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RFID系统的调制

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RFID系统的调制

发布日期:2020-06-20 17:06:50 作者:Ling 点击:21789

RFID系统的调制如下;

1.脉冲调制
     脉冲调制是指将数据的NRZ码变换为更高频率的脉冲串,该脉冲串的脉冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。其主要的调制方式为频移键控FSK和相移键控PSK。
1)FSK调制与解调
     FSK调制是指对已调脉冲波形的频率进行控制,用于频率低于135kHz(射频载波频率为125kHz)的情况。FSK脉冲调制波形,假设数据传输速率为fc/40,fc为射频载波频率,则FSK调制时对应数据1的脉冲频率f1=fc/5,对应数据0的脉冲频率f0=fc/8。

(1)FSK调制

      FSK调制方式的实现很容易,图中频率为fc/8和fc/5的脉冲可由射频载波分频获得,数据的NRZ编码对两个门电进行控制,便可获得FSK波形输出。(2)FSK解调。FSK解调NRZ编码的电路原理图,它用于读写器中,其工作原理为:触发器D1将输入FSK信号变为窄脉冲。触发器D1采用的是7474,当端为高时,FSK信号上跳沿将Q端置高,然后变为低,因此CL端为低,又使Q端回到低电平。Q端的脉冲使十进制计数器4017复零并可重新计数。
    为更好地说明计数器4017,触发器D2和单稳电路74121的作用,现设输入射频载波频率fc=125kHz,且数据0的对应脉冲调制频率f0=fc/8,数据1的对应脉冲调制频率f1=fc/5。
RFID芯片中的FSK通常有多种模式,如e5551芯片中有4种模式,上述分析描述是针对FSK1a而言的。对于FSK1,只需要将输出端改成触发器D2的Q端即可;对于FSK2,只需要将计算器的输出端改为Q9即可。对于不同的数据速率,只是位宽不同而已,不影响解调的结果。
2)PSK调制与解调
     PSK调制方式通常有两种:PSK1和PSK2。当采用PSK1调制时,若在数据位的起始处出现上升沿或下降沿(即出现1,0或0,1交替),则相位将从位起始处跳变180°;当采用PSK2调制时,在数据位为1时相位从位起始处跳变180°,在数据位为0时则相位不变。PSK1是一种绝对码方式,PSK2是一种相对码方式。PSK1和PSK2调制波形,图中假设PSK速率为数据位速串的8倍.PSK1和PSK2调                                                                        制波形
(1)PSK调制,进制绝对移相信号的产生有两种方式:直接相位法和选择相位法。在采用选择相位法时,需要将两种不同相位(反相)的脉冲波准备好,由数据NRZ信号去选择相应位的脉冲波输出。如图4-16所示为选择相位法的电路框图。如果数据NRZ码是由绝对码转换来的相对码,则输出为相对调相的脉冲波。

图4-16 选择相位法的电路框图
(2)PSK解调。PSK解调电路是读写器正确将PSK调制信号变换为NRZ码的关键电路。PSK信号携带变化信息的部位是相位,可以用极设PSK信号的数据速率为fc/2(fc为射频载波频率值,125kHz),则加至解调器的PSK信号是   125kHz/2=62.5kHz的方波信号。该PSK信号进入解调器后分为两路:一路加至触发器D3的时钟输入端(CLK),触发器D3是位值判决电路;另一路用于形成相位差为90°的基准信号。由于触发器D3的D输入端加入的是由125kHz载波基准形成的62.5kHz基准方波信号,若触发器D3的时钟与D输入端两信号相位差为90°(或相位差不偏至0°或180°附近),则其Q端的输出信号即为NRZ码,可供微控制器MCU读入

2.副载波与副载波调制解调
    在无线电技术中,副载波得到了广泛的应用,如彩色模拟电视中的色副载波。在RFID系统中,副载波的调制方法主要应用在频率为13.56MHz的RFID系统中,而且仅在从电子标签向读写器的数据传输过程中采用。
副载波频率是通过对载波的二进制分频产生的,对载波频率为13.56MHz的RFID系统使用的副载波频率大多为847kHz、424kHz或212kHz(对应于13.56MHz的16、32、64分频)。
    在13.56MHz的RFID系统中,电子标签将需要传送的信息首先组成相应的帧,然后将帧的基带编码调制到副载波频率上,最后再进行载波调制,实现向读写器的信息传输。下面以ISO/IEC14443标签为例,介绍副载波调制的有关问题。
1)TYPE A中的副载波调制
    ISO/IEC14443标准的TYPE A规定:电子标签(PICC)向读写器(PCD)通信采用的编码是曼彻斯特编码,数据传输率为106kbps,副载波频率fs=847kHz。TYPE A中有三种帧结构,即短帧、标准帧和防碰撞帧。,它以起始位S开头(S为时序D),以停止位E(时序F)结束,中间为数据,P为一个字节(8位)的奇检验位,CRC检验码为16位,CRC检验的部分不包括P、S、E位及自身。另外两种帧(短帧和防碰撞帧)的结构虽然不同,但都以S位开头,E位结束。
    从上面的内容可知,在TYPE A中,PICC向PCD传输信息时,仅需要将所传送的帧结构的NRZ码转换为曼彻斯特码,将副载波信号(频率为fs)与曼彻斯特码相乘,即可实现副载波调制,其调制波形如图4-20所示,副载波是周期方波脉冲。
2)TYPE B中的副载波调制
     ISO/IEC14443 标准的 TYPE B 规定:位编码采用不归零 NRZ 编码,副载波调制采用BPSK 方式,逻辑状态的转换用副载波相移 180°来表示,θ0 表示逻辑 1,θ0+180°表示逻辑0,副载波频率fs=847kHz,数据传输速率为106kbps。
副载波调制后再进行负载调制的波形,载波的包络是NRZ码对副载波进行调制后的副载波调制信信号的波形。
相干解调(同步解调):ASK调制时,其包络线与基带信号成正比,因此采用包络检波就可以复现基带信号,这种方法无须同频同相的副载波基准信号。

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

关键词: RFID系统的调制RFIDRFID系统

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