无源RFID的集成电容式传感器接口电路设计

陈 宏，邓芳明，吴 翔

(1.华东交通大学轨道交通学院，江西南昌 330013；2.华东交通大学电子电气学院，江西南昌 330013)



无源RFID的集成电容式传感器接口电路设计

陈 宏1，邓芳明2，吴 翔2

(1.华东交通大学轨道交通学院，江西南昌 330013；2.华东交通大学电子电气学院，江西南昌 330013)

针对射频识别技术 (RFID) 迅猛发展的需求，采用0.18 μm CMOS工艺设计并制造了一种电容式传感器接口电路。该接口电路为全数字结构，能将传感器电容值转换到频域进行处理。它采用了一种新型的内部限幅的环形振荡器结构，比传统反相器结构振荡器降低了约30%功耗。后期测试结果显示，所设计的集成接口电路获得了良好的线性度和稳定性能，占用0.21 mm2芯片面积，1 V电源电压下仅消耗0.92 μW功率，尤其适合于无源RFID传感器标签设计中。

传感器接口电路；RFID标签；CMOS工艺

0 引言

电容式传感器利用电容器原理，将外界环境中待测的非电量转换为电容量，再将电容量的变化转换为电压、频率等输出量，被广泛应用在压力、湿度、加速度、位移、气体等检测中[1]。当前，得益于微电子技术的发展，作为集成电路制造主流工艺的CMOS工艺能很好地将电容式传感器与读出电路、信号处理电路等集成在同一芯片上，不仅大大降低系统成本，而且可以提高检测精度，所以电容式传感器被广泛应用于集成传感器的设计中[2]。

当前，物联网被称为继计算机、互联网之后第三次数字技术革命，其中的射频识别(Radio Frequency IDentification,RFID)技术是物联网最前端(感知层)的关键技术。RFID技术是利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，是自动识别技术在无线电技术方面的具体应用和发展[3]。……