基于過采樣技術的遠距離讀卡系統的實現

摘 要: 針對目前125 kH z讀卡器的曼徹斯特解碼的波形為矩形波、讀卡距離較近(一般只有數十毫米) 、抗干擾能力較差的狀況，提出了一種基于AD過采樣技術的三角波解碼方式。此方式大大的提高了讀卡距離，配合大尺寸的振蕩線圈讀卡距離超過了1 000 mm。

　　0、引言

　　目前125 kH z讀卡器的技術相對成熟，系統價格便宜,在各個行業得到了廣泛應用，例如: 人員的身份識別，物品的信息管理，液化氣的管理，動物的識別，酒店的門禁管理等用唯一識別號可以標識物體屬性的地方都有應用。在一些應用場合10多毫米的讀卡距離不能滿足遠距離讀卡的要求,為此本文提出了一種基于AD過采樣技術的曼徹斯特解碼方式，較現有的方波解碼方式讀卡距離有了大的提高，配合大尺寸的振動線圈，讀卡距離超過了1 000 mm。

　　1、系統的構成

　　系統的組成結構如圖1所示，125 kH z的振蕩電路，檢波放大電路，自動調諧電路，低通濾波電路，這幾部分構成了整個讀卡器的射頻通信控制，m cu部分，AD采樣部分構成了系統的核心，這兩個部分完成了振蕩系統的自動調諧，卡片數據的解碼，數據的發送、顯示等功能。

　　2、曼徹斯特編碼原理

　　曼徹斯特編碼(M ancheSTer Encod ing)，也叫做相位編碼( PE)，是一個同步時鐘編碼技術，被物理層使用來編碼一個同步位流的時鐘和數據。曼徹斯特編碼被用在以太網媒介、無線鏈路等系統中。曼徹斯特編碼提供一個簡單的方式給編碼簡單的二進制序列，而沒有長的周期，沒有轉換級別，因而防止時鐘同步的丟失，或來自低頻率位移在貧乏補償的模擬鏈接位錯誤。在這個技術下，實際上的二進制數據被傳輸通過這個電纜，不是作為一個序列的邏輯1 或0 來發送的( 技術上叫做反向不歸零制( NRZ) )。相反地，這些位被轉換為一個稍微不同的格式，它通過使用直接的二進制編碼有很多的優點。

　　在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數據信號; 曼徹斯特編碼從高到低的跳變是0 從低到高的跳變是1。還有一種是差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時鐘定時，而用每位開始時有無跳變表示0 或1 ，有跳變為0 ，無跳變為1 。

　　兩種曼徹斯特編碼是將時鐘和數據包含在數據流中，在傳輸代碼信息的同時，也將時鐘同步信號一起傳輸到對方，每位編碼中有一跳變, 不存在直流分量, 因此具有自同步能力和良好的抗干擾性能。但每一個碼元都被調成兩個電平,所以數據傳輸速率只有調制速率的1 /2。

　　3、過采樣技術原理

　　采樣頻率超出信號帶寬的兩倍, 用數字濾波器替換性能不好的模擬抗混疊濾波器, 這個過程稱為過采樣。AD 轉換的過采樣技術一般分三步: ( 1) 高速(相對于輸入信號頻譜)采樣模擬信號; ( 2) 數字低通濾波; ( 3) 抽取數字序列。

　　采用這項技術, 既保留了輸入信號的較完整信息, 降低了對輸入信號頻譜的要求, 又可以提高采樣子系統的精度。