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RFID读写器如何数定调制?

RFID读写器如何数定调制?

发布日期:2020-02-03 14:53:57 作者:Ling 点击:14822

     RFID读写器与电子标签之间传递信息, 首先需要编码, 然后通过调制器调制, 最后通过无线信造带信号对载波进行调制, 而不是直接传送数字基带信号, 以使信号与信道的特性相匹配。用数字相互传送信息。一般来说, 数字基带信号往往具有丰富的低频分量, 在无线通信中必须用数字址
基带信号控制载波, 把数字基带信号变换为数字已调信号的过程称为数字调制。RFID 主要采用数字调制的方式。
数字调制
     数字信号有离散取值的特点, 数字调制技术利用数字信号的这一特点, 通过开关“键控”载波, 从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法, 其对载波的振幅、频率或相移进行键控, 使高频载波的振幅、频率或相位与调制的基带信号相关, 从而获得振幅键控、频移键控和相移键控 3 种基本的数字调制方式。
   数字信息有二进制与多进制之分, 数字调制也分为二进制调制与多进制调制。在二进制调制中, 调制信号只有两种可能的取值; 在多进制调制中, 调制信号可能有 M种取值, M》2, 其中包括多进制相移键控等。为了提高调制的性能, 又对数字调制体系不断加以改进, 提出了多种新的调制解调体系, 出现了一些特殊的、改进的和现代的调制方式, 例如正交振幅调制(QAM)和正交频分复用(OFDM)等。
1. 载波
     在信号传输的过程中, 并不是将信号直接进行传输, 而是将信号与一个固定频率的波进行相 互作用, 这个过程称为加载, 这样一个固定频率的波称为载波。举个例子说明为什么用载波。将人(这里指信号源)从一个地方送到另外一个地方, 走路需要很长时间, 人会很累(这里指信号衰减)。如果让人坐车(这里指载波), 则需要的时间很短, 人也很舒服(这里指信号不失真)。那么坐什么交通工具呢(这里指选择调制方法)? 这要根据不同人的具体情况来判断(这里指信号的特点和用途)。载波是指被调制以传输信号的波形。载波一般为正弦振荡信号, 正弦振荡的载波信号可以表
示为
                                                                                         v(t)=Acos(@t+q)
   其中, A称为载波的振幅, 称为载波的角频率, 称为载波的相位。可以看出, 在没有加载信号时, 载波为高频正弦波, 这个高频信号的波幅 A 是固定的、角频率。以是固定的, 初相q也是固定的。

   其中, 称为载波的频率, 入称为载波的波长, c称为自由空间电磁波的速度。载波加载之后, 也即载波被调制以后, 载波的振幅、频率或相位就随基带信号的变化而变化, 就是把一个较低频率的基带信号调制到一个频率相对较高的载波上去。载波信号一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽, 否则会发生混叠, 使传输信号失真。

    不同的应用目的会采用不同的载波频率, 不同的载波频率可以使多个无线通信系统同时工作, 避免了相互干扰。在RFID系统中, 正弦载波除了是信息的载体外, 在无源电子标签中还具有提供能量的作用, 这一点与其他无线通信有所不同。
2. 振幅键控
    调幅是指载波的频率和相位不变, 载波的振幅随调制信号的变化而变化。调幅有模拟调制与数字调制两种, 这里只介绍数字调制, 也即振幅键控(Amplitude Shift Keying, ASK)。ASK 是利用载波的幅度变化来传递数字信息, 在二进制数字调制中, 载波的幅度只有两种变化, 分别对应 二进制信息的1和0。目前, 电感耦合 RFID系统经常采用 ASK 调制方式, 例如 ISO/IEC14443及ISO/IEC15693标准均采用 ASK 调制方式。
(1)二进制振幅键控的定义。
    二进制振幅键控信号可以表示成具有一定波形的二进制序列(二进制数字基带信号)与正弦载波的乘积, 即
                                                       v(t)=s(t)cos(@1)
    在振幅键控时, 载波振荡的振幅按二进制编码在a。和a, 两种状态之间切换(键 控), 其中, a。对应“1”状态, ai对应“0”状态.键控度 m 表示了调制的深度。当键控度 m 为100%时, 载波的振幅在ao与0之间切换, 这时为断键控.二进制振幅键控信号的产生方法通常有两种, 一种是模拟调制法, 另一种是键控法。

(2)二进制振幅键控的电路原理图。
     制法是用乘法器实现, 键控法是用开关电路实现,  其中(b)的键控度m. 为100%。二进制振幅键控是运用最早的无线数字调制方法, 但这种方法在传输时受噪声影响较大, 噪声电压和信号一起可能改变振幅, 使信号“0”变为“1”, 信号“1”变为“0”。
(3)二进制振幅键控的功率谱密度。
    二进制振幅键控信号是随机信号, 因此, 研究它的频谱特性时, 应该讨论它的功率谱密度。二进制振幅键控信号可以表示为
                                                         v(t)=s(1)cos(@1)
    其中, 二进制基带信号是随机的单极性矩形脉冲序列。分析表明, 二进制振幅键控信号功率谱密度的特性如下。
① 二进制振幅键控信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成, 连续谱取决于经线性调制后的双边带谱, 而离散谱由载波分量确定。
②二进制振幅键控信号的带宽是基带信号带宽的两倍, 若只计功率谱密度的主瓣(第一个谱零点的位置), 传输的带宽是码元速率的两倍。
3. 频移键控
    频移键控(Frequency Shift Keying, FSK)是利用载波的频率变化来传递数字信息, 是对载波的频率进行键控。二进制频移键控载波的频率只有两种变化状态, 载波的频率在人和后两个频率点变化, 分别对应二进制信息的“1”和“0”。
(1)二进制频移键控的定义。
    二进制频移键控信号可以表示成在两个频率点变化的载波, 其表达式为控波形。
(2)二进制频移键控的特点。

①从时间函数的角度来看, 可以将二进制频移键控信号看作是五和后两种不同载频振幅控信号的组合, 因此, 二进制频移键控信号的频谱可以由两种振幅键控的频谱叠加得到。

② 二进制频移键控在数字通信中应用较广, 国际电信联盟(ITU)建议, 在数据率低 1200 bit/s时采用该体制, 这种方式适合于衰落信道的场合。
4. 相移键控
    相移键控(Phase Shift Keying, PSK)是利用载波的相位变化来传递数字信息, 是对载波相位进行键控。二进制相移键控载波的初始相位有两种变化状态, 通常载波的初始相位在0和 两种状态变化, 分别对应二进制信息的“1”和“0”。
(1)二进制相移键控的定义。
    二进制相移键控信号的表达式为v(t)=Acos(@t+P. )其中, 。。表示第n个符号的绝对相位。, 为 . 0 发送“1”时元 发送“0”时载波振荡的相位q, 按二进制编码在两种状态之间切换(键控)。

(2)二进制相移键控的特点。
①PSK系统具有较高的频带利用率, PSK方式在误码率和信号平均功率等方面都比ASK 系统的性能更好。
②二进制PSK 系统在实际中很少直接使用, 实际应用经常采用差分相移键控(DPSK)和相 位抖动调制(PJM)等方式。

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关键词: RFIDRFID读写器如何数定调制?

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