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《RFID技術基礎》利節(jié)第三章編碼與調制

信號和編碼RFID中常用的編碼器脈沖調制正弦波調制負載調制傳輸損耗與失真第三章編碼與調制

信號和編碼RFID中常用的編碼器脈沖調制正弦波調制負載調制傳輸損耗與失真信號信號是消息的載體,在通信系統(tǒng)中消息以信號的形式從一點傳送到另一點。信號分為模擬信號和數(shù)字信號,RFID系統(tǒng)主要處理的是數(shù)字信號。信號可以從時域和頻域兩個角度來分析,在RFID傳輸技術中,對信號頻域的研究比對信號時域的研究更重要。信道

信道可以分為兩大類,一類是電磁波在空間傳播的渠道,如短波信道、微波信道等;另一類是電磁波的導引傳播渠道,如電纜信道、波導信道等。RFID的信道是具有各種傳播特性的空間,所以RFID采用無線信道。調制與解調

為了有效地傳輸信息,無線通信系統(tǒng)需要采用較高頻率的信號。在無線通信中,調制是指載波調制。載波調制,就是用調制信號去控制載波參數(shù)的過程。調制的目的是把傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號,變換成適合信道傳輸?shù)男盘?,這就意味著要把信源的基帶信號,轉變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言非常高的頻帶信號。

閱讀器與應答器之間消息的傳遞是通過電信號實現(xiàn)的。原始的電信號通常稱為基帶信號,有些信道可以直接傳輸基帶信號,但以自由空間作為信道的無線電傳輸卻無法直接傳遞基帶信號。將基帶信號編碼,然后變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘枺@個過程稱為編碼與調制;在接收端進行反變換,然后進行解碼,這個過程稱為解調與解碼。調制以后的信號稱為已調信號,它具有兩個基本特征,一個是攜帶有信息,一個是適合在信道中傳輸。

對RFID系統(tǒng)來說,閱讀器和應答器之間的通信主要包括了5個功能模塊。數(shù)字信號(基帶信號、信號編碼、信號處理)和調制器(載波回路)、傳輸介質(信道)以及解調器(載波回路)和信號譯碼(信號處理)。編碼是用不同形式的代碼來表示二進制的1和0。按照數(shù)字編碼方式,可以將編碼劃分為單極性碼和雙極性碼。單極性碼使用正(或負)的電壓表示數(shù)據(jù);雙極性碼1為反轉,0為保持零電平。按照信號是否歸零,還可以將編碼劃分為歸零碼和非歸零碼,歸零碼在碼元中間信號回歸到0電平;非歸零碼遇1電平翻轉,遇0電平不變。

在RFID系統(tǒng)選擇一種合適的信號編碼方式時,最重要的是調制后的信號頻譜以及對傳輸錯誤的敏感度。對無源標簽來說,不允許因信號編碼與調制方法的不適當而導致能量供應的中斷。

常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼(NRZ碼)2、曼切斯特碼(Manchester碼)3、單極性歸零碼(UnipolarRZ碼)4、差分雙相碼(DBP碼)5、密勒碼(Miller碼)6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼(PP碼)常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼:高電平代表二進制符號“1”,低電平代表二進制符號“0”,在整個碼元期間電頻能夠保持不變。2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼4、差分雙相碼5、密勒碼6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼:在半個比特周期內從高電平到低電平的跳變代表二進制符號“1”,而從低電平到高電平的跳變代表二進制符號“0”。在采用副載波的負載調制時經常用于從應答器到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸。3、單極性歸零碼4、差分雙相碼5、密勒碼6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼:在第一個半比特周期中的高電平表示二進制符號“1”,而持續(xù)整個比特周期的低電平表示二進制“0”。4、差分雙相碼5、密勒碼6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼4、差分雙相碼:在半比特周期中任意的跳變表示二進制符號“0”,而無跳變則表示二進制符號“1”。在每一比特周期開始時,電平都要反相。5、密勒碼6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼4、差分雙相碼5、密勒碼:“1”要求碼元起點電平與其前一個相鄰碼元的末相電平一致,并且在碼元時隙的中點位置有極性跳變,要根據(jù)具體情況。“0”分兩種情況,單個“0”碼的電平取其前一個碼元的末相,并且在整個碼元時隙中電平不變,遇到連續(xù)“0”時相鄰兩個“0”碼在邊界處要有跳變。6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼4、差分雙相碼5、密勒碼6、變形密勒碼:相對于密勒碼,在每個邊沿都被一個負脈沖取代。7、差分碼8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼4、差分雙相碼5、密勒碼6、變形密勒碼7、差分碼:每個要傳輸?shù)亩M制“1”將引起信號電平的改變,而二進制“0”時信號電平保持不變??梢杂蠳RZ碼生成。8、脈沖-間隙碼常用碼型(以10110010為例)1、反向不歸零碼2、曼切斯特碼3、單極性歸零碼4、差分雙相碼5、密勒碼6、變形密勒碼7、差分碼8、脈沖-間隙碼:在下一脈沖前的暫停持續(xù)時間t表示二進制符號“1”,而下一脈沖前的暫停持續(xù)時間2t表示二進制符號“0”。常在電感耦合的射頻識別系統(tǒng)中用于閱讀器到應答器的數(shù)據(jù)傳輸。練習畫出10011010的7種編碼方式的脈沖波形圖常用碼型(10011010)1、反向不歸零碼:高電平代表二進制符號“1”,低電平代表二進制符號“0”,在整個碼元期間電頻能夠保持不變。2、曼切斯特碼:在半個比特周期內從高電平到低電平的跳變代表二進制符號“1”,而從低電平到高電平的跳變代表二進制符號“0”。3、單極性歸零碼:在第一個半比特周期中的高電平表示二進制符號“1”,而持續(xù)整個比特周期的低電平表示二進制“0”。4、差分雙相碼:在半比特周期中任意的跳變表示二進制符號“0”,而無跳變則表示二進制符號“1”。在每一比特周期開始時,電平都要反相。5、密勒碼:“1”要求碼元起點電平與其前一個相鄰碼元的末相電平一致,并且在碼元時隙的中點位置有極性跳變,要根據(jù)具體情況?!?”分兩種情況,單個“0”碼的電平取其前一個碼元的末相,并且在整個碼元時隙中電平不變,遇到連續(xù)“0”時相鄰兩個“0”碼在邊界處要有跳變。6、變形密勒碼:相對于密勒碼,在每個邊沿都被一個負脈沖取代。7、差分碼:每個要傳輸?shù)亩M制“1”將引起信號電平的改變,而二進制“0”時信號電平保持不變??梢杂蠳RZ碼生成。8、脈沖-間隙碼:在下一脈沖前的暫停持續(xù)時間t表示二進制符號“1”,而下一脈沖前的暫停持續(xù)時間2t表示二進制符號“0”。10011010數(shù)字基帶信號波形第三章編碼與調制

信號和編碼RFID中常用的編碼器脈沖調制正弦波調制負載調制傳輸損耗與失真在RFID中,為使閱讀器在讀取數(shù)據(jù)時能很好地解決同步的問題,往往不直接使用數(shù)據(jù)的NRZ碼對射頻進行調制,而是將數(shù)據(jù)的NRZ碼進行編碼變換后再對射頻進行調制。所采用的變換編碼主要有曼切斯特碼、密勒碼和修正密勒碼等。曼徹斯特(Manchester)碼

(1)編碼方式1碼是前半位為高,后半位為低;0碼是前半位為低,后半位為高。NRZ碼和數(shù)據(jù)時鐘進行異或便可得到曼切斯特碼。(P77圖3.5)起始位信息位流結束位編碼器電路(2)編碼器由于上升沿和下降沿的不理想,簡單的采用NRZ碼異或所得結果會產生尖峰脈沖(P77),改進后電路圖采用了一個D觸發(fā)器74HC74,從而消除了尖峰脈沖的影響。曼徹斯特(Manchester)碼

曼徹斯特碼編碼器時序波形圖示例曼徹斯特(Manchester)碼曼切斯特碼用于應答器芯片,若應答器上有微控制器(MCU),則PR端電平可由MCU控制。若應答器芯片為存儲卡,則PR端電平可有存儲器數(shù)據(jù)輸出狀態(tài)信號控制。(P77圖3.63.7和表3.1)曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:采用曼切斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時,起始位采用1碼,結束位采用無跳變低電平。當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。在使用曼切斯特碼時,只要編號1,0和結束位的子程序,也可以軟件實現(xiàn)曼切斯特碼的編碼。曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:采用曼切斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時,起始位采用1碼,結束位采用無跳變低電平。當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。在使用曼切斯特碼時,只要編號1,0和結束位的子程序,也可以軟件實現(xiàn)曼切斯特碼的編碼。eg:NRZ碼10010轉換成曼切斯特碼曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:采用曼切斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時,起始位采用1碼,結束位采用無跳變低電平。當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。在使用曼切斯特碼時,只要編號1,0和結束位的子程序,也可以軟件實現(xiàn)曼切斯特碼的編碼。eg:NRZ碼10010轉換成曼切斯特碼10100101100100曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:采用曼切斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時,起始位采用1碼,結束位采用無跳變低電平。當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。在使用曼切斯特碼時,只要編號1,0和結束位的子程序,也可以軟件實現(xiàn)曼切斯特碼的編碼。練習:NRZ碼101101轉換成曼切斯特碼曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:采用曼切斯特碼傳輸數(shù)據(jù)信息時,起始位采用1碼,結束位采用無跳變低電平。當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。在使用曼切斯特碼時,只要編號1,0和結束位的子程序,也可以軟件實現(xiàn)曼切斯特碼的編碼。練習:NRZ碼101101轉換成曼切斯特碼1010011010011000曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。解碼:首先判斷起始位,其碼序位10,然后將讀入的10和01組合轉換成NRZ碼的1和0,若讀到00組合,則表示收到結束位,11組合是非法碼。曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。解碼:首先判斷起始位,其碼序位10,然后將讀入的10和01組合轉換成NRZ碼的1和0,若讀到00組合,則表示收到結束位,11組合是非法碼。練習:曼切斯特碼101010100101011000轉換成NRZ碼曼徹斯特(Manchester)碼(4)軟件實現(xiàn)方法編碼:當輸出數(shù)據(jù)1的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼10;當輸出數(shù)據(jù)0的曼切斯特碼時,可輸出對應的NRZ碼01,結束位的對應NRZ碼為00。解碼:首先判斷起始位,其碼序位10,然后將讀入的10和01組合轉換成NRZ碼的1和0,若讀到00組合,則表示收到結束位,11組合是非法碼。練習:曼切斯特碼101010100101011000轉換成NRZ碼1110001密勒(Miller)碼

(1)編碼方式密勒碼的邏輯0的電平和前位有關,邏輯1雖然在中間有跳變,但上跳還是下跳取決于前位結束時的電平。

起始位為1,結束位為0,數(shù)據(jù)位流包括傳送數(shù)據(jù)和它的檢驗碼。

起始位數(shù)據(jù)位流結束位(2)編碼器倒相的曼切斯特碼作為D觸發(fā)器74HC74的CLK信號,用上跳沿觸發(fā),觸發(fā)器的Q輸出端輸出的是密勒碼。密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.流程圖P80圖3.14

eg:NRZ碼10110010轉化為密勒碼密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.流程圖P80圖3.14

eg:NRZ碼10110010轉化為密勒碼1000011000111000密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.流程圖P80圖3.14

練習:NRZ碼110011轉化為密勒碼密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.流程圖P80圖3.14

練習:NRZ碼110011轉化為密勒碼1001100011100100密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.

解碼:由閱讀器MCU完成。首先應判斷起始位,在讀出電平由高到低的跳變沿時,便獲取了起始位,然后對以2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀入的位值進行每兩位一次轉換:01和10都轉換為1,00和11都轉換為0.密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.

解碼:由閱讀器MCU完成。首先應判斷起始位,在讀出電平由高到低的跳變沿時,便獲取了起始位,然后對以2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀入的位值進行每兩位一次轉換:01和10都轉換為1,00和11都轉換為0.

練習:密勒碼1000011000111000轉換為NRZ碼值密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.

解碼:由閱讀器MCU完成。首先應判斷起始位,在讀出電平由高到低的跳變沿時,便獲取了起始位,然后對以2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀入的位值進行每兩位一次轉換:01和10都轉換為1,00和11都轉換為0.

練習:密勒碼1000011000111000轉換為NRZ碼值10110010密勒(Miller)碼(3)軟件實現(xiàn)方法編碼:密勒碼1表示為10或01,密勒碼0表示11或00.

解碼:由閱讀器MCU完成。首先應判斷起始位,在讀出電平由高到低的跳變沿時,便獲取了起始位,然后對以2倍數(shù)據(jù)時鐘頻率讀入的位值進行每兩位一次轉換:01和10都轉換為1,00和11都轉換為0.

練習:密勒碼1000011000111000轉換為NRZ碼值10110010

注:密勒碼停止位的電位是隨著前位的不同而不同的,既可能是00,也可能是11.密勒(Miller)碼在RFID的ISO/IEC14443標準中規(guī)定,載波頻率為13.56MHz;在從閱讀器向應答器的數(shù)據(jù)傳輸中,ISO/IEC14443標準的TYPEA中采用修正密勒碼方式對載波進行調制。修正密勒碼TYPEA中定義如下三種時序:1)時序X:在64/fc處,產生一個Pause。2)時序Y:在整個位期間(128/fc)不發(fā)生調制。3)時序Z:在位期間的開始產生一個Pause。

修正密勒碼(1)編碼方式

TYPEA中定義如下三種時序:1)時序X:在64/fc處,產生一個Pause。2)時序Y:在整個位期間(128/fc)不發(fā)生調制。3)時序Z:在位期間的開始產生一個Pause。修正密勒碼的編碼規(guī)則如下:1)邏輯1為時序X。2)邏輯0為時序Y。3)通信開始用時序Z表示。4)通信結束用邏輯0加時序Y表示。5)無信息用至少兩個時序Y表示。6)若相鄰有兩個或更多0,則從第二個0開始采用時序Z。7)直接與起始位相連的所有0,用時序Z表示。P81圖3.15修正密勒碼(1)編碼方式

解碼時序波形圖示例

修正密勒碼(2)解碼器(添加內容)

第三章編碼與調制

信號和編碼RFID中常用的編碼器脈沖調制正弦波調制負載調制傳輸損耗與失真脈沖調制是將數(shù)據(jù)的NRZ碼變換為更高頻率的脈沖串,該脈沖串的脈沖波形參數(shù)受NRZ碼的值0和1調制。

載波:在信號傳輸?shù)倪^程中,并不是將信號直接進行傳輸,而是將信號與一個固定頻率的波進行相互作用,這個過程稱為加載,這樣一個固定頻率的波稱為載波。

載波通常是一個高頻正弦振蕩信號。

載波:在信號傳輸?shù)倪^程中,并不是將信號直接進行傳輸,而是將信號與一個固定頻率的波進行相互作用,這個過程稱為加載,這樣一個固定頻率的波稱為載波。

載波通常是一個高頻正弦振蕩信號。eg,聲音信號的頻率范圍約為20Hz-20kHz,如果直接發(fā)送,則需要非常大的天線,只有饋送到天線上的信號波長和天線的尺寸可以比擬時,天線才能有效地輻射和接收電磁波。

載波:在信號傳輸?shù)倪^程中,并不是將信號直接進行傳輸,而是將信號與一個固定頻率的波進行相互作用,這個過程稱為加載,這樣一個固定頻率的波稱為載波。

載波通常是一個高頻正弦振蕩信號。

不同的載波頻率可以使多個無線通信系統(tǒng)同時工作,避免了相互干擾。例如,手機通信。脈沖調制是將數(shù)據(jù)的NRZ碼變換為更高頻率的脈沖串,該脈沖串的脈沖波形參數(shù)受NRZ碼的值0和1調制。

主要的調制方式有:振幅鍵控(ASK)頻移鍵控(FSK)相移鍵控(PSK)

振幅鍵控(AmplitudeShiftKeying,ASK)振幅鍵控是載波的頻率和相位不變,載波的振幅隨調制信號的變化而變化,利用載波的幅度變化傳遞數(shù)字信息。在二進制數(shù)字調制中,載波的幅度只有兩種變化,分別對應二進制的“1”和“0”。已調波的調制度(也稱鍵控度):振幅鍵控(AmplitudeShiftKeying,ASK)A和B的值如圖,mA表示了調制深度,mA=100%時載波信號出現(xiàn)短缺。在閱讀器向應答器傳輸信息時,常需一定調幅度的ASK調制。eg1:在ISO/IEC14443標準中,TYPEB的閱讀器向應答器傳輸信息時,采用10%調幅度的ASK調制。(P97圖3.39)eg2:在ISO/IEC14443標準中,TYPEA中閱讀器向應答器傳輸信息時,100%ASK調幅度的修正密勒碼調制。(P97圖3.41)振幅鍵控(AmplitudeShiftKeying,ASK)頻移鍵控(FrequencyShiftKeying,F(xiàn)SK)

頻移鍵控是利用載波的頻率變化傳遞數(shù)字信息,是對載波的頻率進行鍵控。二進制頻移鍵控載波的頻率只有兩種變化狀態(tài),載波的頻率在f0和f1兩個頻率點變化,分別對應二進制信息的“1”和“0”。頻移鍵控(FrequencyShiftKeying,F(xiàn)SK)

FSK調制方式用于頻率低于135kHz(射頻載波頻率為125kHz)的情況。常用于閱讀器中。

頻移鍵控(FrequencyShiftKeying,F(xiàn)SK)

FSK調制方式用于頻率低于135kHz(射頻載波頻率為125kHz)的情況。常用于閱讀器中。

RFID芯片中FSK通常由多種模式,如e5551芯片中有4種模式。PSK調制方式通常有兩種:PSK1和PSK2。采用PSK1調制時,若在數(shù)據(jù)位的起始處出現(xiàn)上升沿或下降沿(即出現(xiàn)1,0或0,1交替),則相位將于位起始處跳變180°。而PSK2調制時,相位在數(shù)據(jù)位為1時從位起始處跳變180°,在數(shù)據(jù)位為0時則相位不變。

相移鍵控(PhaseShiftKeying,PSK)

對于二進制,絕對調相記為2PSK,相對調相記為2DPSK。在PSK中,是以一個固定的參考相位脈沖波為基準的,解調時要有一個參考相位的脈沖波。若參考相位出現(xiàn)“倒相”,則恢復的NRZ碼就會發(fā)生0碼和1碼反向。而在DPSK系統(tǒng)中,編碼只與相對相位有關,而與絕對相位無關。相移鍵控(PhaseShiftKeying,PSK)

第三章編碼與調制

信號和編碼RFID中常用的編碼器脈沖調制正弦波調制負載調制傳輸損耗與失真在正弦波調制中,載波采用正弦高頻信號,而不是前述的脈沖調制中的脈沖串信號。經過調制后的高頻振蕩信號稱為已調波信號。如果受控參數(shù)是高頻振蕩的振幅,則這種調制稱為振幅調制(AM),簡稱為調幅。如果受控參數(shù)是高頻振蕩的頻率或相位,則這種調制稱為頻率調制或相位調制,簡稱為調頻(FM)或調相(PM),并統(tǒng)稱為調角。無線廣播中需要將聲音信號“搭乘”到更高頻率上去傳輸。在RFID系統(tǒng)中,和通常無線通信情況不同的是,正弦載波除了是信息的載體外,在無源應答器中還具有提供能量的作用。調幅(添加內容)調幅是指載波的頻率和相位角不變,載波的振幅按照調制信號的變化規(guī)律變化。調幅可以通過調制信號和載波信號相乘實現(xiàn)。振幅調制模型

調幅、調頻和調相波形圖

PSK系統(tǒng)性能優(yōu)于ASK和FSK,具有較高的頻帶利用率,并在誤碼率、信號平均功率等方面比ASK好,但其解調只能采用比較復雜的相干解調技術,因此,對于電感耦合方式的RFID系統(tǒng),采用ASK的居多。第三章編碼與調制

信號和編碼RFID中常用的編碼器脈沖調制正弦波調制負載調制傳輸損耗與失真當應答器向閱讀器傳輸信息時,負載調制是主要采用的方法。負載調制又可分為電阻負載調制和電容負載調制。開關S用于控制負載調制電阻Rmod的接入與否,二進制數(shù)據(jù)編碼信號用于控制開關S的通斷。電阻負載調制

當二進制數(shù)據(jù)編碼信號為1時,設開關S閉合,則此時應答器負載電阻為RL和Rmod并聯(lián);當二進制數(shù)據(jù)編碼信號為0時,開關S斷開,應答器負載電阻為RL。顯然,并聯(lián)電阻值遠遠小于RL。次級回路等效電路中的端電壓:電阻負載調制

RLm為負載電阻RL和負載調制電阻Rmod的并聯(lián)值。當進行負載調制時,RLm<RL,VCD電壓下降。因此次級回路由于Rmod的接入,負載加重,Q值降低,諧振回路兩端電壓下降。(a)是應答器上控制開關S的二進制數(shù)據(jù)編碼信號,(b)是應答器電感線圈上的電壓波形,(c)是閱讀器電感線圈上的電壓波形,(d)是對閱讀器電感線圈上的電壓解調后的波形。電阻負載調制

應答器的二進制數(shù)據(jù)編碼信號通過電阻負載調制方法送到了閱讀器,電阻負載調制過程是一個調幅過程。電容負載調制是用附加的電容器Cmod代替調制電阻Rmod.

電容負載調制

通過定性分析,電容Cmod的接入是應答器電感線圈上的電壓下降,從而是閱讀器電感線圈上的電壓上升。電容負載調制

Rmod的接入不改變應答器回路的諧振頻率,因此閱讀器和應答器回路在工作頻率下處于諧振狀態(tài)。而Cmod接入后,應答器回路失諧,其反射電抗也會引起閱讀器回路的失諧,電感線圈L1兩端電壓不僅幅度變化,相位也變化。電容負載調制

Rmod的接入不改變應答器回路的諧振頻率,因此閱讀器和應答器回路在工作頻率下處于諧振狀態(tài)。而Cmod接入后,應答器回路失諧,其反射電抗也會引起閱讀器回路的失諧,電感線圈L1兩端電壓不僅幅度變化,相位也變化。

電容負載調制時,數(shù)據(jù)信息的傳輸過程基本相同,只是閱讀器線圈兩端電壓會產生相位調制的影響。因此在采用電容負載調制時,應答器的天線電路諧振頻率不應低于閱讀器天線電路的諧振頻率。 國際標準ISO14443的負載調制測試用的PICC電路

(P97圖3.38) 應答器諧振回路由線圈L和電容器CV1組成,其諧振電壓經橋式整流器VD1-VD4整流,并用齊納二極管VD5穩(wěn)壓在3V左右。副載波信號(874kHz)可通過跳線選擇Cmod1或Rmod1進行負載調制。由曼徹斯特碼或NRZ碼進行ASK或BPSK副載波調制。P97圖3.40

功率放大器功率放大電路位于RFID系統(tǒng)的閱讀器中,用于向應答器提供能量,它是閱讀器重要的組成部分。閱讀器中的功率放大電路采用諧振功率放大器。功率放大電路功率放大電路位于RFID系統(tǒng)的閱讀器中,用于向應答器提供能量,它是閱讀器重要的組成部分。閱讀器中的功率放大電路采用諧振功率放大器。按照電流的流通角的不同,分為A類(或稱甲類)、B類(或稱乙類)、C類(或稱丙類)三類工作狀況。功率放大電路A類放大器電流的流通角約為360°,適用

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