A Design of Transceiver for 13.56MHz RFID Reader using the Peak Detector with Automatic Reference Voltage Generator

In this paper, the transceiver for RFID reader using 13.56MHz as a carrier frequency and meeting International Standard ISO 14443 type A, 14443 type B and 15693 is presented. The receiver is composed of envelope detector, VGA(Variable Gain Amplifier), filter, comparator to recovery the received signal. The proposed automatic reference voltage generator, positive peak detector, negative peak detector, and data slicer circuit can adjust the decision level of reference voltage over the received signal amplitudes. The transmitter is designed to drive high voltage and current to meet the 15693 specification. By using inductor loading circuit which can swing more than power supply and drive large current even under low impedance condition, it can control modulation rate from 30 percent to 5 percent, 100 perccnt and drive the output currents from 5 mA to 240 mA depending on standards. The 13.56 MHZ RFID reader is implemented in $0.18\;{\mu}m$ CM08 technology at 3.3V single supply. The chip area excluding pads is $1.5mm\;{\times}\;1.5mm$.

자동 기준전압 생성 피크 검출기를 이용한 13.56 MHz RFID 리더기용 송수신기 설계

본 논문에서는 13.56 MHz 반송주파수를 사용하며, ISO1443 A타입/B타입, 15693을 만족하는 RFID 리더기용 송수신기를 설계하였다. 수신기에서 자동적으로 비교전압을 생성하기 위해서 양과 음의 두 피크전압을 검출할 수 있는 음의 피크검출기와 양의 피크검출기와 수신된 신호의 세기에 따라 기준전압의 결정 레벨(decision level)을 가변 할 수 있는 데이터 슬라이서를 사용한 회로를 제안하였다. 송신기는 15693 표준 스펙을 만족시키기 위해서는 큰 출력스왕 및 전류가 필요하게 된다. 이런 이유로 고정된 부하에서도 전원 전압이상의 출력스윙이 가능하고，큰 전류를 흐릴 수 있는 코일부하를 사용하면서 세 가지 표준 모두 만족시킬 수 있었다. 또한 각 표준에 따라 출력전류는 5 mA~240 mA, 변조율은 100%, 30%~5%까지 조정 가능하도록 하였다. 13.56 MHz RFID 리더기는 CM0S $0.18\;{\mu}m$ 공정과 3.3V 단독전압을 사용하였다. 패드 제외한 칩 면적은 $1.5\;mm\;{\times}\;1.5mm$ 이다.