CN103870783A - 一种rfid读卡器发射电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RFID读卡器发射电路，包括：基于发送数据进行选择控制的选择器阵列，基于发送数据和13.56M载波进行混频的混频器，对混频器输入信号、13.56M载波和TypeA、TypeB进行信号选择的选择器，接收选择器和选择器阵列信号输入进行混频的混频器阵列，接收混频器阵列信号输入的P管阵列。通过本发明实施例的RFID读卡器发射电路，执行效率高，运行功耗低，兼容性强，芯片面积小的高性能发射电路，能够满足RFID读卡器芯片对发射电路的苛刻要求，可应用于RFID读卡器芯片领域。

Description

一种RFID读卡器发射电路
技术领域
本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种RFID读卡器发射电路。
背景技术
射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
智能卡（Smart Card）是一种内嵌有集成电路芯片的塑料卡的通称。按所嵌的芯片类型的不同，IC卡可分为三类：存储卡，逻辑加密卡，CPU卡。
读卡器是向智能卡读取和写入数据的设备。读卡器设备主要包括读卡器芯片和MCU两大部分。
微控制器（MCU，Micro Control Unit)，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
读卡器芯片第一个功能就是完成对来自智能卡芯片的射频信号的接收和译码，第二功能是对要发送到智能卡的数据进行编码，然后把编码信号调制到载波信号上发射出去。
读卡器对发射模块有严格的要求：
1、适应性高：由于在实际使用过程中，智能卡和读卡器的距离是不固定的，信号时大时小。
2、兼容性强：要能同时发射TYPE A和TYPE B两种类型的信号，而且芯片的面积也要尽可能的小。
3、不同速率：要满足4种不同速率的发送。
4、功耗低：功率放大发射器本身的功耗要低，效率要高。
而目前现有的众多发射端电路不能同时满足这些苛刻要求。因此，现有的发射端电路难以直接应用于读卡器领域。
发明内容
为了克服现有射频发射电路的不足，本发明提供一种执行效率高，运行功耗低，兼容性强，芯片面积小的高性能发射电路，能够满足RFID读卡器芯片对发射电路的苛刻要求，可应用于RFID读卡器芯片领域。
本发明提供了一种RFID读卡器发射电路，包括：基于发送数据进行选择控制的选择器阵列，基于发送数据和13.56M载波进行混频的混频器，对混频器输入信号以及13.56M载波和TypeA、TypeB进行信号选择的选择器，接收选择器和选择器阵列信号输入进行混频的混频器阵列，接收混频器阵列信号输入的P管阵列。
所述选择控制器与满幅导通电阻控制单元和TYPE B低幅电阻导通控制单元连接，所述选择器阵列根据发射数据的电平高低选择控制满幅导通电阻控制单元和TYPE B低幅电阻导通控制单元。
所述P管阵列包括4组不同尺寸的p管和一个n管，每组p管有4根管子。
在本发明通过提供的RFID读卡器发射电路，执行效率高，运行功耗低，兼容性强，芯片面积小的高性能发射电路，能够满足RFID读卡器芯片对发射电路的苛刻要求，可应用于RFID读卡器芯片领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的RFID读卡器发射电路结构示意图；
图2是本发明实施例中的RFID读卡器发射电路调制信号的波形图；
图3是本发明实施例中的p管阵列结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的RFID读卡器发射电路，包括：基于发送数据进行选择控制的选择器阵列，基于发送数据和13.56M载波进行混频的混频器，对混频器输入以及13.56M载波和TypeA、TypeB进行信号选择的选择器，接收选择器和选择器阵列信号输入进行混频的混频器阵列，接收混频器阵列信号输入的P管阵列。
该选择控制器与满幅导通电阻控制单元和TYPE B低幅电阻导通控制单元连接，该选择器阵列根据发射数据的电平高低选择控制满幅导通电阻控制单元和TYPE B低幅电阻导通控制单元。
该p管阵列包括4组不同尺寸的p管和一个n管，每组p管有4根管子。
p管阵列导通电阻控制编码单元,主要是对6个控制信号编码，得到64种控制结果，使p管阵列有64种导通电阻，从而实现不同的调制深度。本发明包括两组同样的编码单元，一个是满幅导通电阻控制编码单元，用来控制高幅的幅度，另一个是低幅度导通电阻控制编码单元，用来控制type B的低幅的幅度。
混频器，主要是把低频调制信号调制到13.56M的时钟频率上。
本发明实施例中的RFID读卡器发射电路完全兼容TYPE A和TYPE B两种信号类型和4种速率106K，212K，424K，848K。图1示出了本发明实施例中的RFID读卡器发射电路结构示意图，该发射电路主要由p管阵列5，满幅导通电阻控制单元1，TYPE B低幅导通电阻控制单元2，选择器阵列3，混频器阵列4，选择器6，混频器7组成。发射电路的基本工作流程为：当以TYPEB方式工作时，发送数据为高电平时控制选择阵列3选择满幅导通电阻控制单元1，发送数据为低电平时控制选择阵列3选择TYPE B的低幅度导通电阻控制单元2。选择的结果与13.56M的载波经过混频器阵列4混频，实际上就是数据高电平和低电平时参加发射的p管个数不同，混频的结果把13.56载波送到不同数目的p管。混频器阵列4产生两组控制信号，当数据被调制的信号控制p管阵列5导通截止，实现功率放大输出。当以TYPE A方式工作时，发送数据为高电平时控制选择阵列3选择满幅导通电阻控制单元1，发送数据为低电平时控制选择阵列3选择TYPE B低幅度导通电阻控制单元2。选择的结果送入混频器阵列4，同时发送数据与13.56MHz的载波信号通过混频器7混频，13.56MHz载波信号如图2.a所示，产生一个已调的信号输入到混频器阵列4，输入到混频器阵列4的已调信号波形如图2.b所示。这样导致发送数据为低电平时，发送数据波形如图2.c所示。由TYPE B的导通电阻控制单元2控制选通，正好是已调信号幅度为零的时期，从而导致从混频器阵列4出来的是幅度为零的信号，从而实现了TYPE A低电平的调制方式。
p管阵列是发射电路最核心的部分，图3示出了本发明实施例中的p管阵列结构示意图，其工作机理是根据调制器发来的控制信号，控制功率管n管和功率管p管的导通截止，实现信号的放大功能。本发明的发射阵列采用不同于传统甲类，乙类功放的全新体系结构设计，它由p管阵列、n管组成。
1.p管阵列5：由4组不同尺寸的p管组成，每组有4个管子，每组的尺寸是相同的。通过控制可以实现64种不同的导通电阻。从而控制发射信号的大小。
2.n管：图3中，与pc连接的管子表示p管阵列5；与nc连接的管子表示n管。n管是一个宽长比很大的管子，不论p管的阵列导通电阻是多少，n管始终就是一个。
满幅导通电阻控制单元1和TYPE B低幅电阻导通控制单元2是一样的结构,主要是对6个控制信号编码，得到64种控制结果，使p管阵列有64种导通电阻，从而实现不同的调制深度。包括两组同样的编码单元，一个单元控制type A的幅度，另一组控制type B的幅度。
混频器7，主要是把低频调制信号调制到13.56M的时钟频率上。
本发明的两种调制方式的兼容设计：本发明设计了TYPE A和TYPE B两种调制方式兼容的发射电路。传统的两种调制方式的发射电路分别实现的需要3个导通电阻控制编码单元，2个混频器阵列，2个p管阵列。本发明只用了2个导通电阻控制编码，1个混频器阵列，1个p管阵列实现了两种调制方式的发射电路，节省了近一半的电路。
本发明的可配置导通电阻设计：本发明可以配置导通电阻的大小，可以提供多达64种的配置，提供64种导通电阻，满足各种复杂环境下正常工作的要求。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的RFID读卡器发射电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种RFID读卡器发射电路，其特征在于，包括：基于发送数据进行选择控制的选择器阵列，基于发送数据和13.56M载波进行混频的混频器，对混频器输入信号、13.56M载波和TypeA、TypeB进行信号选择的选择器，接收选择器和选择器阵列信号输入进行混频的混频器阵列，接收混频器阵列信号输入的P管阵列。
2.如权利要求1所述的RFID读卡器发射电路，其特征在于，所述选择控制器与满幅导通电阻控制单元和TYPE B低幅电阻导通控制单元连接，所述选择器阵列根据发射数据的电平高低选择控制满幅导通电阻控制单元和TYPE B低幅电阻导通控制单元。
3.如权利要求1所述的RFID读卡器发射电路，其特征在于，所述P管阵列包括4组不同尺寸的p管和一个n管，每组p管有4根管子。
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