基于ISO14443A協(xié)議的RFID芯片模擬前端設計

限幅器的設計需要滿(mǎn)足兩點(diǎn)要求：第一，可精確調節；第二，高增益。正常情況下讀卡器提供的能量大于其正常工作需要的能量，多余的能量需要限幅器泄放掉。隨著(zhù)卡靠近讀卡器，RF1和RF2的電壓升高，VDD和Vdect跟隨RF1、RF2上升，當：
VDD≈V_dect=3Vthp+VREF (1)
此時(shí)，M61、M62、M63組成的支路導通，M51的尺寸遠大于M52的尺寸，二者構成的反相器翻轉閾值為V_dect—Vthp，當M61所在支路導通時(shí)，M51和M52構成的反相器翻轉，X輸出高電壓，使M7打開(kāi)，RF1和RF2通過(guò)M31、M32泄流，從而電壓VDD被箝位穩定在式(1)所示的值上。反相器高增益使限幅器的靈敏度提高，當VDD恰好達到式(1)時(shí)，限幅器就開(kāi)始泄流穩壓，使VDD不隨讀卡器能量的變化而變化，以及不隨負載的變化而變化。高增益的限幅器可以看作理想的穩壓二極管。由式(1)可知，只需調節VREF即可得到精確的想要的VDD，例如Vthp=0．4 V，需要VDD=2 V，只需設定VREF=0．8 V即可。此處設計的限幅器可以看作電壓可精確調節的理想穩壓二極管。
3．2 數據接收
圖4為數據接收電路，即解調電路。讀卡器向卡發(fā)送的數據是載波為13．56 MHz、數據率為106 kb／s的100％的幅度調制信號，波形可以看作106 kHz的方波與13．56 MHz的正弦波的乘積。數據解調的原理是：當RF1電壓為正弦波時(shí)(即有效數據1部分)，電壓信號由D0、I0、C1、C2構成的包絡(luò )檢波整形。在A(yíng)點(diǎn)得到直流電壓為VREF6并帶有一定紋波的電壓信號，紋波的大小由C1、C2、I0的大小決定。選取REF6=0．6 V，VREF3=0．3 V，比較器輸出高電壓。當RF1電壓由正弦變?yōu)?(有效數據0部分)時(shí)，由于A(yíng)點(diǎn)信號反應速度高于放大器帶寬，包絡(luò )檢波的A點(diǎn)電壓迅速降低，使VAVREF3，比較器輸出低電壓，并且關(guān)閉放大器，使A點(diǎn)電壓穩定在0，比較器的輸出保持0，等待下一個(gè)數據。

由于工藝與溫度的偏差，導致I0、C1、C2的值發(fā)生變化，A點(diǎn)的紋波大小會(huì )發(fā)生變化。在RF1為正弦波，也就是數據為1的時(shí)候，若A點(diǎn)的紋波大于2(VREF6～VREF3)，數據解調將發(fā)生錯誤。比較器在有效數據為1時(shí)應輸出高電壓，但是由于A(yíng)點(diǎn)電壓紋波過(guò)大導致比較器輸出在數據為1輸出13．56 MHz的方波，解調失敗?？梢酝ㄟ^(guò)提高VREF6的值，從而提高A點(diǎn)紋波的容忍度，來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但是若A點(diǎn)電壓過(guò)高，使A點(diǎn)反應速度低于放大器帶寬，數據由1變?yōu)?時(shí)，A點(diǎn)不能迅速作出反應，產(chǎn)生低電壓，所以不能解調出數據0。所以VREF6的值的選取需要適中，最好可以由系統動(dòng)態(tài)配置。