RFID详细设计

时钟产生电路二级甲类放大器二极管包络检波电路带通滤波电路电压比较电路方波整形电路A/D

转换芯

5、调制电路：对本振与输入信号进行调制，使用与门或与非门；

6、功放电路：放大调制信号，使其符合天线耦合传输的需要；

2、各分系统或部件的技术、质量指标要求

阅读器部分电路设计：

一、本源振荡电路：为信号传输提供振荡信号；本设计采用并联谐振c-b 型晶体振荡电路（也称皮尔斯电路） 晶体振荡电路中，把晶体置于反馈网络的振荡电路之中，作为一感性元件，与其他回路元件一起按照三端电路的基本准则组成三端振荡器。由于石英晶体存在感性和容性之分，且在感性荣性之间有一条极陡峭的感抗曲线，而振荡器又被限定在此频率范围内工作。该电抗曲线对频率有极大的变化速度，亦即石英晶体在这频率范围内具有极陡峭的相频特性曲线。所以他具有很高的稳频能力，或者说具有很高的电 感补偿能力。因此选用c-b 型皮尔斯电路进行制作。

为信号传输提供振荡信号；本设计采用并联谐振c-b 型晶体振荡电路（也称皮尔斯电路）。

设计理由：具有很高的稳频能力（或者说具 有很高的电感补偿能力），因此可产生更加稳定的频率。

主要技术指标： 1、振荡频率：ƒ。=13.56MHz

2、工作环境温 度范围：-40℃~+85℃

3、电源电压：+12V

4、输出电压：1V

主要参数： 三极管工作在放大区，因此：

反馈系数：F=C3/C1 图2 皮尔斯电路 石英晶体选取：HC_49/U_13.56MHz 晶振 工作原理：晶体振荡电路中，把晶体置于反馈网络的振荡电路之中作为一感性元件，与其他回路元件一起按照三端电路的基本准则组成三端振荡器。由于石英晶体存在感性和容性之分， 且在感性容性之间有一条 极陡峭的感抗曲线，而振荡器又被限定在此频率范围内工作。该电抗曲线对频率有极大的变化速度，亦即石英晶体在这频率范围H L K R K R K R μ2,110,301321=Ω=Ω=Ω=

内具有极陡峭的相频特性曲线。所以他具有很高的稳频能力，或者说具 有很高的电 感补偿能力。因此选用c-b 型皮尔斯电路进行制作。 原 理 图

二、功率放大电路：增加信号功率便于传输与处理；本设计采用丙类功率放大电路 确定功放的工作状态：丙类高频功率放大器可工作在欠压状态、过压状态和临界状态。因欠压状态效率低，而过压状态严重失真，谐波分量大，为尽可能兼顾输出大功率、高效率，一般选用临界状态。

主要设计指标：1、输出功率Po ≥125mW

2、谐振频率f=13.56MHz

3、η>65%；

4、增益放大倍数≥50

主要参数计算：

L=41.1nH C=3.3nF

三级管工作在临界状态

图3 丙类功率放大器

丙类功放θc=60°—90°，这里为方便计算，设θc=70°。可得集电极电流余弦脉冲直流ICO 系数

α0(70°)=0.25，集电极电流余弦脉冲基波ICM1系数α1(70°)=0.44。设功放的输出功率为0.5W 。

（1）集电极参数计算

集电极电流脉冲的直流分量：ICO=ICmax*α0(θc)=216*0.25=54mA

电源提供的直流功率：PD=VCCICO=12V*54mA= 0.65w

集电极的耗散功率：PC=PD-PO=0.65w-0.5w=0.15w

集电极的效率：η=PO/PD=0.5/0.65=77%

（2）基极参数计算

基极基波电流的振幅：IB1m=IBm*α1(70°)=9.5mA

MHz LC f 56.13210==π

基极输入的电压振幅：VBm=2Pi/IB1m=5.3V

（3）电源去耦滤波元件选择

高频电路的电源去耦滤波网络通常采用π型LC 低通滤波器，滤波电感可按经验取50—100uH ，滤波电感一般取0.01uf 。

三、低通滤波器：滤除剩余载波分量，设计采用二阶低通有源滤波器电路。在设计的过程中运用的是滤波器的快速算法

设计理由：提高通带的增益放大倍数，避免信号过小导致检测困难，采用有源滤波电路

主要设计指标：1、通带增益Av=5

2、截止频率f=125KHz

3、品质因数Q=0.707

主要参数计算 ： 通带增益 ： 截止频率 ： 品质因数： 图3 低通滤波电路 同相比例因数：

四、电压增益放大电路：增大调制信号的电压，便于检波。本设计采用二级甲类功率放大电路。 设计理由：甲类功率放大电路，在信号全范围内均导通，非线性失真小，但输出功率和效率低，为弥补输出功率低的缺点设置二级放大，因为输入信号为已调信号，其频率跨度很大使用丙类放大会对信号造成严重失真，因此选用线性的功率放大器作为增益放大电路

21C C A v =212121C C R R f c π=VF A Q -=314

5

R R A AF =

主要设计指标：1、输出功率Po ≥125mW

2、η>65%；

3、增益放大倍数：20

4、电源供电为12V ，晶体管用2N2219

主要参数： 图5 二级甲类功率放大电路原理图

五、检波电路：将调制信号解调得到有用的信号。本设计采用二极管检波电路。

设计理由：二极管包络检波器具有电路简单，易于实现的优点。

主要设计指标：1、输出波形频率：250KHz

2、包络波形衰减率<10%

主要参数计算： =300kHz

F C μ01.01=

图6 二极管检波电路原理图

该电路中一般要求输入信号的幅度在0.5V 以上，所以二极管处于大信号工作状态，又称为大信号检波电路。它适用于解调含有较大载波分量的大信号，利用二极管的单向导电特性和检波负载LRC 的充放电过程实现检波。所以LRC 时间常数的选择很重要。LRC 时间常数过大，会产生惰性失真。LRC 常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求

满足 其中：ma 为调制度f0为载波频率，Ωmax 为调制信号角频率的最大值。

50820,221====βV V mA

I mA I CE C C 2101C R w =a a L m m C R f max 2011Ω-≤<<