CN106897762A - 一种用于rfid标签的自适应解调电路及方法 - Google Patents

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代云龙
范明浩
杨松
王强
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Abstract

本发明涉及一种用于RFID标签的自适应解调电路及其解调方法；该RFID标签解调电路包括依次相连的对数放大及检波模块、信号强度提取模块和ASK解调模块；所述对数放大及检波模块将对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号，该信号分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块，信号强度提取模块由低通滤波器实现；本发明通过高动态的对数放大和检波模块和信号强度提取模块，避免传统方式的AGC调整电路，跟随输入信号的强度变化进行包络解调，有效提供解调方发的灵敏度和自适应性。

Description

一种用于 RFID 标签的自适应解调电路及方法
技术领域
本发明涉及一种RFID标签技术领域，符合ISO/IEC 14443 标准协议，特别是涉及用于RFID标签的解调电路及其解调方法。
背景技术
RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）通讯系统包括一个读写器（reader）和若干标签（tag）；而ISO/IEC 14443标准协议是一种近场RFID系统国际标准协议，该标准的载波工作频率是13.56MHz，通讯距离通常在0-10cm之间，涉及PCD（邻近耦合设备，相当于读写器）与PICC（邻近卡，相当于标签）之间进行双向通讯；根据信号发送和接收方式的不同，ISO/IEC 14443标准协议定义了TYPEA和TYPEB两种卡片类型，这两种类型主要在于载波的调制深度及二进制数的编码方式的不同。
TYPEA类型在PCD向PICC传送信号时采用改进的miller编码方式，100%ASK调制。在PICC向PCD传送信号时采用Manchester编码，OOK调制。
TYPEB类型在PCD向PICC传送信号时采用改进的NRZ编码方式，10%ASK调制。在PICC向PCD传送信号时采用NRZ-L编码，BPSK调制。
如图1所示，是符合ISO/IEC 14443 标准协议的RFID标签系统结构，主要包括PCD和PICC两部分，其中PICC包括天线线圈、自动增益放大滤波模块、ASK解调电路和解码器等；当RFID标签开始工作时，天线线圈接收PCD的发送的信号经自动增益放大滤波模块放大滤波后，ASK解调电路进行包络检波解调后进行解码；针对不同的应用场景、通讯距离和PCD设备，天线线圈接收到的信号强度会发生变化，为保证解调电路能够正确解调，上述电路结构中必须使用自动增益放大器进行信号放大，存在信号功率瞬态变化过程，引入不必要的信号强度波动，影响信号稳定性及解调特性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供用于RFID 标签的自适应解调电路及方法，用于解决RFID标签的解调电路信号强度波动问题，提高信号稳定性。
一种用于RFID标签的解调电路，包括依次相连的对数放大及检波模块、信号强度提取模块和ASK解调模块；
所述对数放大及检波模块包括对数放大器和峰值检波器，该模块对接收天线发来的13.56MHz的信号Vin进行对数放大，并进行峰值检波，得到包含调制信息的包络信号Vr；
所述信号强度提取模块由低通滤波器实现，该低通滤波器的通频带小于信号的调制速率，将包含调制信息的包络信号Vr滤波整形为与输入信号强度相关的直流电平信号Vrssi；
所述ASK解调模块由比较器实现，该比较器的一输入端接包含调制信息的包络信号Vr，另一输入端接与输入信号强度相关的直流电平信号Vrssi，该比较器的输出端为最终的调制信号Vdemo；
所述对数放大及检波模块将对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号Vr，该包络信号Vr分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块；信号强度提取模块由低通滤波器实现，获得始终与接收天线输入信号强度相对应的直流电平信号Vrssi送给ASK解调模块，ASK解调模块将该直流电平信号与峰值检波获得的包络信号进行比较实现解调功能，最终获得调制信号Vdemo，同时可以适应输入信号的强度变化。
优选地，该比较器为过零比较器或者迟滞比较器。
一种用于RFID标签的解调方法，该解调方法具体步骤为：
1）接收天线将读写器发出的调制信号接收并传送给对数放大及检波模块；
2）对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号Vr；
3）该包络信号Vr分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块；
4）信号强度提取模块由低通滤波器实现，获得始终与接收天线输入信号强度相对应的直流电平信号Vrssi送给ASK解调模块；
5）ASK解调模块将该直流电平信号与峰值检波获得的包络信号进行比较实现解调功能，最终获得调制信号Vdemo，同时可以适应输入信号的强度变化。
本发明用于RFID 标签的自适应解调电路及方法采用了新颖的设计思路，通过高动态的对数放大和检波模块和信号强度提取模块，避免传统方式的AGC调整电路，并可以跟随输入信号的强度变化进行包络解调，有效提供解调方发的灵敏度和自适应性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是现有技术的RFID标签系统结构示意图。
图2是本发明的RFID标签系统结构示意图。
图3是本发明RFID标签的解调电路结构示意图。
图4是本发明RFID标签的解调方法步骤示意图。
具体实施方式
参看图2所示，为本发明的RFID标签系统结构示意图；该RFID标签系统包括依次相连的接收天线、对数放大及检波模块、信号强度提取模块和ASK解调模块。
参看图3所示，为本发明RFID标签的解调电路结构示意图；该解调电路包括对数放大检波模块、信号强度提取模块和ASK解调模块；所述对数放大及检波模块将对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号Vr，该包络信号Vr分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块；信号强度提取模块由低通滤波器实现，获得始终与接收天线输入信号强度相对应的直流电平信号Vrssi送给ASK解调模块，ASK解调模块将该直流电平信号与峰值检波获得的包络信号进行比较实现解调功能，最终获得调制信号Vdemo，同时可以适应输入信号的强度变化。
参看图4所示，本发明的用于RFID标签的解调方法具体步骤为：
1）接收天线将读写器发出的调制信号接收并传送给对数放大及检波模块；
2）对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号Vr；
3）该包络信号Vr分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块；
4）信号强度提取模块由低通滤波器实现，获得始终与接收天线输入信号强度相对应的直流电平信号Vrssi送给ASK解调模块；
5）ASK解调模块将该直流电平信号与峰值检波获得的包络信号进行比较实现解调功能，最终获得调制信号Vdemo，同时可以适应输入信号的强度变化。
综上所述，本发明用于RFID标签的解调电路及解调方法，遵循ISO/IEC 14443 标准协议，对标签的13.56MHz载波信道的解调方法进行设计，使用对数放大器对信号进行放大并进行峰值检波，使用信号强度提取模块进行信号强度提取，来实现跟踪信号强度变化，然后送入比较器进行自适应解调。
上述仅为本发明的具体实施例，本领域普通技术人员在不脱离本发明技术思路的基础上能有许多变形和变化，这些显而易见形成的技术方案也包含在本发明保护的技术范围内，故凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、同等替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。

Claims (3)

1.一种RFID标签的解调电路，包括依次相连对数放大及检波模块，信号强度提取模块和ASK解调模块，其特征在于，
所述对数放大及检波模块包括对数放大器和峰值检波器，该模块对接收天线发来的13.56MHz的信号Vin进行对数放大，并进行峰值检波，得到包含调制信息的包络信号Vr；
所述信号强度提取模块由低通滤波器实现，该低通滤波器的通频带小于信号的调制速率，将包含调制信息的包络信号Vr滤波整形为与输入信号强度相关的直流电平信号Vrssi；
所述ASK解调模块由比较器实现，该比较器的一输入端接包含调制信息的包络信号Vr，另一输入端接与输入信号强度相关的直流电平信号Vrssi，该比较器的输出端为最终的调制信号Vdemo；
所述对数放大及检波模块，对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号Vr，该包络信号Vr分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块；信号强度提取模块由低通滤波器实现，获得始终与接收天线输入信号强度相对应的直流电平信号Vrssi送给ASK解调模块，ASK解调模块将该直流电平信号与峰值检波获得的包络信号进行比较实现解调功能，最终获得调制信号Vdemo，同时可以适应输入信号的强度变化。
2.如权利要求1所述的比较器，其特征在于，该比较器为过零比较器或者迟滞比较器。
3.一种用于RFID标签的解调方法，其特征在于，该解调方法具体步骤为：
1）接收天线将读写器发出的调制信号接收并传送给对数放大及检波模块；
2）对数放大后的信号经峰值检波后获得调制信号的包络信号Vr；
3）该包络信号Vr分为两路，一路送给信号强度提取模块，另一路送给ASK解调模块；
4）信号强度提取模块由低通滤波器实现，获得始终与接收天线输入信号强度相对应的直流电平信号Vrssi送给ASK解调模块；
5）ASK解调模块将该直流电平信号与峰值检波获得的包络信号进行比较实现解调功能，最终获得调制信号Vdemo，同时可以适应输入信号的强度变化。
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