频标签能量供应原理进行了详细的理论分析，并完成了电源恢复电路、稳压电路和解调整形电路的设计。
2 原理分析
2.1 电源恢复
无源射频标签依靠读写器发射出的电磁波获取能量。标签芯片获得的能量与很多因素都有关系，例如空间环境的反射，传播媒介的吸收系数，温度等。在理想自由空间，连续载波的情况下，有下面的近似公式：
式中，Ptag_IC是芯片接收到的能量，Preader为读写器发射功率，Gtag是标签天线增益，Greader是读写器天线增益，R为标签到读写器的距离。
可以看到，标签接收到的功率主要和距离与载波频率相关，随距离的增大迅速减小，随频率的增加而减小。PreaderRreader也称为EIRP，即等效全向发射功率。它受到国际标准约束，通常在27~36dBm左右。例如，按照北美标准，读写器等效发射功率EIRP应小于4W，即36dBm。在自由空间中，915MHz的信号在4m处衰减为43.74dB。假设标签天线增益为1.5dBi，则在4m处无源射频标签可能获得的最大功率只有约-6.24dBm，238W。利用标准的偶极子天线，在915MHz天线端能够获得的电压约200mV。在如此低的输入信号幅度下，采用普通全波或半波整流电路无法获得所需的直流电压，因此需要采用倍压结构的电源恢复电路。
倍压结构的电源恢复电路如图1所示。图中的二极管在实际应用时通常用MOS管替代。输入正弦交流信号RFin=VAsint。在RFin负半周期时，M0导通，C1充电。C1两端能够获得的最大电压为VA-Vd，其中，Vd为MOS管M0两端的电压降。