基于新型SAR ADC电容阵列的RFID温度传感器*

张 显，徐 勇，李 峤，李青龙

（陆军工程大学，江苏 南京 210001）

0 引言

无源超高频射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术在当今社会中的应用越来越广泛，在传感器领域中，无源RFID 传感器具有较好的应用前景。相对于其他传感器来说，无源RFID 传感器体积小，仅仅需要一个芯片以及天线便可构成一个传感器，并且功耗低，此外，由于本身不带电池，它的成本也很低。无源RFID 传感器中，温度传感器仍然是市场占有量前三的传感器之一[1]，因此无源RFID 温度传感器具备强大的市场竞争力，对无源RFID温度传感器相关的研究与设计是十分有前景的。

无源RFID 温度传感器通常由4 部分构成，分别为带隙基准电路、比较器电路、SAR ADC 电容阵列以及数字控制逻辑电路。带隙基准电路主要用于提供基准电压以及一个随温度线性变化的电压，方便模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）模块的测量。比较器承担着将模拟信号转变成数字信号的任务，它将输入的两路模拟信号进行对比，通过差分输出的方式，输出两路高低电平，在所设计的低功耗逐次逼近型（Successive Approximation Register，SAR）ADC 当中，对比较器的功耗要求较高，因此通常选用受时钟信号控制的动态比较器。传统的ADC 通常采用电阻阵列或者电容电阻结合的阵列，可以减少芯片面积，但在低功耗应用场景中，更多的是只采用电容阵列，通过电荷重分配的形式消除模块的静态功耗。缺点是随着位数的增加，单位电容的数量呈几何倍数增长，将会大大增加系统的动态功耗。数字控制逻辑主要用于ADC 电容阵列中相应的开关管控制。……