射頻識別技術(shù)（RFID，即Radio Frequency IdenTIficaTIon）是一種基于雷達(dá)技術(shù)發(fā)展而來的識別技術(shù)。文章論述了如何研制了RFID讀卡器射頻電路的相關(guān)信息，包括零中頻解調(diào)技術(shù)、載波電路、信號調(diào)制電路及射頻功率放大電路，并給出射頻電路模塊結(jié)構(gòu)的方案，這對簡化傳統(tǒng)的射頻電路，推廣射頻識別（RFID）技術(shù)在工業(yè)自動化和交通控制等眾多領(lǐng)域有重要意義。
一、讀卡器
   讀卡器一般由射頻信號處理模塊、基帶信號處理模塊、控制單元以及和外部設(shè)備連接的接口模塊等組成。射頻信號處理模塊主要實(shí)現(xiàn)三大功能：一是通過天線發(fā)射足夠功率的射頻電磁波，以激發(fā)電子標(biāo)簽并為其提供能量;二是對發(fā)射信號進(jìn)行調(diào)制，然后將已調(diào)制的信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電磁波傳送給標(biāo)簽;三是接收并解調(diào)來自電子標(biāo)簽的射頻信號。為了處理往來于應(yīng)答器的兩個方向上的數(shù)據(jù)流，射頻信號處理模塊有兩個不同的信號通道，傳送到電子標(biāo)簽中去的數(shù)據(jù)通過發(fā)射電路分支，而來自于電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)通過接收電路分支處理。
控制單元的主要功能：與上層應(yīng)用軟件進(jìn)行通信，并執(zhí)行應(yīng)用軟件發(fā)來的命令;控制與電子標(biāo)簽的通信過程;信號的編碼與解碼。對于某些特定系統(tǒng)還有以下的附加功能：執(zhí)行防碰撞算法;對電子標(biāo)簽與讀卡器之間要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密;進(jìn)行電子標(biāo)簽和讀卡器之間雙向的身份驗(yàn)證。
二、射頻信號處理單元電路
   讀卡器的發(fā)射信號功率遠(yuǎn)大于電子標(biāo)簽反向散射回來的信號，而且與接收信號同頻率，這樣如果大功率的反射信號漏泄到接收電路就會使接收電路各個部分的器件飽和，導(dǎo)致讀卡器對接收信號無法解調(diào)，因此射頻信號處理模塊的技術(shù)指標(biāo)好壞會直接影響到RFID系統(tǒng)的質(zhì)量水平。射頻信號處理模塊一般包括兩大單元：一是基帶信號調(diào)制發(fā)射模塊電路，它由鎖相環(huán)電路、混頻調(diào)制電路、濾波電路、功率放大電路等幾部分組成;二是射頻信號解調(diào)接收處理電路，它由差分放大電路，零中頻解調(diào)電路以及相應(yīng)的濾波電路構(gòu)成。

（一）零中頻信號接收處理電路

   射頻信號接收處理電路可以超外差電路和零中頻接收電路等等。由于零中頻檢測接收機(jī)具有實(shí)現(xiàn)簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)在：頻率變換關(guān)系簡單，非線性變換分量更少;可以避免使用中頻SAW濾波器;不需要中頻放大器，電路結(jié)構(gòu)更簡潔，性價(jià)比更高。

如前所述，電子標(biāo)簽發(fā)射回來的信號的調(diào)制為振幅鍵控調(diào)制8197（ASK）方式，并且與閱讀器發(fā)射信號的載波同頻，RFID系統(tǒng)中采用四通道零中頻解調(diào)電路，來自移相電路中四個檢測點(diǎn)的信號均包含閱讀器的發(fā)射信號和接收到的標(biāo)簽散射回來的信號，它們經(jīng)過二極管混頻處理后，利用低通濾波器將高頻成分濾除掉，將分別得到攜帶標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息和閱讀器天線與標(biāo)簽距離（反映在收發(fā)信號的相位差上）的信號，當(dāng)標(biāo)簽位于閱讀器天線所發(fā)射電磁波覆蓋的區(qū)域內(nèi)，在每一個確定的時(shí)間里，這兩路信號不但是唯一確定的，而且更重要的是它們相位的正交保證了這兩路信號不可能同時(shí)為零，這就確保了電路對電子標(biāo)簽散射信號的有效捕獲。

（二）調(diào)制發(fā)射模塊電路

調(diào)制發(fā)射電路由三部分構(gòu)成：載波信號發(fā)生電路、信號調(diào)制電路和射頻功率放大電路等。

1.載波發(fā)生電路：為一個載波發(fā)生電路。其中PLL400-915A是鎖相環(huán)路頻率合成器，它具有良好的窄帶濾波特性和良好的相位噪聲指標(biāo)，同時(shí)它還具有輸出頻率純度高和頻率輸出可控等特點(diǎn)該芯片可由MCU通過程序進(jìn)行控制，輸出信號的頻率可在902MHz~928MHz之間變換，步進(jìn)頻率為200kHz，該特性可以方便用戶實(shí)現(xiàn)廣譜跳頻，提高系統(tǒng)抗干擾能力。電路中TCX0是溫度補(bǔ)償晶振，它提供穩(wěn)定、低相位噪聲的12.8MHz作為頻率合成器的參考頻率。本振信號輸出端所接SF2049E為帶通濾波器，以濾除輸出載波信號的高次諧波，降低系統(tǒng)的噪聲。

2.信號調(diào)制電路：依照RFID 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)射信號采用ASK調(diào)制。電路采用低噪聲射頻放大器芯片RF2361作為射頻功放的前置驅(qū)動。RF2361具有低噪聲，高截獲點(diǎn)， 放大使能可控。通過調(diào)整控制端電壓VPD，其增益可從20dB迅速降到0dB，即通過電壓控制使它在關(guān)閉狀態(tài)與工作狀態(tài)之間快速地切換，從而實(shí)現(xiàn)ASK調(diào)制，而且能夠達(dá)到非常深的調(diào)制深度。這樣，編碼信號通過驅(qū)動電路與非門芯片TC7S00達(dá)到對VPD的控制，從而利用對載波的放大控制實(shí)現(xiàn)了編碼信號對載波的ASK調(diào)制。

3.射頻功率放大電路。射頻功率放大器是無線發(fā)射機(jī)主要組成部分，為了有效地將調(diào)制信號通過天線以電磁波的形式輻射出，射頻信號必須獲得足夠大的射頻輸出功率，所以在信號被送入天線前必須采用射頻功率放大器進(jìn)行放大，射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。

射頻功率放大器的重要指標(biāo)為：

（1）集電極效率ηc為輸出功率pout與電源供給功率pdc之比，即ηc=pout / pdc;

（2）功率增加效率8197;（PAE， Power Added Efficiency）為輸出功率pout與輸入功率pin的差與電源供給功率pdc之比。

（3）射頻功率放大器線性度指標(biāo)有三階互調(diào)截點(diǎn)（IP3）、1dB壓縮點(diǎn)、諧波、鄰道功率比等。鄰道功率比衡量由放大器的非線性引起的頻譜再生對鄰道的干擾程度。

（4）雜散輸出與噪聲。

在發(fā)射系統(tǒng)中，射頻末級功率放大器輸出功率的范圍可小至毫瓦級（便攜式移動通信設(shè)備）、大至數(shù)千瓦級（發(fā)射廣播電臺）。為了要實(shí)現(xiàn)大功率輸出，末級功率放大器的前置放大電路必須要有足夠高的激勵功率電平。根據(jù)工作頻率和輸出功率等要求，可以采用FET、射頻功率集成電路等作為射頻功率放大器。本系統(tǒng)采用了日立公司的功率放大芯片PF01411A來實(shí)現(xiàn)完成該任務(wù)，如圖6所示。PF01411A具有線性失真小，輸入功率要求低（0dBm即可），增益控制范圍可達(dá)90dB，效率可達(dá) 45%，最大輸出功率可達(dá)5W。MCU可通過電壓控制端Vapc來對輸出增益進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對射頻輸出功率的控制。

1、因部分國產(chǎn)線材品質(zhì)已對標(biāo)、或超過進(jìn)口，因而既用進(jìn)口品牌也用國產(chǎn)品牌。

2、原料檢測抽樣率是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 2~3 倍，很難再有工廠采用比我們更高的標(biāo)準(zhǔn)。

3、對于針孔、均勻度、米電阻等 10 多項(xiàng)線材的檢測，其標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于行業(yè)的平均水平。

4、對于十萬火急的訂單，我們當(dāng)天投料，你當(dāng)天就可以拿走一部份的貨。

5、價(jià)格雖小貴 10~20%，但使用壽命卻是同行平均的 1~2 倍。

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