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RFID电路技术

发布日期:2020-01-09 10:46:09 作者:Ling 点击:14646

     rfid一位电子标签和声表面波技术的电子标签多是应用在比较箭单的场合存储的数据且数据不能修改。接下来要介绍存储数据量较多而且数据能进行修改的子标签。这种标交采用电子电路技术和半导体加工技术,主要包括3个组成部分:天线 模拟前端(射频前瑞)控制电路.

    系统工作过程:首先是电子标签的天线接收由读写器发出的信号,该信号通过模拟前端(射频前端)电路,进入电子标签的控制电路,由控制电路对数据流做各种逻辑处理。为了将处理后的数据流返回到读写器,射频前端采用负载调制器或反向散射调制器等多种工作方式。

一、模拟前端

     模拟前端(射频前端)主要有两种工作方式,原理各不相同。第一种是电感耦合方式,主要工作在低频和高频频段;第二种是电磁反向散射方式,主要工作在微波频段。

1.电感耦合工作方式

     这种工作方式的电子标签进入读写器的电磁场范围以后,通过与读写器的电感耦合,产生交变电压,该交变电压通过整流、滤波和稳压之后,给电子标签的芯片提供工作所需的直流电压。

r由于电感耦合有距离限制,所以只有当电子标签与读写器的距离足够近的时候,电子标签上的线圈才会产生感应电压,电感耦合系统的RFID电子标签要属于无源标签,耦合获得的能量可以使标签开始工作。

2.电磁反向散射工作方式
     采用电磁反向散射工作方式的射频前端有发送电路、接收电路和公共电路三部分。

3. 射频前端发送电路

     射频前端发送电路的主要功能是对控制电路处理好的数字基带信号进行处理,然后通过电子标签的天线将信息发送给读写器。发送电路主要由调制电路、上变频混频器、带通滤波器和功率。

(1)调制电路
     问制电路的作用主要是对数字基带信号进行调制,将其转变为适合无线传输的频带信号。
(2)上变频混频器
    上变频混频器对调制好的信号进行混频,将频率搬移到射频频段。
(3)带通滤波器
    带通滤波器对射频频率进行滤波,滤除不需要的频率。
(4)功率放大器
    功率放大器对信号进行放大,并将放大后的信号送到天线上,由天线辐射出去。
4. 射频前端接收电路
    射频前端接收电路的主要功能是对天线接收到的已调信号进行解调,恢复出数字基带信号,然后送到电子标签的控制部分。接收电路主要由滤波器、放大器、混频器和电压比较器组成,用来完成包络产生 和检波的功能。
    包络产生电路的主要功能是对射频信号进行包络检波,将信号从频带搬移到基带,提取出调制信号包络。经过包络检波后,信号还会存在一些高频成分,需要进
一步滤波,然后将滤波后的信号通过电压比较器,恢复 出原来的数字信号,完成检波电路的功能。
(1)滤波电路
     由天线接收的信号,经过滤波器对射频频率进行滤波,滤除不需要的频率。
(2)放大电路
    放大器对接收到的微小信号进行放大。
(3)下变频混频器
    下变频混频器对射频信号进行滤波,滤除不需要的频率。
(4)电压比较器
    通过电压比较器,恢复出原来的数字信号。
5.公共电路
   公共电路是射频发送和射频接收电路共同涉及的电路,包括电源产生电路、限制幅度电路、时钟恢复电路和复位电路等。
(1)电源产生电路
    RFID标签一般为无源标签,需要从读写器获得能量。电子标签的天线从读写器的辐射场中得交变信号,该交变信号需要一个整流电路将其转化为直流电源。 
(2)限幅电路
    交变信号整流转化为直流电源后,幅度需要限制,幅度不能超过三极管和 MOS 管的击穿电压,否则器件会损坏。
(3)时钟恢复电路
    RFID标签内部一般没有设置额外的振荡电路,时钟由接收到的电磁信号恢复产生。时钟恢电路首先将恢复出与接收信号频率相同的时钟信号,然后通过分频器进行分频,得到其他频率时钟信号。

(4)复位电路
    复位电路可以使电源电压保持在一定的电压值区间。电源电压首先有一个参考电压值,以这个参考电压值为基准,电源电压可以在一定的范围内波动。如果电源电压超出这个允许的波动范 围,就会复位。复位电路有上电复位和下电复位两种功能。当电源电压升高,但仍小于波动允许 的范围时,复位信号仍然为低电平;当电源电压升高,而且超过波动允许的范围时,复位信号跳变为高,这就是上电复位信号;当电源电压降低,但仍小于波动允许的范围时,复位信号仍然为高电平;当电源电压降低,而且超过波动允许的范围时,复位信号跳变为低,这就是下电复位信 号。上电复位和下电复位是针对系统可能出现的意外而设置的保护措施。
二、 控制电路
    根据控制部分的电路不同,又可以分成两类电子标签。一类是具有存储功能,但不含微处理 器的电子标签;一类是含有微处理器的电子标签。 
1. 具有存储功能的电子标签
    具有存储功能的电子标签,控制部分主要由地址和安全逻辑、存储器组成,这种电子标签的 主要特点是利用状态自动机在芯片上实现寻址和安全逻辑。

(1)地址和安全逻辑
    地址和安全逻辑是数据载体的心脏,控制着芯片上的所有过程。
(2)存储器
    存储器用于存储不变的数据,如序列号等。 该存储器可以采用数据存储器 ROM、EEPROM或FRAM等。
2.含有微处理器的电子标签
  含有微处理器的电子标签,控制部分主要由编解码电路、微处理器和存储器组成,电路结构
(1)编解码电路
    编解码电路用来完成编码和解码的工作。 当该电路工作在前向链路时,将电子标签射频接收电路送来的数字基带信号进行解码,并将解码后的信号传送给微处理器。当该电路工作在反向链 路时,将电子标签微处理器送来的、已经处理好的数字基带信号进行编码,然后送到电子标签的射频发送电路。

(2)微处理器
    微处理器是对内部数据进行处理,并对处理过程进行控制的部件。微处理器用来控制电签的相关协议和指令,具有数据处理的能力。
(3)存储器
    存储器是记忆设备,用来存放程序和数据。数据存储器包含 SRAM(Static RAM)和电可擦 写可编程只读存储器 EEPROM,其中 SRAM 是易失性的数据存储器,EEPROM是非易失性的数据存储器。EEPROM存储器常用于存储电子标签的相关信息和数据,在没有供电的情况下数据不会丢失,存储时间可以长达10年。


本文网址:http://www.hysrfid.com/article/RFIDdianlujishu.html

关键词: RFID电路技术RFID技术RFID

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