การวิเคราะห์การออกแบบวงจรของแท็ก RFID แบบพาสซีฟ UHF

เนื่องจากความถี่ในการทำงานสูง ระยะการอ่าน-เขียนที่ยาวนาน ไม่มีแหล่งจ่ายไฟภายนอก และต้นทุนการผลิตต่ำ แท็ก RFID แบบพาสซีฟ UHF ได้กลายเป็นหนึ่งในทิศทางสำคัญของการวิจัย RFID และอาจกลายเป็นผลิตภัณฑ์หลักในสาขา RFID ในอนาคตอันใกล้นี้ .

แท็ก RFID แบบพาสซีฟ UHF ที่สมบูรณ์ประกอบด้วยเสาอากาศและชิปแท็ก ในหมู่พวกเขาชิปแท็กโดยทั่วไปรวมถึงส่วนต่อไปนี้ของวงจร: วงจรการกู้คืนพลังงาน, วงจรรักษาแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ, วงจรมอดูเลตแบ็คสแคทเตอร์, วงจรดีโมดูเลชั่น, วงจรแยก / สร้างนาฬิกา, วงจรสร้างสัญญาณเริ่มต้น, วงจรสร้างแหล่งอ้างอิง, ชุดควบคุม , หน่วยความจำ. พลังงานที่จำเป็นสำหรับชิปแท็ก RFID แบบพาสซีฟในการทำงานนั้นได้มาจากพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างโดยเครื่องอ่านบัตรทั้งหมด ดังนั้นวงจรการกู้คืนพลังงานจำเป็นต้องแปลงสัญญาณ UHF ที่เกิดจากเสาอากาศแท็กให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่จำเป็นสำหรับชิปในการทำงาน ให้พลังงาน

เนื่องจากสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีแท็ก RFID ตั้งอยู่นั้นซับซ้อนมาก พลังของสัญญาณอินพุตอาจแตกต่างกันหลายร้อยหรือหลายพันครั้ง ดังนั้น เพื่อให้ชิปทำงานได้ตามปกติในจุดแข็งของสนามที่แตกต่างกัน จึงต้องออกแบบวงจรรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่เชื่อถือได้ - วงจรมอดูเลชั่นและดีโมดูเลชั่นเป็นวงจรสำคัญสำหรับการสื่อสารระหว่างแท็กและเครื่องอ่านการ์ด ปัจจุบันแท็ก RFID UHF ส่วนใหญ่ใช้การปรับ ASK หน่วยควบคุมของแท็ก RFID คือวงจรดิจิทัลที่ประมวลผลคำสั่ง เพื่อให้วงจรดิจิทัลสามารถรีเซ็ตได้อย่างถูกต้องหลังจากที่แท็กเข้าสู่ช่องของเครื่องอ่านการ์ด ตามคำแนะนำของเครื่องอ่านบัตร วงจรสร้างสัญญาณเริ่มต้นที่เชื่อถือได้จะต้องได้รับการออกแบบเพื่อให้สัญญาณรีเซ็ตสำหรับหน่วยดิจิทัล

วงจรการกู้คืนพลังงาน

วงจรการกู้คืนพลังงานจะแปลงสัญญาณ UHF ที่ได้รับจากเสาอากาศแท็ก RFID ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงผ่านการแก้ไขและเพิ่มพลังงานเพื่อให้ชิปทำงานได้ มีการกำหนดค่าวงจรที่เป็นไปได้มากมายสำหรับวงจรการกู้คืนพลังงาน ดังแสดงในรูปคือวงจรการกู้คืนพลังงานหลายวงจรที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน

ในวงจรการกู้คืนพลังงานเหล่านี้ ไม่มีโครงสร้างวงจรที่เหมาะสมที่สุด และแต่ละวงจรก็มีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ภายใต้เงื่อนไขโหลดที่แตกต่างกัน เงื่อนไขแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่แตกต่างกัน ข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตที่แตกต่างกัน และเงื่อนไขกระบวนการที่มีอยู่ จำเป็นต้องเลือกวงจรที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด วงจรตัวทวีคูณแรงดันไฟฟ้าไดโอดแบบหลายขั้นตอนที่แสดงในรูปที่ 2 (a) โดยทั่วไปจะใช้ไดโอดกั้นชอตกี มีข้อดีคือประสิทธิภาพการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสูงและความกว้างของสัญญาณอินพุตขนาดเล็ก และใช้กันอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม กระบวนการ CMOS ทั่วไปของโรงหล่อทั่วไปไม่มี Schottky Barrier Diode มาให้ ซึ่งจะสร้างปัญหาให้กับนักออกแบบในการเลือกกระบวนการ รูปที่ 2(b) แทนที่ไดโอด Schottky ด้วยท่อ PMOS ที่เชื่อมต่อกันในรูปแบบของไดโอด ซึ่งหลีกเลี่ยงข้อกำหนดพิเศษในกระบวนการ วงจรแรงดันไฟฟ้าสองเท่าที่มีโครงสร้างนี้ต้องการแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุตที่สูงขึ้น และจะมีประสิทธิภาพการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าที่ดีกว่าเมื่อแรงดันเอาต์พุตสูงขึ้น รูปที่ 2 (c) เป็นวงจรเรียงกระแสไดโอดแบบเต็มคลื่นแบบดั้งเดิม เมื่อเปรียบเทียบกับวงจรตัวเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของ Dickson เอฟเฟกต์ตัวเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจะดีกว่า แต่มีองค์ประกอบไดโอดเพิ่มมากขึ้น และประสิทธิภาพการแปลงพลังงานโดยทั่วไปจะต่ำกว่าวงจรตัวเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของ Dickson เล็กน้อย นอกจากนี้ เนื่องจากเทอร์มินัลอินพุตเสาอากาศถูกแยกออกจากกราวด์ชิป จึงมีโครงสร้างสมมาตรอย่างสมบูรณ์โดยมีตัวเก็บประจุปิดกั้น DC เมื่อมองจากเทอร์มินัลอินพุตเสาอากาศไปยังชิป ซึ่งหลีกเลี่ยงอิทธิพลร่วมกันระหว่างกราวด์ชิปและเสาอากาศ และ เหมาะสำหรับใช้กับเสาอากาศแบบสมมาตร (เช่น เสาอากาศแบบเสาคู่) ที่เชื่อมต่ออยู่ รูปที่ 2 (d) คือโซลูชันหลอด CMOS ของวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นที่เสนอโดยวรรณกรรมหลายฉบับ ในกรณีของเทคโนโลยีที่จำกัด สามารถรับประสิทธิภาพการแปลงพลังงานได้ดีขึ้น และข้อกำหนดสำหรับแอมพลิจูดของสัญญาณอินพุตค่อนข้างต่ำ

ในการประยุกต์ใช้แท็ก RFID UHF แบบพาสซีฟทั่วไป เนื่องจากการพิจารณาด้านต้นทุน หวังว่าวงจรชิปจะเหมาะสำหรับการผลิตเทคโนโลยี CMOS ธรรมดา ข้อกำหนดในการอ่านและเขียนทางไกลทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของวงจรนำพลังงานกลับคืน ด้วยเหตุนี้ นักออกแบบจำนวนมากจึงใช้เทคโนโลยี CMOS มาตรฐานเพื่อสร้างไดโอดกั้น Schottky เพื่อให้สามารถใช้โครงสร้างวงจรตัวทวีคูณแรงดันไฟฟ้า Dickson แบบหลายขั้นตอนได้อย่างสะดวกเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการแปลงพลังงาน รูปที่ 3 เป็นแผนผังของโครงสร้างของไดโอด Schottky ที่ผลิตโดยกระบวนการ CMOS ทั่วไป ในการออกแบบ สามารถผลิตไดโอด Schottky ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนค่า prปฏิบัติตามขั้นตอนและกฎการสร้างมาสก์ และจำเป็นต้องแก้ไขเค้าโครงบางอย่างเท่านั้น

เค้าโครงของไดโอด Schottky หลายตัวที่ออกแบบภายใต้กระบวนการ UMC 0.18um CMOS เส้นโค้งการทดสอบคุณลักษณะ DC แสดงในรูปที่ 5 จะเห็นได้จากผลการทดสอบคุณลักษณะ DC ว่าไดโอด Schottky ที่ผลิตโดยกระบวนการ CMOS มาตรฐานมีลักษณะเฉพาะของไดโอดทั่วไป และแรงดันไฟฟ้าเปิดเครื่องอยู่ที่ประมาณ 0.2V เท่านั้น ซึ่งเหมาะมากสำหรับแท็ก RFID

วงจรควบคุมกำลัง

เมื่อความกว้างของสัญญาณอินพุตสูง วงจรรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะต้องสามารถมั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC เอาท์พุตไม่เกินแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ชิปสามารถทนได้ ในเวลาเดียวกัน เมื่อสัญญาณอินพุตมีขนาดเล็ก พลังงานที่ใช้โดยวงจรรักษาแรงดันไฟฟ้าควรมีขนาดเล็กที่สุด เพื่อลดการใช้พลังงานโดยรวมของชิป

จากมุมมองของหลักการของการควบคุมแรงดันไฟฟ้า โครงสร้างของวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบขนานและวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรม

ในชิปแท็ก RFID จำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุเก็บพลังงานที่มีค่าความจุสูงเพื่อเก็บประจุให้เพียงพอสำหรับแท็กเพื่อรับสัญญาณมอดูเลชั่น และพลังงานอินพุตยังคงอยู่ในขณะที่พลังงานอินพุตมีขนาดเล็ก (เช่น เป็นช่วงเวลาที่ไม่มีผู้ให้บริการในการมอดูเลต OOK) เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าของชิป หากพลังงานอินพุตสูงเกินไปและแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้นถึงระดับหนึ่ง เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้าในวงจรปรับแรงดันไฟฟ้าจะควบคุมแหล่งกำเนิดการรั่วไหลเพื่อปล่อยประจุส่วนเกินบนตัวเก็บประจุเก็บพลังงาน เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของแรงดันไฟฟ้า เสถียรภาพ รูปที่ 7 เป็นหนึ่งในวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบขนาน ไดโอดที่เชื่อมต่อสามซีรีย์ D1, D2, D3 และตัวต้านทาน R1 สร้างเซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมแรงดันเกตของตัวไล่ลม M1 เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเกินผลรวมของแรงดันไฟฟ้าเปิดของไดโอดทั้งสาม แรงดันเกตของ M1 จะเพิ่มขึ้น M1 จะเปิดขึ้น และเริ่มคายประจุตัวเก็บประจุเก็บพลังงาน C1

หลักการของวงจรรักษาแรงดันไฟฟ้าประเภทอื่นคือการใช้รูปแบบการรักษาแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรม แผนผังแสดงไว้ในรูปที่ 8 แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงได้รับการออกแบบให้เป็นแหล่งอ้างอิงโดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟขาออกจะถูกหารด้วยตัวต้านทานและเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง และความแตกต่างจะถูกขยายโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานเพื่อควบคุมศักย์เกตของหลอด M1 เพื่อให้แรงดันเอาต์พุตและแหล่งอ้างอิงโดยทั่วไปรักษาเสถียรภาพเดียวกัน สถานะ.

วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าซีรีส์นี้สามารถส่งออกแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่แม่นยำยิ่งขึ้น แต่เนื่องจากหลอด M1 เชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ได้รับการควบคุมและแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม เมื่อกระแสโหลดมีขนาดใหญ่ แรงดันไฟฟ้าตกบนหลอด M1 จะทำให้เกิด แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น การสูญเสียพลังงาน. ดังนั้นโดยทั่วไปโครงสร้างวงจรนี้จึงถูกนำไปใช้กับวงจรแท็กที่ใช้พลังงานน้อยกว่า

วงจรมอดูเลชั่นและดีโมดูเลชั่น

ก. วงจรดีโมดูเลชั่น

เพื่อลดพื้นที่ชิปและการใช้พลังงาน แท็ก RFID แบบพาสซีฟส่วนใหญ่จึงนำการปรับ ASK มาใช้ สำหรับวงจร ASK demodulation ของชิปแท็ก วิธี demodulation ที่ใช้กันทั่วไปคือวิธีการตรวจจับซองจดหมาย ดังแสดงในรูป 9.

วงจรแรงดันไฟฟ้าสองเท่าของส่วนการตรวจจับซองจดหมายและส่วนการกู้คืนพลังงานนั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน แต่ไม่จำเป็นต้องให้กระแสโหลดจำนวนมาก แหล่งกำเนิดกระแสรั่วไหลจะเชื่อมต่อแบบขนานในขั้นตอนสุดท้ายของวงจรตรวจจับซองจดหมาย เมื่อสัญญาณอินพุตถูกมอดูเลต พลังงานอินพุตจะลดลง และแหล่งกำเนิดการรั่วไหลจะลดแรงดันเอาต์พุตของซองจดหมาย เพื่อให้วงจรเปรียบเทียบที่ตามมาสามารถตัดสินสัญญาณมอดูเลชั่นได้ เนื่องจากช่วงพลังงานที่แปรผันอย่างมากของสัญญาณ RF อินพุต กระแสของแหล่งกำเนิดการรั่วไหลจึงต้องปรับแบบไดนามิกเพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของความแรงของสนามไฟฟ้าที่แตกต่างกันในสนามใกล้และสนามไกล ตัวอย่างเช่นหากกระแสไฟรั่วมีขนาดเล็กก็สามารถตอบสนองความต้องการของเครื่องเปรียบเทียบเมื่อความแรงของสนามอ่อนแอ แต่เมื่อแท็กอยู่ในสนามใกล้ที่มีความแรงของสนามแรงกระแสไฟรั่วจะไม่เพียงพอ เพื่อสร้างสัญญาณที่ตรวจพบ หากมีการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดมาก เครื่องเปรียบเทียบหลังสเตจจะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ เพื่อแก้ปัญหานี้ สามารถใช้โครงสร้างแหล่งกำเนิดการรั่วไหลดังแสดงในรูปที่ 10 ได้

เมื่อตัวพาอินพุทไม่ได้รับการมอดูเลต ศักย์เกตของท่อไล่ลม M1 จะเท่ากับศักย์ไฟฟ้าเดรน โดยสร้างเป็นท่อ NMOS ที่เชื่อมต่อกับไดโอด ซึ่งจะจับยึดเอาท์พุตซองจดหมายใกล้กับแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดของ M1 ไทยพลังงานที่ใช้บน M1 นั้นสมดุล เมื่อพาหะอินพุตถูกมอดูเลต พลังงานอินพุตของชิปจะลดลง และในเวลานี้เนื่องจากการทำงานของวงจรหน่วงเวลา R1 และ C1 ศักย์เกตของ M1 ยังคงอยู่ที่ระดับเดิม และการรั่วไหลของ M1 กระแสที่ปล่อยออกมายังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งทำให้แอมพลิจูดของสัญญาณเอาท์พุตเอนเวโลปลดลงอย่างรวดเร็ว ในทำนองเดียวกัน หลังจากที่พาหะได้รับการกู้คืน ความล่าช้าของ R1 และ C1 จะทำให้เอาท์พุตเอนเวโลปกลับสู่ระดับสูงดั้งเดิมอย่างรวดเร็ว การใช้โครงสร้างวงจรนี้ และโดยการเลือกขนาดของ R1, C1 และ M1 อย่างสมเหตุสมผล สามารถตอบสนองความต้องการดีโมดูเลชั่นภายใต้ความแรงของสนามที่แตกต่างกันได้ นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกมากมายสำหรับวงจรเปรียบเทียบที่เชื่อมต่ออยู่ด้านหลังเอาท์พุตเอนเวโลป และวงจรที่ใช้กันทั่วไปคือตัวเปรียบเทียบฮิสเทรีซิสและแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน

ข. วงจรมอดูเลต

แท็ก RFID แบบ Passive UHF โดยทั่วไปจะใช้วิธีการมอดูเลตแบบกระจายกลับ นั่นคือ โดยการเปลี่ยนความต้านทานอินพุตของชิปเพื่อเปลี่ยนค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนระหว่างชิปและเสาอากาศ เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการมอดูเลต โดยทั่วไป อิมพีแดนซ์ของเสาอากาศและอิมพีแดนซ์อินพุตของชิปได้รับการออกแบบมาให้ใกล้เคียงกับกำลังที่ตรงกันเมื่อไม่ได้มอดูเลต และค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนจะเพิ่มขึ้นเมื่อถูกมอดูเลต วิธีการกระจายกลับที่ใช้กันทั่วไปคือการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับสวิตช์ขนานกันระหว่างปลายอินพุตทั้งสองของเสาอากาศ ดังแสดงในรูปที่ 11 สัญญาณมอดูเลชั่นจะกำหนดว่าตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับปลายอินพุตของชิปหรือไม่โดยการควบคุมสวิตช์ จึงเปลี่ยนอิมพีแดนซ์อินพุตของชิป

เริ่มวงจรสร้างสัญญาณ

หน้าที่ของวงจรสร้างสัญญาณรีเซ็ตการสตาร์ทเครื่องในแท็ก RFID คือการจัดเตรียมสัญญาณรีเซ็ตสำหรับการเริ่มทำงานของวงจรดิจิทัลหลังจากการกู้คืนพลังงานเสร็จสิ้น การออกแบบต้องคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้: หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้นนานเกินไป แอมพลิจูดระดับสูงของสัญญาณรีเซ็ตจะต่ำ ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการรีเซ็ตวงจรดิจิทัลได้ วงจรสร้างสัญญาณเริ่มต้นมีความไวต่อความผันผวนของพลังงานมากขึ้น อาจทำให้เกิดความผิดปกติได้ การใช้พลังงานคงที่จะต้องต่ำที่สุด

โดยปกติ หลังจากที่แท็ก RFID แบบพาสซีฟเข้าสู่สนาม เวลาที่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจะเพิ่มขึ้นนั้นไม่แน่นอนและอาจยาวนานมาก ซึ่งต้องมีการออกแบบวงจรสร้างสัญญาณสตาร์ทเพื่อสร้างสัญญาณสตาร์ทในขณะที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ รูปที่ 12 แสดงวงจรสร้างสัญญาณสตาร์ททั่วไป

หลักการพื้นฐานของมันคือการใช้สาขาที่ประกอบด้วยตัวต้านทาน R0 และทรานซิสเตอร์ NMOS M1 เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้า Va ที่ค่อนข้างคงที่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ vdd เกินแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของทรานซิสเตอร์ NMOS แรงดันไฟฟ้าของ Va ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐาน เนื่องจาก vdd ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟถึง Va+|Vtp| ทรานซิสเตอร์ PMOS M0 จะถูกเปิดเพื่อทำให้ Vb เพิ่มขึ้น และก่อนหน้านั้น Vb อยู่ที่ระดับต่ำเนื่องจาก M0 ถูกตัดออก ปัญหาหลักของวงจรนี้คือการมีอยู่ของการกระจายพลังงานแบบคงที่ และเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของทรานซิสเตอร์ MOS จะแตกต่างกันอย่างมากตามกระบวนการภายใต้กระบวนการ CMOS จึงได้รับผลกระทบจากการเบี่ยงเบนของกระบวนการได้ง่าย ดังนั้น การใช้ไดโอดจุดเชื่อมต่อ pn เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นจะช่วยลดความไม่แน่นอนของกระบวนการได้อย่างมาก ดังแสดงในรูปที่ 13 .

เมื่อ VDD เพิ่มขึ้นเป็นแรงดันไฟฟ้าเปิดของไดโอดแยก pn สองตัว ประตูของทรานซิสเตอร์ PMOS M0 จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ และทรานซิสเตอร์ PMOS จะถูกปิด ขณะนี้แรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ C1 อยู่ในระดับต่ำ เมื่อ VDD เพิ่มขึ้นเหนือแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของไดโอดสองตัว M0 จะเริ่มทำงาน ในขณะที่แรงดันเกตของ M1 ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง กระแสที่ไหลผ่าน M1 ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ C1 จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อขึ้นสู่เฟสย้อนกลับ หลังจากเครื่องพลิกแล้วจะมีการสร้างสัญญาณสตาร์ทขึ้น ดังนั้นระยะเวลาที่วงจรนี้จะสร้างสัญญาณสตาร์ทจะขึ้นอยู่กับว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟถึงแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของไดโอดทั้งสองตัวซึ่งมีความเสถียรสูงหรือไม่ และหลีกเลี่ยงสัญญาณสตาร์ทก่อนกำหนดของวงจรสตาร์ททั่วไปเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้น ช้าเกินไป ปัญหา.

หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้นเร็วเกินไป ความจุเกตของตัวต้านทาน R1 และ M0 จะประกอบขึ้นเป็นวงจรหน่วงเวลาความถี่ต่ำ ซึ่งจะทำให้แรงดันเกตของ M0 ไม่สามารถตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟได้อย่างรวดเร็วและยังคงอยู่ที่ ระดับต่ำ. ขณะนี้ M0 จะชาร์จตัวเก็บประจุ C1 ทำให้วงจรทำงานไม่ถูกต้อง เพื่อแก้ปัญหานี้ จึงมีการนำตัวเก็บประจุ C5 มาใช้ หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ผลการมีเพศสัมพันธ์ของตัวเก็บประจุ C5 สามารถรักษาศักย์เกตของ M0 ให้สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ โดยหลีกเลี่ยงเขาเกิดปัญหาดังกล่าวข้างต้น

ปัญหาการใช้พลังงานคงที่ยังคงมีอยู่ในวงจรนี้ และผลกระทบจากการใช้พลังงานคงที่สามารถลดลงได้โดยการเพิ่มค่าความต้านทานและเลือกขนาดของท่อ MOS อย่างสมเหตุสมผล เพื่อแก้ไขปัญหาการใช้พลังงานคงที่อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องออกแบบวงจรควบคุมป้อนกลับเพิ่มเติมเพื่อปิดส่วนนี้ของวงจรหลังจากสร้างสัญญาณสตาร์ทแล้ว อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความไม่แน่นอนที่เกิดจากการป้อนคำติชม

ความยากในการออกแบบชิป UHF RFID แบบพาสซีฟนั้นเกี่ยวข้องกับวิธีเพิ่มระยะการอ่านและการเขียนของชิป และลดต้นทุนการผลิตของแท็ก ดังนั้นการปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจรการกู้คืนพลังงาน ลดการใช้พลังงานของชิปโดยรวม และการทำงานที่เชื่อถือได้ยังคงเป็นความท้าทายหลักในการออกแบบชิปแท็ก RFID