無線射頻識別系統電路設計與應用

　　射頻識別技術，射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術在低頻段基于變壓器耦合模型，在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型（雷達發射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機）。 1948年哈里斯托克曼發表的“利用反射功率的通信”奠定了射頻識別技術的理論基礎。

　　耦合線圈的匹配理論

　　作為電磁能量的發射裝置一耦合線圈，為了實現與系統的功率匹配，必須通過無源的匹配電路實現阻抗轉換，使功率無反射地傳輸到耦合線圈。可以利用少量組件來實現相配的匹配電路。本設計使用了該匹配電路，實現了阻抗匹配。要確定匹配電路的參數，需要測量出線圈的電感LS和導線的歐姆電阻RLS.

　　應答器的發射電路分析

　　應答器：一種用于地面向列車信息傳輸的點式設備，分為固定（無源）應答器和可變（有源）應答器。主要用途是向列控車載設備提供可靠的地面固定信息和可變信息。應答器是一種能向車載子系統發送報文信息的傳輸設備，既可以傳送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息。在應答器的發送器部分，首先由頻率穩定的石英晶體振蕩器產生所需的工作頻率的信號。根據調制器的類型，執行對振蕩器信號的ASK或FSK調制。此時基帶信號會被直接饋送到頻率合成器，再通過功率放大使調制后的信號達到所需電平，然后將調制后的放大信號輸出耦合到初級線圈。

　　應答器電路設計計算

　　編碼器設計由撥碼開關和編碼芯片VD5026構成，信息由撥碼開關生成。

　　編碼器電路

　　編碼器（encoder）是將信號（如比特流）或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。 編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者成為碼盤，后者稱碼尺。按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區或絕緣區來表示代碼的狀態是“1”還是“0”;非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區和不透光區來表示代碼的狀態是“1”還是“0”，通過“1”和“0”的二進制編碼來將采集來的物理信號轉換為機器碼可讀取的電信號用以通訊、傳輸和儲存。

　　載波振蕩器采用74HC14(＄0.0625)構成的環行振蕩器，功耗小，最小工作電壓低，適合于3V電池供電。振蕩器反饋中接入13.56MHz晶體濾波器，載波頻率穩定度高。調制器由高速CMOS器件74HC00(＄0.0663)構成，實現ASK調制。調制波形如圖所示。調制輸出信號經反向后直接送諧振回路。

　　振幅鍵控信號波形

　　總電路圖設計

　　根據前面的分析設計，在面包板上安裝調試正確后，焊接印刷電路板，測試結果正確。

　　識別裝置工作流程圖

　　識別裝置工作流程如圖所示。此無線識別裝置由手動輸入信息，經編碼器編碼，采用ASK調制方式，載波為13.56MHz，經線圈耦合發送。閱讀器將接收到的ASK信號放大后，經二極管包絡檢波，送至數字恢復電路后，再解碼。解碼正確時，由單片機顯示結果。

　　識別裝置工作流程圖