无源超高频RFID应答器的设计

其中，C1=当输入信号等于1时的调制器输出电容，C2=当输入信号等于0时的调制器输出电容。

天线端的等效平均电抗(X)包括微分电容分量，并由式7确定：

在ASK和PSK的实现中，调制方案的选择将影响芯片的输入阻抗、位误码率(BER)和应答器的输入功率。应答器的输入功率也是限制工作范围的最关键因素。因此，尽管ASK具有面积更小、性能与频率无关的优点，但由于PSK能为应答器提供恒定电源，所以设计工程师通常更愿意选择PSK。

解调器被用来将RF载波中的数字信息解调出来。因为成本和电路板面积是主要的考虑因素，所以一般不考虑昂贵的相干检测/超外差检测。与幅度调制(AM/ASK)兼容的调制机制(DSBASK、SSB-ASK和PR-ASK)是询问器-标签调制方案的实际选择，正如EPCGen2协议所定义的那样。对ASK兼容信号进行解码所需的模拟元件是类似的，也是整流器和比较器。有些系统采用脉宽调制(PWM)，因此除了使用包络检波器外，这些系统中的解调器必须测量输入信号的脉宽，并利用脉宽甄别器区分信号中的数字1电感器厂和数字0信息，否则数字模块必须区分基于不同编码的脉冲。

ASK采用最简单的RF检波，它使用了一个用二极管电容网络实现的基本包络检波器。ASK解调器将以幅度变化形式存在的信息解调出来。解调器实际上是一个边沿检波器。在RFID系统的前向链路中不采用PSK，因为PSK解调采用了超外差检波，需要本振(LO)、混频器和滤波电路，这些电路非常复杂，而且需要很大的裸片面积。


图4：RFID应答器的逻辑内存映射。

解调器的工作原理是：输入载波通过整流器和包络检波器，获得其包络信息；包络检波器后面的低通滤波器屏蔽载波上其余的纹波噪声；随后信号被馈送到迟滞比较器，产生输出。在边沿检波设计中必须考虑三个因素：低通滤波、比较器的迟滞性和比较器的灵敏度。RFID读卡器决定了给数据率加标签、编码和包络屏蔽期间的低通滤波参数。滤波器带宽应该小于信号带宽。有关数据包络的规范在RFID空中接口协议中有说明。

比较器必须满足UHFRFID应答器解调器定义的性能要求。应答器输入电压的动态范围应根据不同的物理区域，在几百毫伏到几伏左右变化。包络检波器和低通滤波器后面的信号应具有相同的幅值范围。比较器的性能指标包括比较器的共模输入电平，以及以共模输入电平百分比表示的差模输入电平。

比较器的另一个重模压电感要参数是迟滞性。当模拟输入信号缓慢移动或者包含噪声时，但输入信号处于阈值点附近时，比较器输出可能发生振荡。利用迟滞性可使输出转换期间的振荡最小，但高迟滞性也意味着灵敏度下降、转换速度变慢。

RFID应答器的数字控制模块

数字控制模块处理询问命令、执行防冲突协议、进行数据总校验、运行存储器读写操作，并执行输出控制和数据流动。EPCGen2标准的命令组很复杂，需要使用复杂的数字核。根据用户需求，如果要实现全部的Class1(包括读写)性能，则需要非易失性存储器。

询问器利用三种基本操作管理标签组。这些操作中的每一个都包含一个或多个命令。这些操作定义如下：

1．选择过程是询问器选择RFID标签组用于编目和读写的过程。在编目之前，询问器可能使用一个或多个"选择"命令来选择某一特定标签组。

2．编目过程是询问器识别不同标签的过程。询问器通过以发射四个节中的一个之一一体电感器发射"查询"命令，开始编目过程。一个或多个RFID标签可能回答。询问器检测到一个信号标签回答后，请求该标签的PC、EPC和CRC-16。每次只能一个节进行编目操作。

3．读写过程是询问器与单个标签交互问答(读或者写)的方法。在读写之前，单个标签必须惟一标识。读写包括多个命令，其中有些使用了R=>T连接的一次基于焊扁平型电感盘覆盖编码。

与读卡器命令一致，标签将把其内部状态以7个响应中的一个发送:Ready，ArbitRAte,Reply，Acknowledged，Open,Secured和Killed。标签可能同时支持多达4个会话，使其可将分离的和编目的标签连接至目前环境下的各个读卡器。该标签通过分时，使不同的读卡器分享其他的标签。双向冲突检测和排除控制由询问器和标签来处理。在编目阶段，询问器首先发出Query命令，一旦接收，标签将把产生的15b随即数(RNG)代码从内部装入其槽计数器。如果装载的RNG为零，标签将通过把它本身的代码反射回轮询器的办法来回答轮询器。如果装载的RNG不为零，标签保持原来的状态。读卡器则给标签发送另一个QueryRep。一旦接收到，标签将减少其槽计数器数，并且当值变为零时回复。如果发送Query或QueryRep命令后没有检测到冲突，询问器将给标签发回ACK(应答)命令。标签接收ACK命令后将变为应答状态，准备接收下一个命令。询问器将记录已成功轮询的标签。如果回复后，标签没有从读卡器接收到ACK命令，就回到Arbitrate状态，减小槽计数器的值。冲突控制机制基本上取决于装入槽计数器的RNG值。因为可以回复询问器一体电感器可能性为215，所以不同标签可以以时分交替方式共享通信。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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