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| 非接触卡MCRF200及PSK读写器电路设计 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
收集整理：佚名 来源：本站整理 时间：2009-01-10 22:18:40 点击数：[]  |
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[本篇论文由上帝论文网为您收集整理，上帝论文网http://paper.5var.com将为您整理更多优秀的免费论文，谢谢您的支持] 关键词：非接触卡；MCRF200；读写器；PSK；负载调制 １ ＭＣＲＦ２００简介 ＭＣＲＦ２００是Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司生产的非接触式可编程无源ＲＦＩＤ器件，它的工作频率载波为１２５ｋＨｚ。该器件有两种工作模式：初始Ｎａｔｉｖｅ模式和读模式。所谓初始模式是指ＭＣＲＦ２００具有一个未被编程的存贮阵列，而且能够在非接触编程时提供一个缺损状态其波特率为载波频率ｆｃ的１２８分频，调制方式为ＦＳＫ，数据码为ＮＲＺ码；而读模式是指在接触或非接触方式编程后的永久工作模式，在该模式下，ＭＣＲＦ２００芯片中配置寄存器详见后述的锁存位ＣＢ１２置１，芯片上电后，将依据配置寄存器的设置并按协议发送数据。 ●带有一次可编程（ＯＴＰ）的９６位或１２８位用户存储器（支持４８位或６４位协议）； ●内含整流和稳压电路； ●功率损耗极低； ●编码方式可在ＮＲＺ码、曼彻斯特码、差分曼彻斯特码之间选择； ●调制方式可在直接调制（ＡＳＫ）、ＦＳＫ、ＰＳＫ１和ＰＳＫ２（ＰＳＫ１、ＰＳＫ２定义见后述中选择）； ●采用ＰＤＩＰ和ＳＯＩＣ封装形式。 ２．１ 应用系统构成 ＭＣＲＦ２００的典型应用系统构成如图１所示。图中，引脚ＶＡ和ＶＢ接电感Ｌ１和电容Ｃ１构成的外接谐振电路，该ＬＣ谐振电路的谐振频率为１２５ｋＨｚ。读写器边的ＬＣ电路也谐振于１２５ｋＨｚ则用于输出射频能量，同时可接收ＭＣＲＦ２００芯片以负载调制方式送来的数据信号。 ２．２ 芯片内部组成原理 配置寄存器各位的控制功能如下： ●ＣＢ１：用于设置存贮器阵列的大小。当ＣＢ１为１时，用户阵列为１２８位；为０时，其用户阵列为９６位。 ●ＣＢ２、ＣＢ３、ＣＢ４位：该三位编码可用于设置波特率，其编码表列于表１。 ●ＣＢ５用来设置同步字。ＣＢ５为１时，有１．５位同步字；为０时，无同步字。 ●ＣＢ６与ＣＢ７：用于设置数据编码方式，具体见表２所列。 ●ＣＢ８与ＣＢ９：调制方式选择位，具体见表３。 ●ＣＢ１０：ＰＳＫ速率选择位。该位为１时选择ｆｃ／４；为０时则选择ｆｃ／２其中ｆｃ为载波频率。 ●ＣＢ１１：该位总为０。 ●ＣＢ１２：该位为０时，存贮阵列未锁定；为１时，存贮阵列被锁定。
表2 数据编码方式设置
表3 调制方式选择（fc为载波频率）
３ ＰＳＫ读写器电路设计 ３．１ ＰＳＫ调制 ＭＣＲＦ２００的ＰＳＫ调制方式有两种：ＰＳＫ１和ＰＳＫ２。采用ＰＳＫ１调制时，每当相位在数据位的上升沿或下降沿时，将在从位起始处跳变１８０°；而在ＰＳＫ２调制时，相位将在数据位为１时从位起始处跳变１８０°，为０时则相位不变。ＰＳＫ１是一种绝对码方式，ＰＳＫ２是一种相对码方式，因此，ＰＳＫ读写器硬件只能按一种调制方式设计(如ＰＳＫ１)，而当要工作在另一调制方式时，可用软件进行转换。 图３所示是一个典型的ＰＳＫ调制信号波形示意图，图中假设ＰＳＫ速率为数据位速率的８倍。 ＰＳＫ读写器的电路结构如图４所示。它由４ＭＨｚ晶体振荡器、分频器、载波功放、包络检波器、滤波放大、脉冲成形器、相位比较器、微处理器及与主机接口电路等组成。 图４中，读写器发收两通道的信号流程已很清楚，这些电路的设计参考文献很多。下面仅就功率放大器、包络检波、ＰＳＫ解调以及ＲＳ－２３２串口电路进行分析。 （１）功放电路 该ＰＳＫ读写器的功放电路如图５所示。图中，Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３用于组成Ｂ类放大器，Ｌ１、Ｃ１和Ｃ２串联谐振于１２５ｋＨｚ，选通分频器输出的１２５ｋＨｚ载波加至功放，Ｌ２和Ｃ３用于构成输出谐振电路，这样，在Ｌ２上将产生电磁场，从而保证卡芯片进入场区时能获得足够的载波能量而被激活。但Ｌ２所产生的场能量也有一定的限制，通常在３０ｍ处测试应不超过６５ｄＢμＶ（ｄＢμＶ＝２０ｌｏｇμＶ）。 （２）包络检波电路 非接触ＩＣ卡的负载调制通常采用ＡＭ方式，读写器中的载波解调采用简单的包络检波电路，图５中，Ｄ３和Ｄ４的作用是对芯片负载调制信号进行全波检波，以检出ＰＳＫ包络。 而Ｒ８和Ｃ５组成的低通滤波器则应满足包络检波条件，即： Ｒ８Ｃ５≥（５－１０）／ωＣ 式中：ωＣ为载波角频率。但应注意为了减小惰性失真，Ｒ８ 和Ｃ５不应取值过大。 Tags： |
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