非接触IC卡前端模拟电路设计

论文摘要

本文所设计的电子标签,采用了ISO/IEC 15693国际标准,系统的工作频率为13.56 MHz。电子标签的模拟前端电路能够将阅读器产生的电磁场能量转化成直流电压,作为系统工作的电源电压,同时通过保护电路,将此电压限制在一定范围内。电子标签中的上电复位电路能够产生一个上电复位信号,提供给数字电路部分。电子标签中的时钟提取电路能够从磁场中提取时钟信号,作为系统工作时钟信号。电子标签中的解调电路能够将阅读器发送调制指数为10%或者100%的调幅信号进行解调,提供给数字电路部分进行处理,完成阅读器到电子标签的信息传输过程。电子标签能够通过负载调制向阅读器反馈信息。电子标签采用了低功耗的模拟前端电路设计,这样可以提高电子标签的工作距离。本文通过建立了阅读器模型,为电子标签提供150 mA/ m到5 A/ m范围的磁场强度,对前端模拟电路各个模块进行仿真,仿真结果表明各个模块达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 高频13.56MHZ RFID 协议发展状况
• 1.3 高频13.56MHZ RFID 在国内的主要应用
• 1.3.1 身份识别
• 1.3.2 公共交通管理
• 1.3.3 物流管理
• 1.4 国内外基于ISO/IEC 15693 标准电子标签的产品现状
• 1.5 本章小结
• 第二章 电磁场理论在射频识别技术中的应用
• 2.1 电磁场中基本参数
• 2.1.1 磁场的产生
• 2.1.2 导体回路的磁场曲线
• 2.1.3 磁通量密度B
• 2.1.4 磁通量?
• 2.1.5 总磁通量ψ
• 2.1.6 自感系数L
• 2.1.7 互感系数M
• 2.1.8 耦合系数K
• 2.2 感应定律在电磁场理论中的运用
• 2.2.1 开环的导体回路
• 2.2.2 闭合的导体回路
• 2.2.3 谐振
• 2.3 电磁场理论在RFID 中的应用
• 2.3.1 阅读器相关的公式
• 2.3.2 应答器相关的公式
• 2.3.3 负载调制
• 2.3.4 具体的参数计算
• 2.4 本章小结
• 第三章 ISO/IEC15693 协议的第二部分简述
• 3.1 阅读器和应答器之间的对话方式
• 3.2 信号由阅读器传向应答器的传输方式
• 3.2.1 阅读器发送信号采取的调制规则
• 3.2.2 阅读器采取的数据编码方式
• 3.2.3 帧开始和帧结束的表示形式
• 3.3 信号由应答器向阅读器的传输方式
• 3.3.1 应答器中的负载调制
• 3.3.2 应答器中的编码方式
• 3.3.3 负载调制的帧开始和帧结束表示形式
• 3.4 本章小结
• 第四章 应答器中前端模拟电路设计
• 4.1 应答器中的电源产生电路
• 4.1.1 全波整流电路
• 4.1.2 保护电路
• 4.1.3 电压产生电路
• 4.2 时钟提取单元
• 4.3 负载调制电路
• 4.4 数据的传输过程及方法
• 4.4.1 射频识别系统的数据传输过程
• 4.4.2 阅读器调制的基本方法
• 4.5 应答器中解调电路的工作原理
• 4.5.1 解调电路部分
• 4.5.2 逻辑电路部分
• 4.5.3 100%解调电路
• 4.5.4 10%解调电路
• 4.5.5 基本的包络检波电路
• 4.5.6 基本的微分电路
• 4.6 POR 电路部分
• 4.6.1 VDD 电压检测电路
• 4.6.2 施密特触发器
• 4.6.3 VRF 电压检测电路
• 4.6.4 逻辑电路
• 4.6.5 延迟单元
• 4.7 电路的版图设计
• 4.8 本章小结
• 第五章 系统的仿真波形
• 5.1 POR 仿真结果
• 5.2 整体的仿真结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录