CN104392193A - 对rfid读卡器接收信号进行滤波的方法及读卡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法及读卡器，其方法包括：RFID读卡器接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；对正交解调信号通过第一带通滤波器过滤正交解调信号；将经过第一次带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；对第一级放大后的正交解调信号输入到第二带通滤波器，通过第二带通滤波器再次过滤；将经过第二带通滤波器进行再次滤波的正交解调信号输入到第二级发达器上进行第二级放大。本发明实施例通过两级滤波整个滤波效果比较彻底，能够满足现有RFID读卡器的要求，降低高频噪声和低频噪声，保留有用的800KHz信号。

Description

对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法及读卡器

技术领域

本发明涉及RFID技术领域，具体涉及一种对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法及读卡器。

背景技术

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术。RFID射频识别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。RFID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。

RFID读卡器芯片首先完成对来自智能卡芯片的射频信号的正交解调，滤波，放大。整个RFID取卡器对滤波有严格的要求：

适应性高：由于在实际使用过程中，滤波器负载的变化，导致滤波器截止频率的变化。要求滤波器在这种变化的情况下，仍然能够滤除干扰信号，保留有用信号。

而目前现有的众多接收解调滤波器电路不能同时满足这些苛刻要求。因此，现有的接收解调滤波器电路难以直接应用于读卡器领域。

发明内容

针对现有中RFID读卡器中的接收解调滤波电路的不足，本发明提供一种对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法及RFID读卡器，能够满足RFID读卡器芯片对接收解调滤波电路的苛刻要求，可应用于读卡器芯片领域。

本发明提供了一种对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法，所述方法包括：

RFID读卡器接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；

对正交解调信号通过第一带通滤波器过滤掉正交解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

将经过第一次带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；

对第一级放大后的正交解调信号输入到第二带通滤波器，通过第二带通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

将经过第二带通滤波器进行再次滤波的正交解调信号输入到第二级发达器上进行第二级放大。

所述对RFID读卡器的正交解调信号通过第一带通滤波器过滤掉解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声包括：

通过第一带通滤波器中的电压跟随器隔离采样电容对滤波电阻电容的影响；

通过第一带通滤波器中的接地电容使高频信号短路到地；

通过第一带通滤波器中的电容和电阻使有用的800KHz信号通过，阻断低频噪声的通过。

所述对第一级放大后的正交解调信号输入到第二带通滤波器，通过第二带通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声包括：

通过第二带通滤波器中的高通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号；

再通过第二带通滤波器中的低通滤波器再次滤除低频噪声。

相应的，本发明还公开了一种RFID读卡器，包括：

正交解调模块，用于接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；

第一带通滤波器，用于过滤掉正交解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

第一级放大器，用于将第经过第一带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；

第二带通滤波器，用于对第一级放大后的正交解调信号再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

第二级放大器，用于将经过第二带通滤波器进行再次滤波的解调信号进行第二级放大。

所述第一带通滤波器包括：

电压跟随器，用于隔离采样电容对滤波电阻电容的影响；

接地电容，用于使高频信号短路到地；

低频滤波器，用于使有用的800KHz信号通过，阻断低频噪声的通过。

所述第二带通滤波器包括：

高通滤波器，用于再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号；

低通滤波器，用于再次滤除低频噪声。

本发明在RFID读卡器接收到智能卡的射频信号之后，经过正交解调后的信号先经过第一个带通滤波器得到了高频和低频被抑制的800KHz信号，再经过第一级放大后，再经过第二个带通滤波器，进一步滤除了高频和低频信号得到了需要的800KHz的信号。能够满足RFID读卡器芯片对接收解调滤波电路的苛刻要求，可应用于读卡器芯片领域。

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读卡器结构示意图；

图2是本发明实施例中的第一带通滤波器结构示意图；

图3是本发明实施例中的第二带通滤波器结构示意图；

图4是本发明实施例中的对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法流程图。

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。

图1示出了本发明实施例中的RFID读卡器结构示意图，该RFID读卡器包括有：正交解调模块、第一带通滤波器、第一级放大器、第二带通滤波器和第二级放大器。在现有的RFID读卡器中，单独一个滤波器对要滤除的信号抑制程度不够，因此采用两个滤波器电路滤除这些信号，来增大对这些信号的抑制程度。这两个滤波器都是滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声。由于直流信号频率最低，因此也被滤除掉了，这样解调后的直流信号不会传到后一级电路，从而实现了对解调后的直流电平进行调节的作用。整个RFID读卡器中的滤波器包括两个带通滤波器组成。第一带通滤波器是在正交解调模块之后，第二带通滤波器是在第一级放大器之后。

正交解调模块，用于接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；第一带通滤波器，用于过滤掉正交解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；第一级放大器，用于将第经过第一带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；第二带通滤波器，用于对第一级放大后的正交解调信号再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；第二级放大器，用于将经过第二带通滤波器进行再次滤波的解调信号进行第二级放大。

滤波电路的作用是滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声，还可以对解调后的直流电平进行调节。滤波器包括两个带通滤波器组成。第一带通滤波器如图2所示，包括一个电压跟随器201，由两个电容和一个电阻形成的接地电容和低频滤波器。电压跟随器201用于隔离采样电容对滤波电阻电容的影响。这里的接地电容(电容C2)使高频信号(800kHz的高次谐波，高频噪声，残余的13.56M的载波)短路到地，由电容C1和电阻R1形成的低频滤波器使有用的800kHz信号通过，阻断了低频信号的通过。

第二带通滤波器3包括由两个电容和两个电阻形成的高通滤波器和低通滤波器，由电容C3串联和一个电阻R3并联组成高通滤波器，由电容C4并联和电阻R2串联组成低通滤波器，整个第二带通滤波器是先高通再低通形成一个带通滤波器。高通滤波器，用于再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号；低通滤波器，用于再次滤除低频噪声。

本发明实施例中进入到RFID读卡器中的信号，正交解调后的信号先经过第一带通滤波器，得到了高频和低频被抑制的800KHz信号，再经过放大，再经过第二个带通滤波器，进一步滤除了高频和低频信号得到了需要的800KHz的信号。图4示出了本发明实施例中的对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法流程图，具体包括如下步骤：

S401、RFID读卡器接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；

S402、通过第一带通滤波器过滤掉正交解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

具体，该步骤包括：通过第一带通滤波器中的电压跟随器隔离采样电容对滤波电阻电容的影响；通过第一带通滤波器中的接地电容使高频信号短路到地；通过第一带通滤波器中的电容和电阻使有用的800KHz信号通过，阻断低频噪声的通过。

S403、将经过第一次带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；

S404、对第一级放大后的正交解调信号输入到第二带通滤波器，通过第二带通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

具体该步骤包括：通过第二带通滤波器中的高通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号；再通过第二带通滤波器中的低通滤波器再次滤除低频噪声。

S405、将经过第二带通滤波器进行再次滤波的正交解调信号输入到第二级发达器上进行第二级放大。

需要说明的是，整个RFID读卡器收到智能卡的射频信号之后，先进行正交解调，然后在通过两级滤波器滤波，这样子滤除了800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声。通过两级滤波整个滤波效果比较彻底，能够满足现有RFID读卡器的要求，降低高频噪声和低频噪声，保留有用的800KHz信号。

综上，在RFID读卡器接收到智能卡的射频信号之后，经过正交解调后的信号先经过第一个带通滤波器得到了高频和低频被抑制的800KHz信号，再经过第一级放大后，再经过第二个带通滤波器，进一步滤除了高频和低频信号得到了需要的800KHz的信号。能够满足RFID读卡器芯片对接收解调滤波电路的苛刻要求，可应用于读卡器芯片领域。

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对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法及读卡器进行了详细介绍，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 (6)

1.一种对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法，其特征在于，所述方法包括：

RFID读卡器接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；

通过第一带通滤波器过滤掉正交解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

将经过第一次带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；

对第一级放大后的正交解调信号输入到第二带通滤波器，通过第二带通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

将经过第二带通滤波器进行再次滤波的正交解调信号输入到第二级发达器上进行第二级放大。

2.如权利要求1所述的对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法，其特征在于，所述对RFID读卡器的正交解调信号通过第一带通滤波器过滤掉解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声包括：

通过第一带通滤波器中的电压跟随器隔离采样电容对滤波电阻电容的影响；

通过第一带通滤波器中的接地电容使高频信号短路到地；

通过第一带通滤波器中的电容和电阻使有用的800KHz信号通过，阻断低频噪声的通过。

3.如权利要求2所述的对RFID读卡器接收信号进行滤波的方法，其特征在于，所述对第一级放大后的正交解调信号输入到第二带通滤波器，通过第二带通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声包括：

通过第二带通滤波器中的高通滤波器再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号；

再通过第二带通滤波器中的低通滤波器再次滤除低频噪声。

4.一种RFID读卡器，其特征在于，包括：

正交解调模块，用于接收来自智能卡芯片的射频信号，并对射频信号正交解调输出正交解调信号；

第一带通滤波器，用于过滤掉正交解调信号中的800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

第一级放大器，用于将第经过第一带通滤波器过滤后的正交解调信号输入到第一级放大器上进行第一级放大；

第二带通滤波器，用于对第一级放大后的正交解调信号再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号，低频噪声；

第二级放大器，用于将经过第二带通滤波器进行再次滤波的解调信号进行第二级放大。

5.如权利要求4所述的RFID读卡器，其特征在于，所述第一带通滤波器包括：

电压跟随器，用于隔离采样电容对滤波电阻电容的影响；

接地电容，用于使高频信号短路到地；

低频滤波器，用于使有用的800KHz信号通过，阻断低频噪声的通过。

6.如权利要求5所述的RFID读卡器，其特征在于，所述第二带通滤波器包括：

高通滤波器，用于再次滤除800kHz的高次谐波分量、高频噪声，残余的13.56M载波信号；

低通滤波器，用于再次滤除低频噪声。