rfid一位電子標(biāo)簽和聲表面波技術(shù)的電子標(biāo)簽多是應(yīng)用在比較箭單的場(chǎng)合存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)不能修改。接下來(lái)要介紹存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量較多而且數(shù)據(jù)能進(jìn)行修改的子標(biāo)簽。這種標(biāo)交采用電子電路技術(shù)和半導(dǎo)體加工技術(shù),主要包括3個(gè)組成部分:天線 模擬前端(射頻前瑞)控制電路.

    系統(tǒng)工作過(guò)程:首先是電子標(biāo)簽的天線接收由讀寫(xiě)器發(fā)出的信號(hào),該信號(hào)通過(guò)模擬前端(射頻前端)電路,進(jìn)入電子標(biāo)簽的控制電路,由控制電路對(duì)數(shù)據(jù)流做各種邏輯處理。為了將處理后的數(shù)據(jù)流返回到讀寫(xiě)器,射頻前端采用負(fù)載調(diào)制器或反向散射調(diào)制器等多種工作方式。

一、模擬前端

     模擬前端(射頻前端)主要有兩種工作方式,原理各不相同。第一種是電感耦合方式,主要工作在低頻和高頻頻段;第二種是電磁反向散射方式,主要工作在微波頻段。

1.電感耦合工作方式

     這種工作方式的電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器的電磁場(chǎng)范圍以后,通過(guò)與讀寫(xiě)器的電感耦合,產(chǎn)生交變電壓,該交變電壓通過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓之后,給電子標(biāo)簽的芯片提供工作所需的直流電壓。

r由于電感耦合有距離限制,所以只有當(dāng)電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器的距離足夠近的時(shí)候,電子標(biāo)簽上的線圈才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，電感耦合系統(tǒng)的RFID電子標(biāo)簽要屬于無(wú)源標(biāo)簽，耦合獲得的能量可以使標(biāo)簽開(kāi)始工作。

2.電磁反向散射工作方式
     采用電磁反向散射工作方式的射頻前端有發(fā)送電路、接收電路和公共電路三部分。

3. 射頻前端發(fā)送電路

     射頻前端發(fā)送電路的主要功能是對(duì)控制電路處理好的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行處理,然后通過(guò)電子標(biāo)簽的天線將信息發(fā)送給讀寫(xiě)器。發(fā)送電路主要由調(diào)制電路、上變頻混頻器、帶通濾波器和功率。

(1)調(diào)制電路
     問(wèn)制電路的作用主要是對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制,將其轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合無(wú)線傳輸?shù)念l帶信號(hào)。
(2)上變頻混頻器
    上變頻混頻器對(duì)調(diào)制好的信號(hào)進(jìn)行混頻,將頻率搬移到射頻頻段。
(3)帶通濾波器
    帶通濾波器對(duì)射頻頻率進(jìn)行濾波,濾除不需要的頻率。
(4)功率放大器
    功率放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大,并將放大后的信號(hào)送到天線上,由天線輻射出去。
4. 射頻前端接收電路
    射頻前端接收電路的主要功能是對(duì)天線接收到的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào),恢復(fù)出數(shù)字基帶信號(hào),然后送到電子標(biāo)簽的控制部分。接收電路主要由濾波器、放大器、混頻器和電壓比較器組成,用來(lái)完成包絡(luò)產(chǎn)生 和檢波的功能。
    包絡(luò)產(chǎn)生電路的主要功能是對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波,將信號(hào)從頻帶搬移到基帶,提取出調(diào)制信號(hào)包絡(luò)。經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波后,信號(hào)還會(huì)存在一些高頻成分,需要進(jìn)
一步濾波,然后將濾波后的信號(hào)通過(guò)電壓比較器,恢復(fù) 出原來(lái)的數(shù)字信號(hào),完成檢波電路的功能。
(1)濾波電路
     由天線接收的信號(hào),經(jīng)過(guò)濾波器對(duì)射頻頻率進(jìn)行濾波,濾除不需要的頻率。
(2)放大電路
    放大器對(duì)接收到的微小信號(hào)進(jìn)行放大。
(3)下變頻混頻器
    下變頻混頻器對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行濾波,濾除不需要的頻率。
(4)電壓比較器
    通過(guò)電壓比較器,恢復(fù)出原來(lái)的數(shù)字信號(hào)。
5.公共電路
   公共電路是射頻發(fā)送和射頻接收電路共同涉及的電路,包括電源產(chǎn)生電路、限制幅度電路、時(shí)鐘恢復(fù)電路和復(fù)位電路等。
(1)電源產(chǎn)生電路
    RFID標(biāo)簽一般為無(wú)源標(biāo)簽,需要從讀寫(xiě)器獲得能量。電子標(biāo)簽的天線從讀寫(xiě)器的輻射場(chǎng)中得交變信號(hào),該交變信號(hào)需要一個(gè)整流電路將其轉(zhuǎn)化為直流電源。 
(2)限幅電路
    交變信號(hào)整流轉(zhuǎn)化為直流電源后,幅度需要限制,幅度不能超過(guò)三極管和 MOS 管的擊穿電壓,否則器件會(huì)損壞。
(3)時(shí)鐘恢復(fù)電路
    RFID標(biāo)簽內(nèi)部一般沒(méi)有設(shè)置額外的振蕩電路,時(shí)鐘由接收到的電磁信號(hào)恢復(fù)產(chǎn)生。時(shí)鐘恢電路首先將恢復(fù)出與接收信號(hào)頻率相同的時(shí)鐘信號(hào),然后通過(guò)分頻器進(jìn)行分頻,得到其他頻率時(shí)鐘信號(hào)。

(4)復(fù)位電路
    復(fù)位電路可以使電源電壓保持在一定的電壓值區(qū)間。電源電壓首先有一個(gè)參考電壓值,以這個(gè)參考電壓值為基準(zhǔn),電源電壓可以在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)。如果電源電壓超出這個(gè)允許的波動(dòng)范 圍,就會(huì)復(fù)位。復(fù)位電路有上電復(fù)位和下電復(fù)位兩種功能。當(dāng)電源電壓升高,但仍小于波動(dòng)允許 的范圍時(shí),復(fù)位信號(hào)仍然為低電平;當(dāng)電源電壓升高,而且超過(guò)波動(dòng)允許的范圍時(shí),復(fù)位信號(hào)跳變?yōu)楦?這就是上電復(fù)位信號(hào);當(dāng)電源電壓降低,但仍小于波動(dòng)允許的范圍時(shí),復(fù)位信號(hào)仍然為高電平;當(dāng)電源電壓降低,而且超過(guò)波動(dòng)允許的范圍時(shí),復(fù)位信號(hào)跳變?yōu)榈?這就是下電復(fù)位信 號(hào)。上電復(fù)位和下電復(fù)位是針對(duì)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的意外而設(shè)置的保護(hù)措施。
二、 控制電路
    根據(jù)控制部分的電路不同,又可以分成兩類電子標(biāo)簽。一類是具有存儲(chǔ)功能,但不含微處理 器的電子標(biāo)簽;一類是含有微處理器的電子標(biāo)簽。 
1. 具有存儲(chǔ)功能的電子標(biāo)簽
    具有存儲(chǔ)功能的電子標(biāo)簽,控制部分主要由地址和安全邏輯、存儲(chǔ)器組成,這種電子標(biāo)簽的 主要特點(diǎn)是利用狀態(tài)自動(dòng)機(jī)在芯片上實(shí)現(xiàn)尋址和安全邏輯。

(1)地址和安全邏輯
    地址和安全邏輯是數(shù)據(jù)載體的心臟,控制著芯片上的所有過(guò)程。
(2)存儲(chǔ)器
    存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)不變的數(shù)據(jù),如序列號(hào)等。 該存儲(chǔ)器可以采用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ROM、EEPROM或FRAM等。
2.含有微處理器的電子標(biāo)簽
  含有微處理器的電子標(biāo)簽,控制部分主要由編解碼電路、微處理器和存儲(chǔ)器組成,電路結(jié)構(gòu) 。
(1)編解碼電路
    編解碼電路用來(lái)完成編碼和解碼的工作。 當(dāng)該電路工作在前向鏈路時(shí),將電子標(biāo)簽射頻接收電路送來(lái)的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行解碼,并將解碼后的信號(hào)傳送給微處理器。當(dāng)該電路工作在反向鏈 路時(shí),將電子標(biāo)簽微處理器送來(lái)的、已經(jīng)處理好的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行編碼,然后送到電子標(biāo)簽的射頻發(fā)送電路。

(2)微處理器
    微處理器是對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并對(duì)處理過(guò)程進(jìn)行控制的部件。微處理器用來(lái)控制電簽的相關(guān)協(xié)議和指令,具有數(shù)據(jù)處理的能力。
(3)存儲(chǔ)器
    存儲(chǔ)器是記憶設(shè)備,用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包含 SRAM(Static RAM)和電可擦 寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器 EEPROM,其中 SRAM 是易失性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,EEPROM是非易失性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。EEPROM存儲(chǔ)器常用于存儲(chǔ)電子標(biāo)簽的相關(guān)信息和數(shù)據(jù),在沒(méi)有供電的情況下數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,存儲(chǔ)時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)10年。