RFID读写器发送电路原理设计

1． 读写器发送电路的架构

　　无线电规范对读写器发射频谱的要求十分严格。另外，协议要求的发送的调制方式、调制深度等决定了读写器发送电路的架构。

　　图1是用于幅度调制的发射电路架构，包括本地振荡（LO）、可变增益放大器（VGA）、功率放大器 （PA）以及天线（Anta），其中LO提供了发射电路的载波频率，输入数据通过VGA来调制发射载波，从而产生幅度调制信号。PA则把输出功率进行放 大，然后通过天线把信号发送出去。这种发射电路的结构比较简单，采用的硬件比较少。

　　图1 简单幅度调制发射机架构

　　图2是用于幅度和相位调制的发射电路架构，基于混频器的发射电路架构。与图1所示的发射电路架构相比，图2能够满足ISO18000-6对调制方式和调制深度的要求。

　　图2 幅度调制发射机架构

　　2． 读写器发送电路的原理图设计

　　根据ISO18000-6标准规范，设计RFID读写器发送设各的系统方案如图3所示。

　　图3 915MHz RFID读写器发送设备系统结构

　　发送设备系统主要分为控制单元和射频接口两部分。

　　控制单元：由MCU和编码电路构成。控制单元担负着以下任务：（1）与应用系统软件PC端进行通信 并执行应用系统软件发来的命令。（2）控制与电子标签的通信过程。（3）信号的编码与解码。（4）执行反碰撞算法。（5）对电子标签与读写器之间要传送的 数据进行加密和解密。（6）进行读写器和电子标签之间的身份验证。为了完成这些复杂的任务以及后续的信号处理，MCU拟采用ARM7系列32位微处理器。

　　射频接口：完成对编码信号的调制、滤波、放大。

　　在REID读写器中，发送设备不是独立的，而是与接收设备配合工作的。环形器的作用是实现信号发送与接收的时分复用。

　　915MHz REID读写器发送设各的工作过程如下。

　　（1）MCU微控制器接收计算机发来的操作命令，启动应用程序，将相应的操作命令发送到编解码电路。

　　（2）编码电路根据MCU微控制器传来的操作命令进行编码，形成基带信号送到整形电路和限幅电路进行处理，处理后的信号送往混频器（上变频）。

　　（3）混频器将编码电路送来的基带信号与本振信号混频，进行ASk调制。

　　（4）调制信号经带通滤波器滤波，再经功率放大器放大，再送往天线放大器放大，形成最终的发射信号。

　　（5）环形器将天线放大器电路传来的功率信号送至天线，发给电子标签。

　　其中，频率合成器产生的本振信号的频率控制、调制深度设定、功率放大器增益控制均由MCU微控制器根据通信协议以及系统工作条件等因素完成。

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