CN101640546A - 一种rfid读写器接收模拟基带电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RFID读写器接收模拟基带电路，包括接收下变频器、高通滤波器、放大器和低通滤波器，所述的接收下变频器、高通滤波器、放大器和低通滤波器顺次相连，所述高通滤波器的输出端还和一个开关电路相连。本发明的下变频器使用两个高通滤波器，在两个高通滤波器间增加并联开关，发射时开关接通至地，发射形成的干扰被短路至地，接收时开关断开，信号正常通过高通滤波器至后续电路。经过开关处理后，发射形成的干扰被降至可接受的程度，充放电基本消除。

Description

一种RFID读写器接收模拟基带电路

技术领域

本发明涉及一种射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)读写器，特别是一种RFID读写器接收模拟基带电路。

背景技术

图1是通用RFID系统的框图，发射调制器、驱动放大器、功率放大器和隔离器构成发射通道，接收下变频器、高通滤波器、IQ正交放大器(IQ一般翻译为正交，I＝Inphase同相，Q＝Quadrature正交的)和低通滤波器构成接收部分。一般，偏置电路与放大器配套使用，属于公知常识，在图1中省略未画出。

天线复用器可以使用铁氧体环形器或者定向耦合器。一般铁氧体环形器和定向耦合器发射和接收隔离度为20dB，而到天线的发射功率为27dBm，实际PA输出功率为30dBm左右，这样发射泄漏到接收的功率高达10dBm，如果电路设计或者匹配不好，泄漏功率会达到20dBm；一般接收下变频器的1dB压缩点为10dBm左右，标签灵敏度为-8~20dBm，效率10％，返回的信号经过空气传输，读写器收到信号为-50dBm左右或更低。设计读写器时应该避免下变频器进入饱和限幅状态，否则会将很微弱的返回信号完全限幅掉，从而不能正常解调。典型高通滤波器是容性的，最简单的实现形式就是电容。

因为发射泄漏的信号很强(10-20dBm)，射频或中频信号都不适合进行放大，故RFID读写器一般采用直接下变频至零中频，这样强的同频干扰就成为直流，而信号是交流形式存在的，为避免直流进入模拟基带放大导致模拟电路进入饱和状态，通常会在下变频器后增加一个高通滤波器滤除直流，经过滤波的信号进入模拟基带放大电路进行放大，经过低通滤波后被送至数字基带处理电路进行采样和处理。

背景技术中存在的缺点是经过高通滤波器，不需要的直流被滤除了，需要的交流进入后续电路，但是读写器发射时，发射的信号也是交流的，同样经过下变频进入了模拟基带放大电路形成方波干扰，该方波干扰对高通滤波器形成强烈的充放电现象，严重影响对正常接收信号的处理，方波干扰如图2所示。图2为读写器发射信号形成的方波干扰示意图，左侧为发射信号泄漏到接收端形成的方波干扰，由于电路不可避免存在容性储能器件，在发射关闭后很长时间内信号不能归零，表现出强的充放电过程，接受部分的前导同步码完全被限幅。图示为I+、I-(同相差分)信号，Q+、Q-(正交差分)信号只是相位和I+、I-(同相差分)相差90度。图2的左侧部分即是发射形成的方波干扰，后部分是接收信号，发射到接收有明显的充放电过程，充放电会影响码元识别，当充放电过于严重时会影响前导码的正常识别，从而导致无法正常解调。

发明内容

为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种RFID读写器接收模拟基带电路，可以将读写器发射信号形成的干扰降至可接受的程度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种RFID读写器接收模拟基带电路，包括接收下变频器、高通滤波器、放大器和低通滤波器，所述的接收下变频器、高通滤波器、放大器和低通滤波器顺次相连，所述高通滤波器的输出端还和一个开关电路相连。

所述高通滤波器至少有一个，所述放大器至少有一个。

所述高通滤波器有两个，所述放大器有两个，所述的接收下变频器、第一高通滤波器、第二高通滤波器、第一放大器、第二放大器和低通滤波器顺次相连，所述第一高通滤波器的输出端还和所述开关电路相连。

当读写器发射信号时，所述的开关电路接通至地；读写器接收信号时，所述的开关电路断开，信号正常通过高通滤波器至后续电路。

所述开关电路的地接至实际的地或虚地。

所述的开关电路的地接至第一偏置电路，该第一偏置电路的输出端与所述第一放大器的输入端相连，第二偏置电路的输出端与所述第二放大器的偏置输入端相连。

所述的放大器是IQ正交放大器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的下变频器使用两个高通滤波器，在两个高通滤波器间增加并联开关，发射时开关接通至地，发射形成的干扰被短路至地，接收时开关断开，信号正常通过高通滤波器至后续电路。经过开关处理后，发射形成的干扰被降至可接受的程度，充放电基本消除。

上述电路中，开关的地可以接至实际的地或虚地，接至基带放大电路的偏置电路效果更好，合理调整偏置能使得开关接通时的浪涌减小或增加偏置电流使放大器趋于截止或趋于饱和，在干扰到达的瞬间降低电路的增益，使干扰比信号放大倍数少。

附图说明

图1是RFID读写器的典型系统框图。

图2是读写器发射信号形成的方波干扰示意图。

图3是本发明RFID读写器接收模拟基带电路的模拟基带信号示意图。

图4是本发明RFID读写器接收模拟基带电路的干扰和信号细节示意图。

图5是本发明增加开关后的基带偏置电路的偏置电压示意图。

图6是本发明RFID读写器接收模拟基带电路的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图6本发明的系统框图。本发明RFID读写器接收模拟基带电路，包括接收下变频器、高通滤波器、IQ正交放大器和低通滤波器。所述高通滤波器有两个，所述IQ正交放大器有两个，所述的接收下变频器、第一高通滤波器、第二高通滤波器、第一IQ正交放大器、第二IQ正交放大器和低通滤波器顺次相连，所述第一高通滤波器的输出端还和一个开关电路相连。开关电路可以选用型号是DG2715DL-T1-E3的开关。

本发明对现有技术的改进集中在接收部分，下变频器使用两个高通滤波器，在两个高通滤波器间增加并联开关，读写器发射信号时，开关接通至“地”，发射形成的干扰被短路至地；读写器接收信号时开关断开，信号正常通过高通滤波器至后续电路。该并联开关由读写器的微控制单元(MCU)发命令控制。经过开关处理后，发射形成的干扰被降至可接受的程度，充放电基本消除，如图3所示。图3是本发明RFID读写器接收模拟基带电路在增加开关后的模拟基带信号的示意图。图中，上部的信道1为接收信号(I+/I-，Q+/Q-)之一路，下部的信道2是发射信号(I+/I-，Q+/Q-)之一路，由图明显看到发射时接收通路没有干扰，也没有严重的充放电现象，仅在发射开始和结束时有毛刺，该毛刺幅度和有用信号幅度相当，不会影响接收前导同步码的提取。增加开关基本消除了发射干扰，所引入的充放电极其轻微。

图4是本发明本发明RFID读写器接收模拟基带电路在增加开关后的干扰和信号细节，即图4是图3的细节放大示意图，上部通道1是接收信号，下部通道2是发射信号。可见发射时接收通道无干扰信号，仅发射开始和结束有毛刺，充放电现象比较轻微，不影响接收前导同步码的解调。

上述电路中，开关的“地”可以接至实际的地或虚地，接至基带放大电路的偏置电路效果更好，在本发明中接至IQ正交放大器的偏置电路。所述的开关电路的地接至第一偏置电路，该第一偏置电路的输出端与所述第一IQ正交放大器的输入端相连，第二偏置电路的输出端与所述第二IQ正交放大器的偏置输入端相连。

第一偏置电路和第二偏置电路均由三极管实现。

合理调整偏置能使得开关接通时的浪涌减小或增加偏置电流使放大器趋于截止或趋于饱和，在干扰到达的瞬间降低电路的增益，使干扰比信号放大倍数少。例如，设置一个中间电压比如0.7V，而浪涌到达时要么使器件向饱和区靠近要么使器件向截止区靠近，在靠近饱和和截止区，信号被放大的倍数少。

图5是本发明增加开关后的基带偏置电路的偏置电压示意图。下面一条线为偏置电压。图5上部通道1是接收信号，下部通道2是第一正交放大器的偏置电压(开关地接到第一正交放大器偏置电路输入端)，在开关接通时，偏置电压升高使第一正交放大器趋向饱和区，而开关关断时，偏置电压降低使第一正交放大器趋向于截止区。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1、一种RFID读写器接收模拟基带电路，包括接收下变频器、高通滤波器、放大器和低通滤波器，所述的接收下变频器、高通滤波器、放大器和低通滤波器顺次相连，其特征在于所述高通滤波器的输出端还和一个开关电路相连。

2、根据权利要求1所述的RFID读写器接收模拟基带电路，其特征在于所述高通滤波器至少有一个，所述放大器至少有一个。

3、根据权利要求1所述的RFID读写器接收模拟基带电路，其特征在于所述高通滤波器有两个，所述放大器有两个，所述的接收下变频器、第一高通滤波器、第二高通滤波器、第一放大器、第二放大器和低通滤波器顺次相连，所述第一高通滤波器的输出端还和所述开关电路相连。

4、根据权利要求3所述的RFID读写器接收模拟基带电路，其特征在于当读写器发射信号时，所述的开关电路接通至地；读写器接收信号时，所述的开关电路断开，信号正常通过高通滤波器至后续电路。

5、根据权利要求4所述的RFID读写器接收模拟基带电路，其特征在于所述开关电路的地接至实际的地或虚地。

6、根据权利要求4所述的RFID读写器接收模拟基带电路，其特征在于所述的开关电路的地接至第一偏置电路，该第一偏置电路的输出端与所述第一放大器的输入端相连，第二偏置电路的输出端与所述第二放大器的偏置输入端相连。

7、根据权利要求1～6中任一项权利要求所述的RFID读写器接收模拟基带电路，其特征在于所述的放大器是IQ正交放大器。

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