EPC系統(tǒng)微波全頻段振蕩器版圖設計

王簫揚 張雄 張富春 劉斌

摘要：文章選用厚度為0.508 mm、介電常數(shù)為3.38的射頻基板設計振蕩器的版圖。主要應用不同拐角設計振蕩器版圖，研究不同拐角方案設計的振蕩器性能的優(yōu)劣。

關鍵詞：EPC系統(tǒng)；微波全頻段振蕩器；版圖設計

電子產(chǎn)品編碼（Electronic Product Code，EPC）系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的起源，在1999年由美國麻省理工學院首次提出。在2003年，EAN和UCC兩大標準化組織聯(lián)合購買了麻省理工學院的思想，成立了全球電子代碼管理機構EPCglobal[1]。目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始運行并得到廣泛應用[2-4]。目前射頻識別標準并未統(tǒng)一，而是多標準共存的市場體系。

EPC系統(tǒng)的產(chǎn)生主要側重的是物流管理、庫存管理等，但由于各國頻段不一，目前無法形成統(tǒng)一的射頻識別標準。這將導致產(chǎn)品不能相互兼容，必將給RFID的大范圍應用帶來困難，因此頻率的統(tǒng)一性是目前丞待解決的主要問題[5]。若各國要求的射頻識別標準不同，則設計出的振蕩器振蕩頻率就不統(tǒng)一，為了使振蕩器可以應用于不同國家的標準，則需要兼容各國頻段設計出全頻段的振蕩器。因此，本文選擇設計全頻段振蕩器有實際的意義與發(fā)展前景。

1 45。斜切角拐角EPC系統(tǒng)全頻段振蕩器版圖設計及性能分析

對微帶線TL2進行分段處理，并用45。斜切角拐角將其連接，得到的版圖如圖1所示。

由圖1可知，在設計振蕩器的匹配電路時，將微帶線TL2進行分段處理并用45。斜切角拐角連接。該設計方法同樣大大減小了微帶線TL2占據(jù)了的版圖空間且加工較簡單、易實現(xiàn)，同時信號損耗較小，在設計電路中最常使用。

振蕩器版圖的性能結果如圖2所示，可知振蕩器的相位噪聲為-114.665 dBc/100 kHz，調(diào)頻噪聲為-166.887dBc/100 kHz，輸出功率為5.751 dBm。版圖設計中使用45°斜切角拐角連接所得到的振蕩器噪聲小于直角拐彎連接，且輸出功率大于直角拐彎連接和無拐彎連接的振蕩器。

2 直角拐角EPC系統(tǒng)全頻段振蕩器版圖設計及性能分析

在設計振蕩器的匹配電路時，將微帶線TL2進行分段處理并用直角拐角連接，版圖設計如圖3所示。該設計方法大大減小了微帶線TL2占據(jù)了的版圖空間且加工簡單，易實現(xiàn)，但由上節(jié)內(nèi)容可知信號損耗較大，同樣不建議使用該結構。

振蕩器版圖的性能結果如圖4所示，由圖可知振蕩器的相位噪聲為-111.180 dBc/100 kHz，調(diào)頻噪聲為-163.001dBc/100 kHz，輸出功率為3.983 dBm。與無拐角的版圖設計相比較相位噪聲變大且輸出功率也變大。

3 結語

在設計版圖時，考慮到版圖設計對振蕩器性能的影響，重點不同拐彎對電路性能的影響，結果表明：版圖中45°斜切角拐彎比90°直角拐彎的性能好。采用45°斜切角拐彎的設計方法所得的振蕩器的可實現(xiàn)成本與性能最佳的雙贏。此時振蕩器的相位噪聲為-114.665 dBc/100 kHz；調(diào)頻噪聲為-166.887 dBc/100 kHz；輸出功率為5.751 dBm。

[參考文獻]

[1]CHEN M S，SHIH Y N， LIN C L，et al.A fully-integrated 40 Gb/s transceiver in 65-nm CMOS technology[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits， 2012 （3）： 627-640.

[2]蔡洋，顧嘉華基于物聯(lián)網(wǎng)技術的冶金行業(yè)應用模式創(chuàng)新及應用平臺研究[J]冶金管理，2014 （7）：57-59.

[3]高波.物聯(lián)網(wǎng)研究的機遇與挑戰(zhàn)[J]信息化建設，2016（9）：140.

[4]高偉強.物聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)自動化中的應用與研究[J]西部皮革，2016（ 24）：22-23.

[5]DENG W， OKADA K， MATSUZAWA A.Class-C VCO with amplitude feedback loop for robust start-up and enhanced oscillationswing[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits， 2013（2）：429-440.