CN109787660A - 一种rfid发射电路的基带信号产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了RFID读写器和电子学技术领域的一种RFID发射电路的基带信号产生装置，包括滤波电路，滤波电路的输出端电性连接有单端‑差分转换器的输入端，单端‑差分转换器的输出端电性连接有上变频混频器的输入端，上变频混频器的输出端作为RFID读写器信号处理的输出端，滤波电路为基于三极管的滤波电路，单端‑差分转换器包括运算放大器和差分放大器，本发明实施方式简单，功耗低、成本低。

Description

一种RFID发射电路的基带信号产生装置

技术领域

本发明公开了一种RFID发射电路的基带信号产生装置，具体为RFID读写器和电子学技术领域。

背景技术

RFID是一种简单实用、自动化控制的灵活应用技术。整个识别的过程无需人工干预，无需瞄准或接触并可在多种恶劣的环境下操作，例如代替条形码在油污、灰尘污染的环境下工作；识别距离可以长达三十多米，可以透过包装识别；数据容量大，且标签数据可以实现动态更改；不仅可以附着或嵌入在不同类型的产品上，还可以为标签数据设置密码，保证信息安全传送；可以实现动态实时通信，标签以每秒50-100次的频率与阅读器进行通信，只要RFID标签出现在阅读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和键控。射频识别技术所表现出来的独特优越性是其他识别技术所无法企及的，同样这些优点也使得RFID技术在应用及市场有着不可替代的位置。

基带作为无线通信收发机中不可或缺的一部分，其性能的优劣对整个系统的影响是不可忽视的，现有的基带信号抗电磁干扰的能力较差，功耗较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种RFID发射电路的基带信号产生装置，以解决上述背景技术中提出的现有的基带信号抗电磁干扰的能力较差，功耗较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种RFID发射电路的基带信号产生装置，包括滤波电路，所述滤波电路的输出端电性连接有单端-差分转换器的输入端，所述单端-差分转换器的输出端电性连接有上变频混频器的输入端，所述上变频混频器的输出端作为RFID读写器信号处理的输出端，所述滤波电路为基于三极管的滤波电路，所述单端-差分转换器包括运算放大器和差分放大器。

优选的，所述滤波电路运用三极管的截止区、放大区和饱和区三个电压输出特性对方波基带信号滤波。

优选的，所述三极管的截止区用于滤除所述基带信号的谷值电压部分。

优选的，所述三极管的饱和区用于滤除所述的方波基带信号的峰值电压部分。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置采用基于三极管的滤波电路对控制器产生的方波信号进行处理，有效滤除方波信号中的谐波，再采用单端-差分转换器，将单端信号转换成差分信号，提高抗电磁干扰的能力，最后利用上变频混频器，将信号转变为超高频信号，本发明实施方式简单，功耗低、成本低。

附图说明

图1为本发明RFID发射电路的基带信号产生装置电路结构框图；

图2为本发明三极管滤波电路原理图；

图3为本发明单端-差分转换器电路图；

图4为本发明基带信号处理前后对比图。

图中：100滤波电路、200单端-差分转换器、300上变频混频器。

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做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。

请参阅图1，本发明实施例的RFID读写器发射电路的基带信号产生电路的结构框图，包括滤波电路、单端-差分转换器和上变频混频器，其中，滤波电路的输入端作为RFID读写器信号处理的输入端，滤波电路的输出端和单端-差分转换器的输入端相连接；单端-差分转换器的输出端与上变频混频器的输入端相连接；上变频混频器的输出端作为RFID读写器信号处理的输出端；滤波电路主要是基于三极管的滤波电路；单端-差分转换器包括运算放大器和差分放大器。由于方波信号的特性，其信号包含谐波的成分，所以在本发明中添加基于三极管的滤波电路，对控制器输出的基带信号进行处理，去除谐波成分，输出较为理想的中频信号。但是在RFID读写器应用中上变频混频器对输入的中频信号有一定的要求，所以添加单端-差分转换器，以获得较高的信噪比，提高对共模噪声的抑制能力，并获得较低的二次谐波失真。

本发明RFID发射电路的基带信号产生方法通过基于三极管的滤波电路、单端-差分转换器以及上变频混频器的结合对控制器产生的基带信号进行处理，其实施方式简单，易于操作，不仅能实现国家标准的RFID协议，如ISO18000-6C、GB/T29768、GJB7377.1三个标准，也能实现自主的国家标准，更能实现自主的国军标RFID协议。

请参阅图2，本发明实施例的基于三极管的滤波电路原理图，包括NPN三极管、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2。电容C1是三极管的基极滤波电容，电阻R1是三极管的基极偏置电阻，电阻R2是输出电路的负载，电容C2是输出电压的滤波电容。电路中电阻R1与电容C1构成一阶RC滤波电容，电阻R1一方面为三极管提供基极偏置电流，同时也是滤波电阻，流过滤波电阻R1的电流是三极管的基极电流，基极电流很小，所以滤波电阻阻值较大时，可以提高电路的滤波功能。基于三极管的滤波电路主要运用三极管的截止区、放大区和饱和区三个电压输出特性对方波基带信号实现滤波，三极管的截止区用于滤除基带信号的谷值电压部分，饱和区区用于滤除基带信号的峰值电压部分。

请参阅图3，本发明实施例的单端-差分转换器电路图，主要包括运算放大器和差分放大器，其中运算放大器决定了电路的精度以及性能，实现增益可调，差分放大器扮演了单端-差分转换的功能。

请参阅图4，本发明实施例的基带信号处理前后对比图，通过对比图可以看出经过处理后的基带信号的波形接近于正弦波信号，且处理过的基带信号的高次谐波远少于处理前的信号。RFID读写器的固定周期Tc一般取6.25μs或者12.5μs，因此经三极管滤波后的信号的周期应与读写器的周期一致。基带信号通过基于三极管的滤波电路，当方波基带信号处于上升沿时，三极管处于临界状态，即临界饱和状态，由于基于三极管的滤波电路有一定的延迟，所以滤波后的信号有一定的弧度，类似正弦信号，当信号为1Tc时三极管从截止区转向饱和区的时间t₁，为了保证滤波后的信号与原信号周期相同，即当方波基带信号处于下降沿时，三极管处于临界状态，即临界截止状态，由于基于三极管的滤波电路有一定的延迟，所以滤波后的信号有一定的弧度，类似正弦信号，当信号为1Tc时三极管从饱和区转向截止区的时间t₂，为了保证滤波后的信号与原信号周期相同，即信号为2Tc，3Tc……nTc时与1Tc类似，不再赘述

与现有的基带信号滤波相比，本发明所涉及的基带信号处理不仅能实现国家标准的RFID协议，如IS018000-6C、GB/T29768、GJB7377.1三个标准，也能实现自主的国家标准，更能实现自主的国军标RFID协议，且具有成本低、操作简单、调试方便等优点

虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效无替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举的描述仅仅是处于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而且包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种RFID发射电路的基带信号产生装置，其特征在于：包括滤波电路(100)，所述滤波电路(100)的输出端电性连接有单端-差分转换器(200)的输入端，所述单端-差分转换器(200)的输出端电性连接有上变频混频器(300)的输入端，所述上变频混频器的输出端作为RFID读写器信号处理的输出端，所述滤波电路(100)为基于三极管的滤波电路，所述单端-差分转换器(200)包括运算放大器和差分放大器。

2.根据权利要求1所述的一种RFID发射电路的基带信号产生装置，其特征在于：所述滤波电路(100)运用三极管的截止区、放大区和饱和区三个电压输出特性对方波基带信号滤波。

3.根据权利要求2所述的一种RFID发射电路的基带信号产生装置，其特征在于：所述三极管的截止区用于滤除所述基带信号的谷值电压部分。

4.根据权利要求2所述的一种RFID发射电路的基带信号产生装置，其特征在于：所述三极管的饱和区用于滤除所述的方波基带信号的峰值电压部分。