CN104156740A - 一种用于rfid的信号噪声消除方法及其装置、电路 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于RFID的信号噪声消除方法及其装置、电路，其中，该方法包括：接收经过放大解调后的信号；通过带通滤波对所述信号进行高频噪声滤除；对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。在本发明实施例中，经过多级的消除噪声处理，可以极大程度消除信号中的噪声，降低了噪声对信号处理的影响。
Description
技术领域
本发明涉及信号噪声处理技术领域，尤其涉一种用于RFID的信号噪声消除方法及其装置、电路。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过电磁波或电感祸合方式传递信号，以完成对目标对象的自动识别。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。
与条形码、磁卡、接触式集成电路卡(Integrated Circuit Card，IC卡)等其它自动识别技术相比，即RFID技术具有识别过程无须人工干预、可同时识别多个目标、信息存储量大、可工作于各种恶劣环境等优点。因此，RFID技术已经被广泛地应用于固定资产管理、生产线自动化、动物和车辆识别、公路收费、门禁系统、仓储、商品防伪、航空包裹管理、集装箱管理等领域。典型的射频识别系统可以分为标签、阅读器和后端数据处理系统三个部分。
由于阅读器和卡片之间的信息传输是通过射频天线无线传输的，信号容易引入各种各样的噪声。为了避免各种噪声的影响，消噪成了重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于RFID的信号噪声消除方法及其装置、电路，经过多级的消除噪声处理，可以极大程度消除信号中的噪声，降低了噪声对信号处理的影响。
为了解决上述问题，本发明提出了一种用于RFID的信号噪声消除方法，所述方法包括：
接收经过放大解调后的信号；
通过带通滤波对所述信号进行高频噪声滤除；
对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；
对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。
优选地，在所述对信号放大后的信号进行低频噪声滤除的步骤之后还包括：对低频噪声滤除后的信号进行解调。
优选地，通过电容积分方式对低频噪声滤除后的信号进行解调。
相应地，本发明还提出一种用于RFID的信号噪声消除装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收经过放大解调后的信号；
高频滤噪模块，用于通过带通滤波对所述信号进行高频噪声滤除；
信号放大模块，用于对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；
低频滤噪模块，用于对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。
优选地，所述装置还包括：解调模块，用于对低频噪声滤除后的信号进行解调。
优选地，所述解调模块还用于通过电容积分方式对低频噪声滤除后的信号进行解调。
相应地，本发明还提出一种用于RFID的信号噪声消除电路，所述信号噪声消除电路包括：
用于加强经过放大解调后的信号的驱动能力的缓冲器；
与所述缓冲器相接的高频滤噪电路；
与所述高频滤噪电路输出端相接的低频滤噪电路。
优选地，所述信号噪声消除电路还包括：与所述低频滤噪电路输出端相接的信号解调电路。
在本发明实施例中，经过多级的消除噪声处理，可以极大程度消除信号中的噪声，降低了噪声对信号处理的影响。
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是本发明实施例的阅读器所接收的信号示意图；
图2是本发明实施例的用于RFID的信号噪声消除方法的流程示意图；
图3是本发明实施例的用于RFID的信号噪声消除装置的结构组成示意图；
图4是本发明实施例的用于RFID的信号噪声消除电路的组成示意图；
图5是本发明实施例的信号噪声消除电路中解调电路的组成示意图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，阅读器接收信号简单的工作原理为：从天线上接收信号，对其进行载波滤波，产生如图1所示的信号(RX_reference)，该信号比较弱，并且带有噪声，小信号的频率是847KHZ；需要用运放将该信号放大，如图1中所示的VRxAmpQ信号(天线接收端RX接收到信号后，经过运算放大器Amp放大后得到的信号)，对其进行解调，交给数字处理。
图2是本发明实施例的用于RFID的信号噪声消除方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括：
S201，接收经过放大解调后的信号；
S202，通过带通滤波对信号进行高频噪声滤除；
S203，对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；
S204，对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。
其中，在对信号放大后的信号进行低频噪声滤除的步骤之后还包括：
对低频噪声滤除后的信号进行解调。
具体实施中，通过电容积分方式对低频噪声滤除后的信号进行解调。
另外，本发明实施例还提供一种用于RFID的信号噪声消除装置，如图3所示，该装置包括：
接收模块1，用于接收经过放大解调后的信号；
高频滤噪模块2，用于通过带通滤波对信号进行高频噪声滤除；
信号放大模块3，用于对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；
低频滤噪模块4，用于对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。
进一步地，该装置还包括：
解调模块(图中未示出)，用于对低频噪声滤除后的信号进行解调，具体地，通过电容积分方式对低频噪声滤除后的信号进行解调。
相应地，本发明实施例还提供一种用于RFID的信号噪声消除电路，如图3所示，该信号噪声消除电路包括：
用于加强经过放大解调后的信号的驱动能力的缓冲器；
与缓冲器相接的高频滤噪电路；
与高频滤噪电路输出端相接的低频滤噪电路。
下面结合图3对本发明实施例的方法及装置进行进一步说明。
在图3中，电容用PIP电容，电阻用POLY电阻，电路主要由3个运算放大器Amp和几组电容电阻组成，从左至右依次为三个运算放大器，第一个运算放大器Amp1的接法充当缓冲器，运算放大器Amp2和Amp3充当信号放大器，放大倍数分别为和
其中，Amp1为缓冲器，由于接收到的RX reference信号比较弱，带负载能力不强，可能会导致失真，加入Amp1缓冲器，可以保持RX reference信号不变而加强其驱动能力。对经过Amp1缓冲器的信号进行带通滤波，滤波的低频点由决定，高频点由运算放大器的单位增益带宽和C2决定。优选地，保证847KHZ必须在带通范围内，可以847KHZ为中心频率，这样可以将滤波对有用信号的衰减降至最低。
进一步地，通过运算放大器Amp2和Amp3将信号放大，并且再次进行带通滤波，进一步消除噪声。
在信号放大的同时，噪声也随之放大，在对运算放大器进行消噪处理的同时，在后面同样加了带通滤波器。同理低频点由决定，而高频点由闭环运放和C4共同影响(由于密勒补偿，C4调整运放的单位增益带宽)。由于闭环放大倍数比较大，使得运放的带宽需要比较宽，所以高频点会比较高，对高频抑制能力不强。这里可着重对低频信号进行滤除。
具体实施中，信号噪声消除电路还包括：与低频滤噪电路输出端相接的信号解调电路。信号解调电路对放大后的信号进行解调，根据RFID信号的特点，采用电容积分的方式进行解调，图4中的VRxAmpQ接于图5的Vamp_out。
如图5所示，在采样模式下，S1和S3导通，S2和S4断开，使C1两端的电压跟踪VAmp-out，这时运算放大器和C2为保持状态；在向积分模式的转换过程中，S3首先断开，向C1注入固定的电荷，S1接着断开，S2和S4导通，存储在C1上的电荷因此通过虚短传到C2上。因为S3首先断开，所以它只引入固定的失调电压并可以通过差动电路来消除。此外，因为C1的左极板与VAmp-out(或者Vmid)相连，因此S1和S2的电荷注入或者吸收不会引起误差；而由于X点与Vmid虚短，S4注入和吸收的电荷是常数，与VAmp-out无关。任意时刻当BitPhase到来时，VcorrNI就会复位。
采用该电路对放大后的信号进行处理，根据ISO14443协议规定，每半个比特(bit)就会来一个BitPhase。如过是正常有用信号就会形成像图1中的三角波(VcorrDQ)。在这半个bit内，只有噪声是非常接近847KHZ，并且有连续四个同样的噪声才会误形成一个三角波，形成这种噪声的概率非常低，因此，可以大幅度降低信号的干扰。
在本发明实施例中，经过多级的消除噪声处理，可以极大程度消除信号中的噪声，降低了噪声对信号处理的影响。
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 OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的用于RFID的信号噪声消除方法及其装置、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 (8)
1.一种用于RFID的信号噪声消除方法，其特征在于，所述方法包括：
接收经过放大解调后的信号；
通过带通滤波对所述信号进行高频噪声滤除；
对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；
对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。
2.如权利要求1所述的用于RFID的信号噪声消除方法，其特征在于，在所述对信号放大后的信号进行低频噪声滤除的步骤之后还包括：
对低频噪声滤除后的信号进行解调。
3.如权利要求2所述的用于RFID的信号噪声消除方法，其特征在于，通过电容积分方式对低频噪声滤除后的信号进行解调。
4.一种用于RFID的信号噪声消除装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收经过放大解调后的信号；
高频滤噪模块，用于通过带通滤波对所述信号进行高频噪声滤除；
信号放大模块，用于对高频噪声滤除后的信号进行信号放大；
低频滤噪模块，用于对信号放大后的信号进行低频噪声滤除。
5.如权利要求4所述的用于RFID的信号噪声消除装置，其特征在于，所述装置还包括：
解调模块，用于对低频噪声滤除后的信号进行解调。
6.如权利要求5所述的用于RFID的信号噪声消除装置，其特征在于，所述解调模块还用于通过电容积分方式对低频噪声滤除后的信号进行解调。
7.一种用于RFID的信号噪声消除电路，其特征在于，所述信号噪声消除电路包括：
用于加强经过放大解调后的信号的驱动能力的缓冲器；
与所述缓冲器相接的高频滤噪电路；
与所述高频滤噪电路输出端相接的低频滤噪电路。
8.如权利要求7所述的用于RFID的信号噪声消除电路，其特征在于，所述信号噪声消除电路还包括：
与所述低频滤噪电路输出端相接的信号解调电路。
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