rfid射频前端的主要组成部分有_第4章 RFID的射频前端(simple).ppt

(1)阅读器天线电路 * Microchip 公司的13.56 MHz应答器(无源射频卡)MCRF355和MCRF360芯片的天线电路无源应答器的天线电路多采用并联谐振回路 * 并联谐振回路在研究并联谐振回路时，采用恒流源(信号源内阻很大)分析比较方便。并联谐振谐振条件 + - 实际中线圈的电阻很小，所以在谐振时有则： * 并联谐振回路具有如下特性： (1)谐振时，回路电抗X=0，阻抗Z=R为最大值，且为纯阻 (2)谐振时，回路电流最小，端电压最大 (3)支路电流是总电流的Q倍 + - 当Ant B端通过控制开关与Vss端短接时，谐振回路失谐，此时应答器虽处于阅读器的射频能量场之内，但因失谐无法获得正常工作能量，处于休眠状态。当Ant B端开路时，谐振回路谐振在工作频率(13.56MHz)上，应答器可获得能量，进入工作状态。在谐振时，电感支路中电流最大，即谐振回路两端可获得最大电压，这对无源应答器的能量获取是必要的。 * (3)阅读器和应答器之间的电感耦合法拉第定理指出，一个时变磁场通过一个闭合导体回路时，在其上会产生感应电压，并在回路中产生电流。当应答器进入阅读器产生的交变磁场时，应答器的电感线圈上就会产生感应电压，当距离足够近，应答器天线电路所截获的能量可以供应答器芯片正常工作时，阅读器和应答器才能进入信息交互阶段。应答器线圈感应电压的计算电子标签感应电压与两个线圈距离的3次方成反比，因此电子标签和读写器的距离越近，电子标签的耦合的电压越大。因此，在电感耦合工作方式中，电子标签必须靠近读写器才能工作。 * 应答器直流电源电压的产生应答器直流电源电压的产生电子标签可采用全波整流电路，线圈耦合得到的交变电压通过整流后直流电压。电容Cp滤除高频成分，同时作为储能元件由于电子标签和读写器的距离不断变化，使得电子标签获得交变电压也不断变化，导致整流后的直流电压不是很稳定，因此需要稳压电路。稳压电路的输出给电子标签的芯片提供所需直流电压。电子标签终于获得了能量，但是电子标签如何向读写器传递它的信息呢？ * 应答器向阅读器的信息传送时采用负载调制技术互感耦合回路的等效阻抗关系应答器电压 3．数据传输读写器电压 * 电阻负载调制开关S用于控制负载调制电阻Rmod的接入与否，开关S的通断由二进制数据编码信号控制。二进制数据编码信号用于控制开关S。当二进制数据编码信号为“1”时，设开关S闭合，则此时应答器负载电阻为RL和Rmod并联；而二进制数据编码信号为“0”时，开关S断开，应答器负载电阻为RL。由于Rmod的接入，使得并联电阻减小，导致品质因数降低，这使得应答器两端的电压减小。 * 电阻负载调制数据信息传递的原理 (a)是应答器上控制开关S的二进制数据编码信号， (b)是应答器电感线圈上的电压波形， (c)是阅读器电感线圈上的电压波形， (d)是对阅读器电感线圈上的电压解调后的波形。 * 电容负载调制电容负载调制是用附加的电容器Cmod代替调制电阻Rmod 由于接入电容Cmod，电子标签回路失谐，又由于读写器和电子标签的耦合作用，导致读写器也失谐。电容电容Cmod的接入可使电子标签线圈上的电压下降，从而导致读写器线圈上的电压的上升。电容负载调制的波形变化和电阻负载调制波形变化相似，但此时读写器线圈的电压不仅发生振幅的变化，也发生相位的变化。 4、功率放大功率放大电路功率放大电路位于RFID系统的阅读器中，用于向应答器提供能量采用谐振功率放大器分为A类(或称甲类)、B类(或称乙类)、C类(或称丙类)三类工作状况在电感耦合RFID系统的阅读器中，常采用B，D和E类放大器二、反向散射耦合RFID系统 1．反向散射雷达技术为RFID的反向散射耦合方式提供了理论和应用基础。当电磁波遇到空间目标时，其能量的一部分被目标吸收，另一部分以不同的强度散射到各个方向。在散射的能量中，一小部分反射回发射天线，并被天线接收(因此发射天线也是接收天线)，对接收信号进行放大和处理，即可获得目标的有关信息。 2．RFID反向散射耦合方式一个目标反射电磁波的频率有反射横截面来确定。反射横截面的大小与一系列的参数有关，如目标的大小、形状和材料，电磁波的波长和极化方向等。由于目标的反射性能通常随频率的升高而增强，所以RFID反向散射耦合方式采用超高频和微波，应答器和读写器的距离大于1m。阅读器天线电子标签芯片天线 RFID反向散射耦合方式原理图读写器、应答器和天线构成一个收发通信系统。 (1)应答器的能量供给无源应答器的能量由读写器提供，读写器天线发射的功率P1经自由空间衰减后到达应答器，经应答器中的整流电路后形成应答器的工作电压。

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