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RFID系統(tǒng)的調制

RFID系統(tǒng)的調制

發(fā)布日期:2020-06-20 17:06:50 作者:Ling 點擊:30114

RFID系統(tǒng)的調制如下;

1.脈沖調制
     脈沖調制是指將數據的NRZ碼變換為更高頻率的脈沖串,該脈沖串的脈沖波形參數受NRZ碼的值0和1調制。其主要的調制方式為頻移鍵控FSK和相移鍵控PSK。
1)FSK調制與解調
     FSK調制是指對已調脈沖波形的頻率進行控制,用于頻率低于135kHz(射頻載波頻率為125kHz)的情況。FSK脈沖調制波形,假設數據傳輸速率為fc/40,fc為射頻載波頻率,則FSK調制時對應數據1的脈沖頻率f1=fc/5,對應數據0的脈沖頻率f0=fc/8。

(1)FSK調制

      FSK調制方式的實現(xiàn)很容易,圖中頻率為fc/8和fc/5的脈沖可由射頻載波分頻獲得,數據的NRZ編碼對兩個門電進行控制,便可獲得FSK波形輸出。(2)FSK解調。FSK解調NRZ編碼的電路原理圖,它用于讀寫器中,其工作原理為:觸發(fā)器D1將輸入FSK信號變?yōu)檎}沖。觸發(fā)器D1采用的是7474,當端為高時,F(xiàn)SK信號上跳沿將Q端置高,然后變?yōu)榈?,因此CL端為低,又使Q端回到低電平。Q端的脈沖使十進制計數器4017復零并可重新計數。
    為更好地說明計數器4017,觸發(fā)器D2和單穩(wěn)電路74121的作用,現(xiàn)設輸入射頻載波頻率fc=125kHz,且數據0的對應脈沖調制頻率f0=fc/8,數據1的對應脈沖調制頻率f1=fc/5。
RFID芯片中的FSK通常有多種模式,如e5551芯片中有4種模式,上述分析描述是針對FSK1a而言的。對于FSK1,只需要將輸出端改成觸發(fā)器D2的Q端即可;對于FSK2,只需要將計算器的輸出端改為Q9即可。對于不同的數據速率,只是位寬不同而已,不影響解調的結果。
2)PSK調制與解調
     PSK調制方式通常有兩種:PSK1和PSK2。當采用PSK1調制時,若在數據位的起始處出現(xiàn)上升沿或下降沿(即出現(xiàn)1,0或0,1交替),則相位將從位起始處跳變180°;當采用PSK2調制時,在數據位為1時相位從位起始處跳變180°,在數據位為0時則相位不變。PSK1是一種絕對碼方式,PSK2是一種相對碼方式。PSK1和PSK2調制波形,圖中假設PSK速率為數據位速串的8倍.PSK1和PSK2調                                                                        制波形
(1)PSK調制,進制絕對移相信號的產生有兩種方式:直接相位法和選擇相位法。在采用選擇相位法時,需要將兩種不同相位(反相)的脈沖波準備好,由數據NRZ信號去選擇相應位的脈沖波輸出。如圖4-16所示為選擇相位法的電路框圖。如果數據NRZ碼是由絕對碼轉換來的相對碼,則輸出為相對調相的脈沖波。

圖4-16 選擇相位法的電路框圖
(2)PSK解調。PSK解調電路是讀寫器正確將PSK調制信號變換為NRZ碼的關鍵電路。PSK信號攜帶變化信息的部位是相位,可以用極設PSK信號的數據速率為fc/2(fc為射頻載波頻率值,125kHz),則加至解調器的PSK信號是   125kHz/2=62.5kHz的方波信號。該PSK信號進入解調器后分為兩路:一路加至觸發(fā)器D3的時鐘輸入端(CLK),觸發(fā)器D3是位值判決電路;另一路用于形成相位差為90°的基準信號。由于觸發(fā)器D3的D輸入端加入的是由125kHz載波基準形成的62.5kHz基準方波信號,若觸發(fā)器D3的時鐘與D輸入端兩信號相位差為90°(或相位差不偏至0°或180°附近),則其Q端的輸出信號即為NRZ碼,可供微控制器MCU讀入。

2.副載波與副載波調制解調
    在無線電技術中,副載波得到了廣泛的應用,如彩色模擬電視中的色副載波。在RFID系統(tǒng)中,副載波的調制方法主要應用在頻率為13.56MHz的RFID系統(tǒng)中,而且僅在從電子標簽向讀寫器的數據傳輸過程中采用。
副載波頻率是通過對載波的二進制分頻產生的,對載波頻率為13.56MHz的RFID系統(tǒng)使用的副載波頻率大多為847kHz、424kHz或212kHz(對應于13.56MHz的16、32、64分頻)。
    在13.56MHz的RFID系統(tǒng)中,電子標簽將需要傳送的信息首先組成相應的幀,然后將幀的基帶編碼調制到副載波頻率上,最后再進行載波調制,實現(xiàn)向讀寫器的信息傳輸。下面以ISO/IEC14443標簽為例,介紹副載波調制的有關問題。
1)TYPE A中的副載波調制
    ISO/IEC14443標準的TYPE A規(guī)定:電子標簽(PICC)向讀寫器(PCD)通信采用的編碼是曼徹斯特編碼,數據傳輸率為106kbps,副載波頻率fs=847kHz。TYPE A中有三種幀結構,即短幀、標準幀和防碰撞幀。,它以起始位S開頭(S為時序D),以停止位E(時序F)結束,中間為數據,P為一個字節(jié)(8位)的奇檢驗位,CRC檢驗碼為16位,CRC檢驗的部分不包括P、S、E位及自身。另外兩種幀(短幀和防碰撞幀)的結構雖然不同,但都以S位開頭,E位結束。
    從上面的內容可知,在TYPE A中,PICC向PCD傳輸信息時,僅需要將所傳送的幀結構的NRZ碼轉換為曼徹斯特碼,將副載波信號(頻率為fs)與曼徹斯特碼相乘,即可實現(xiàn)副載波調制,其調制波形如圖4-20所示,副載波是周期方波脈沖。
2)TYPE B中的副載波調制
     ISO/IEC14443 標準的 TYPE B 規(guī)定:位編碼采用不歸零 NRZ 編碼,副載波調制采用BPSK 方式,邏輯狀態(tài)的轉換用副載波相移 180°來表示,θ0 表示邏輯 1,θ0+180°表示邏輯0,副載波頻率fs=847kHz,數據傳輸速率為106kbps。
副載波調制后再進行負載調制的波形,載波的包絡是NRZ碼對副載波進行調制后的副載波調制信信號的波形。
相干解調(同步解調):ASK調制時,其包絡線與基帶信號成正比,因此采用包絡檢波就可以復現(xiàn)基帶信號,這種方法無須同頻同相的副載波基準信號。

本文網址:http://greezubamboo.cn/article/RFIDxitongdetiaozhi.html

關鍵詞: RFID系統(tǒng)的調制RFIDRFID系統(tǒng)

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