RFID详细设计要点
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RFID设计方案概述RFID(Radio Frequency Identification)射频识别技术是一种通过无线电波实现对物体进行识别与追踪的技术。
它广泛应用于物流、零售、医疗、交通等领域,实现了自动化、高效率的物流管理和智能化的产品追踪。
本文将介绍RFID技术的基本原理,以及一个典型的RFID系统的设计方案。
基本原理RFID系统由两部分组成:标签(Tag)和读写器(Reader)。
标签由芯片和天线组成,用于存储和传输数据。
读写器用于与标签进行通信、读取标签的数据以及写入数据到标签中。
RFID技术基于电磁感应,读写器会向标签发送电磁信号,标签接收到信号后,利用接收到的能量激活,然后向读写器发送数据。
RFID系统设计方案硬件设备1.RFID读写器:选择适合应用场景的RFID读写器,需考虑读取距离、读取速度以及支持的标签类型等因素。
2.RFID标签:选择适合应用场景的RFID标签,需考虑标签的尺寸、存储容量、耐用性以及与读写器的兼容性等因素。
3.天线:天线负责接收和发送无线信号,选择合适的天线类型和尺寸,以确保良好的信号传输质量。
4.RFID中间件软件:中间件软件用于管理和处理RFID系统中的标签数据,包括数据的读取、存储、分析以及与其他系统的集成。
系统架构与流程以下是一个典型的RFID系统的设计方案:1.标签数据编码:将需要追踪的物体附着RFID标签,并将相关数据编码到标签中,例如物体的序列号、批次号、生产日期等。
2.读写器与标签通信:读写器向附近的标签发送电磁信号,标签接收到信号后激活并向读写器发送存储的数据。
3.数据读取与处理:读写器接收到标签发送的数据后,将数据传送给中间件软件进行处理。
中间件软件可对数据进行过滤、分析、存储等操作。
4.数据存储与管理:中间件软件将处理后的数据存储到数据库中,为其他系统提供数据查询和分析功能。
5.业务应用集成:RFID系统的数据可与企业的其他系统进行集成,例如物流管理系统、库存管理系统等。
最新RFID设计方案在当今数字化和智能化的时代,RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术正以其独特的优势,广泛应用于各个领域,如物流管理、库存控制、门禁系统、智能交通等。
为了满足不断变化的市场需求和技术挑战,最新的 RFID 设计方案应运而生。
RFID 系统主要由电子标签、读写器和数据处理系统三部分组成。
电子标签存储着物品的相关信息,读写器用于读取和写入标签中的数据,而数据处理系统则对读取到的数据进行分析和处理。
在最新的 RFID 设计方案中,电子标签的设计得到了显著的改进。
首先,标签的尺寸变得更小、更轻薄,这使得它们能够更容易地集成到各种小型物品上,而不会增加过多的负担。
同时,采用了更先进的芯片制造工艺,提高了存储容量和数据处理速度。
不仅如此,新的电子标签还具备更好的抗干扰能力,能够在复杂的电磁环境中稳定工作。
读写器的性能也有了大幅提升。
最新的读写器具备更远的读取距离和更高的读取精度,能够同时读取多个标签,大大提高了工作效率。
为了适应不同的应用场景,读写器还具备了多种接口和通信方式,如蓝牙、WiFi、以太网等,方便与其他设备进行连接和数据传输。
在数据处理方面,新的设计方案引入了云计算和大数据技术。
通过将读取到的数据上传到云端,利用强大的计算能力进行快速分析和处理,能够为用户提供更及时、准确的信息。
同时,基于大数据的分析,还可以挖掘出隐藏在数据中的价值,为企业的决策提供有力支持。
在安全性方面,最新的 RFID 设计方案采用了多种加密技术,确保标签中的数据不被非法读取和篡改。
例如,采用了先进的加密算法对数据进行加密,只有拥有正确密钥的读写器才能解密和读取数据。
此外,还增加了身份认证机制,防止非法读写器对标签进行操作。
在能源管理方面,新的设计方案也有所创新。
对于无源电子标签,通过优化能量收集技术,提高了从读写器发射的电磁波中获取能量的效率,延长了标签的使用寿命。
rfid设计方案RFID技术(Radio Frequency Identification)是一种使用无线电信号识别标签或晶片的自动识别技术。
其基本原理是通过读写器将无线电信号发送到标签或晶片中,激活标签产生相应的电信号,然后读写器接收这些信号并转换成数字信息,实现对物品的追踪、管理和控制。
RFID技术具有许多优点,例如非接触式识别、长距离传输、大容量存储、高速数据传输等。
因此,RFID技术在物流、供应链管理、库存管理、资产追踪和物品防伪等领域有着广泛的应用。
在设计RFID系统时,需要考虑以下几个方面:1. RFID标签选择:根据实际使用场景和需求选择合适的RFID标签。
标签的种类有 passice(被动式)、active(主动式)和semi-passive(半主动式)三种。
被动式标签无需电池,靠读写器的电磁场激活并传输数据,成本低廉;主动式标签内置电池,主动发送信号,通信距离更远,但成本较高;半主动式标签类似主动式标签,但仅在被激活时发送信号。
2. RFID读写器选择:根据标签类型和距离选择合适的读写器。
读写器具有发送电磁波、接收标签信号并解码的功能,也可以与其他设备(如计算机)进行数据交互。
读写器的频率范围有低频、高频和超高频等,可根据需求选择。
3. RFID系统中的通信协议选择:常用的RFID通信协议有ISO/IEC 14443、ISO/IEC 15693、EPC Gen2等。
选择合适的协议可以实现有效的数据交互和标签的唯一识别。
4. RFID系统的数据管理和软件平台:需要设计相应的数据管理系统和软件平台,实现对标签信息的读取、存储、处理和展示。
同时,还需要考虑数据安全、权限管理等因素。
5. RFID系统的部署和规划:根据实际应用场景,确定标签和读写器的部署位置,保证系统的稳定性和准确性。
可以考虑使用多个读写器覆盖区域,增强识别的可靠性。
6. RFID系统的性能测试和调试:在系统设计完成后,进行系统性能测试和调试,确保系统的正确运行。
中国民航大学电子信息工程CDIO 初级项目简易的RFID 识别系统详细设计报告(总体)总 15页第 1 页编号1、设计方案本系统主要是基于RFID 的简单射频识别系统,该系统基于51单片机控制,以无线通信为基础。
该系统有如下优点:①识别时,无需接触;②识别时间短;③错误识别的概率相对较小;④有良好的扩展性。
这种系统进行功能扩展后可用于停车场、交通道路管理、智能物业管理等多种场合。
系统设计主要分阅读器、应答器两部分。
各部分电路为:阅读器:1、电源2、电源控制器3、本振信号源4、功率放大放大电路5、包络检波电路6、带通滤波电路7、方波整形电路8、电压比较电路9、51单片机控制电路。
应答器:1、电源:2、拨码电路3、编码电路:4、加密电路5、调制电路6、功放电路原理概述:电路主要由阅读器与应答器两部分构成。
阅读器是可以利用射频技术来完成读取电子标签信息的设备,它通过发射信号唤醒和传送命令给电子标签,并接受标签返回的信号,在经过对信号进行初步过滤和处理之后,将信息传送给中央处理单元处理得到有用的数据(并显示出来),从而完成对电子标签信息的获取与解析。
阅读器的工作频率决定了RFID 系统的工作频率,另外阅读器的发射频率又决定了识别距离的远近。
应答器主要作为信息的载体储存了不同的信息,应答器接受读写器的命令后开始工作,将存储的信息编码、加密、调制、放大后通过天线耦合到初级线圈,完成信息的传输。
系统结构框图项目名称:简易的R F I D 识别系统图1 系统结构框图射频识别系统结构与组成阅读器:1、电源:给阅读器个各部分电路供电;2、电源控制器:控制发射端的接通与关闭;3、本振信号源:为检波与信号传输提供振荡信号;4、放大电路:增加信号功率便于传输与处理;5、包络检波电路:将调制信号解调得到有用的信号;6、带通滤波电路:滤除噪声和消除载波;7、方波整形电路:将得到的信号方波平滑整形;电压比较电路:使方波更加适合数字处理;8、51单片机发送信号发射命令和对信号进行解码,控制LED显示应答器:1、电源:给应答器的拨码电路中的拨码开关供电;2、拨码电路:不同拨码的组合形成不同的信息;3、编码电路:将拨码电路产生的输入信号进行编码;4、加密电路:对编码的信号进行加密;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。
RFID策划方案引言RFID(Radio Frequency Identification)是一种利用无线电频率进行数据传输和识别的技术,它可以快速、自动地识别并跟踪标签上的物体。
RFID技术已经广泛应用于各个领域,如物流管理、零售业、医疗保健等。
本文档将介绍RFID的基本原理和应用场景,并提出一个RFID策划方案。
1. RFID技术基本原理RFID系统由标签、阅读器和主机组成,其工作原理如下:•标签:标签是RFID系统中的被动设备,它包含一个芯片和一个天线。
当标签靠近RFID阅读器时,阅读器向标签发送电磁信号,激活芯片,并将数据传递给阅读器。
•阅读器:阅读器是RFID系统中的主动设备,它用于发送电磁信号给标签,并接收标签的响应。
阅读器可以同时读取多个标签,提高识别效率。
•主机:主机是RFID系统的核心控制器,负责与阅读器进行数据交互,并将读取的标签数据存储和处理。
2. RFID应用场景RFID技术在各个领域都有广泛的应用,以下是几个典型的应用场景:2.1 物流管理在物流管理中,RFID技术可以帮助企业实现快速、准确的物品追踪,提高仓库管理效率。
使用RFID标签可以在不触摸物品的情况下自动识别和跟踪物流信息,提高货物的安全性和流转效率。
2.2 零售业在零售业中,RFID技术可以用于商品库存管理和防盗系统。
通过在商品上贴上RFID标签,商家可以实时追踪商品的库存情况,并减少盗窃行为。
2.3 医疗保健RFID技术可以在医疗保健领域用于医院设备管理、药物追踪和病人身份识别。
通过为设备和药物贴上RFID标签,医院可以实时监控设备位置和库存情况,并确保药物的追踪和正确分发。
3. RFID策划方案基于RFID技术的策划方案如下:3.1 目标本策划方案的目标是在企业内部实施RFID技术,提高物品追踪和管理效率,减少人工操作和错误。
3.2 方案本方案将在企业内部建立一个RFID系统,包括标签、阅读器和主机。
具体步骤如下:1.调研:对企业内部的物品追踪和管理需求进行调研,了解使用RFID技术的优势和适用范围。
RFID电子标签天线设计指南之详细讲解1 引言射频识别是一种使用射频技术的非接触自动识别技术,具有传输速率快、防冲撞、大批量读取、运动过程读取等优势,因此,RFID 技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域具有重大的应用潜力。
目前,射频识别技术的工作频段包括低频、高频、超高频及微波段,其中以高频和超高频的应用最为广泛。
2 RFID技术原理RFID系统主要由读写器(target)、应答器(RFID标签)和后台计算机组成,其中,读写器实现对标签的数据读写和存储,由控制单元、高频通信模块和天线组成,标签主要由一块集成电路芯片及外接天线组成,其中电路芯片通常包含射频前端、逻辑控制、存储器等电路。
标签按照供电原理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签和无源(passive)标签,无源标签因为成本低、体积小而备受青睐。
RFID系统的基本工作原理是:标签进入读写器发射射频场后,将天线获得的感应电流经升压电路后作为芯片的电源,同时将带信息的感应电流通过射频前端电路变为数字信号送入逻辑控制电路进行处理,需要回复的信息则从标签存储器发出,经逻辑控制电路送回射频前端电路,最后通过天线发回读写器。
3 RFID系统中的天线从RFID技术原理上看,RFID标签性能的关键在于RFID标签天线的特点和性能。
在标签与读写器数据通信过程中起关键作用是天线,一方面,标签的芯片启动电路开始工作,需要通过天线在读写器产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了标签与读写器之间的通信信道和通信方式。
因此,天线尤其是标签内部天线的研究就成为了重点。
3.1 RFID系统天线的类别按RFID标签芯片的供电方式来分,RFID标签天线可以分为有源天线和无源天线两类。
有源天线的性能要求较无源天线要低一些,但是其性能受电池寿命的影响很大:无源天线能够克服有源天线受电池限制的不足,但是对天线的性能要求很高。
最新RFID设计方案在当今科技飞速发展的时代,RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)技术作为一种非接触式的自动识别技术,正逐渐渗透到我们生活和工作的各个领域。
从物流管理到零售行业,从医疗保健到智能交通,RFID 技术都发挥着重要作用。
而随着应用场景的不断拓展和需求的日益多样化,最新的 RFID 设计方案也在不断涌现。
RFID 系统通常由电子标签、阅读器和数据处理系统三部分组成。
电子标签是存储物品信息的载体,阅读器用于读取标签中的信息,数据处理系统则对读取到的信息进行处理和分析。
在最新的 RFID 设计方案中,对这三个部分都进行了一系列的优化和创新。
首先,在电子标签方面,最新的设计更加注重小型化和低功耗。
随着半导体技术的不断进步,电子标签的芯片尺寸越来越小,这使得标签能够更加容易地嵌入到各种物品中,而不会对物品的外观和使用造成太大影响。
同时,通过采用低功耗的芯片设计和优化的电源管理技术,电子标签的使用寿命得到了显著延长,减少了更换标签的频率和成本。
为了提高标签的读取性能,最新的电子标签还采用了更加先进的天线设计。
传统的天线设计在复杂的环境中可能会受到干扰,导致读取距离缩短或读取准确率下降。
而新的天线设计采用了多频段、自适应等技术,能够更好地适应不同的工作环境,提高标签的读取稳定性和可靠性。
在阅读器方面,最新的设计着重于提高读取速度和灵敏度。
通过采用高性能的射频芯片和优化的信号处理算法,阅读器能够在更短的时间内读取大量的标签信息,大大提高了工作效率。
同时,阅读器的灵敏度也得到了提升,能够读取到更远距离和更微弱信号的标签,扩大了应用范围。
此外,为了满足不同场景的需求,最新的阅读器还具备了多协议支持和网络连接功能。
多协议支持使得阅读器能够兼容不同标准的电子标签,提高了系统的通用性。
而网络连接功能则使得阅读器能够将读取到的信息实时上传到云端或其他数据中心,实现了数据的远程管理和分析。
RFID应用设计方案RFID应用设计方案是一种基于射频识别技术的应用程序,它可以帮助企业和组织提高效率、节约成本和提供更好的服务。
本文将详细介绍RFID应用设计方案的概念、特点和实现方式,同时对其在物流、供应链管理和仓库管理中的应用进行分析和探讨。
一、RFID应用设计方案概述RFID(Radio Frequency Identification)射频识别技术是一种无线通信技术,可以识别和跟踪物体的位置和状态。
RFID应用设计方案是一种将RFID技术应用于企业和组织中的解决方案,它可以帮助企业和组织实现全过程的自动化和追踪。
二、RFID应用设计方案特点1.实时监控:RFID技术可以实时监控物品的位置和状态,从而有效地减少物流迟延和丢失。
2.自动化管理:RFID技术可以实现对物流、供应链、仓库等整个流程的自动化管理,减少人工操作和提高效率。
3.高效追踪:RFID技术可以帮助企业和组织追踪产品在整个供应链中的状态和位置,从而优化供应链和减少库存成本。
4.安全保障:RFID技术可以实现对物品的安全管理,避免盗窃、误用和误出等情况。
三、RFID应用设计方案实现方式1.硬件设备:RFID应用设计方案需要配备RFID读写设备、标签和中转器等硬件设备。
2.软件系统:RFID应用设计方案需要配备相应的软件系统,用于识别、管理和分析RFID数据。
3.网络支持:RFID应用设计方案需要有网络支持,以保证数据的及时传输和共享。
四、RFID应用设计方案在物流中的应用1.物流追踪:RFID技术可以实时追踪货物的位置和状态,实现物流的可视化和自动化管理。
2.运输计划:RFID技术可以帮助物流企业优化运输计划,降低运输成本和提高效率。
3.安全管理:RFID技术可以实现对物品的安全管理,降低货物丢失和被盗的风险。
五、RFID应用设计方案在供应链管理中的应用1.供应链追踪:RFID技术可以实时追踪供应链中的物品位置和状态,从而优化供应链和减少库存成本。
RFID:工作原理类似于调频广播或对讲解,需要射频标签与读取器工作在同一频率才可以工作。
工作频率特点:LF和HF频段RFID电子标签一般采用电磁耦合原理,而UHF 及微波频段的RFID一般采用电磁发射原理。
目前国际上广泛采用的频率分布于4种波段,低频(125~134KHz)、高频(13.56MHz)、超高频(433MHz、860MHz~960MHz)和微波(2.45GHz、5.8GHz)。
常见:
1.低频((LF):125KHz、133KHz,其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得。
距离小于10cm。
2.高频((HF):1
3.56MHz,工作能量也是通过电感耦合从阅读器天线近场辐射中获得。
<20cm
3.超高频(UHF):433MHz,3-8m,(868MHz-915MHz)
RFID天线设计难点:
各种Chip的阻抗都不一样,天线阻抗无法做到统一((建模时chip位置用集总端口代替(LRC元器件))
设计天线时通过弯曲方式增加天线长度,达到目的频率RFID天线设计方式:
1.天线直接连接匹配环路连接chip(需要直接接触)
2.Chip自带匹配环路,无需与天线直接接触(基于耦合效应运行)。
RFID电子标签天线设计指南之详细讲解1引言射频识别是一种使用射频技术的非接触自动识别技术,具有传输速率快、防冲撞、大批量读取、运动过程读取等优势,因此,RFID技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域具有重大的应用潜力。
目前,射频识别技术的工作频段包括低频、高频、超高频及微波段,其中以高频和超高频的应用最为广泛。
2RFID技术原理RFID系统主要由读写器(target)、应答器(RFID标签)和后台计算机组成,其中,读写器实现对标签的数据读写和存储,由控制单元、高频通信模块和天线组成,标签主要由一块集成电路芯片及外接天线组成,其中电路芯片通常包含射频前端、逻辑控制、存储器等电路。
标签按照供电原理可分为有源(acTIve)标签、半有源(semiacTIve)标签和无源(passive)标签,无源标签因为成本低、体积小而备受青睐。
RFID系统的基本工作原理是:标签进入读写器发射射频场后,将天线获得的感应电流经升压电路后作为芯片的电源,同时将带信息的感应电流通过射频前端电路变为数字信号送入逻辑控制电路进行处理,需要回复的信息则从标签存储器发出,经逻辑控制电路送回射频前端电路,最后通过天线发回读写器。
3RFID系统中的天线从RFID技术原理上看,RFID标签性能的关键在于RFID标签天线的特点和性能。
在标签与读写器数据通信过程中起关键作用是天线,一方面,标签的芯片启动电路开始工作,需要通过天线在读写器产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了标签与读写器之间的通信信道和通信方式。
因此,天线尤其是标签内部天线的研究就成为了重点。
3.1 RFID系统天线的类别按RFID标签芯片的供电方式来分,RFID标签天线可以分为有源天线和无源天线两类。
有源天线的性能要求较无源天线要低一些,但是其性能受电池寿命的影响很大:无源天线能够克服有源天线受电池限制的不足,但是对天线的性能要求很高。
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。
=13.56MHz2、工作环境温 度范围:-40℃~+85℃3、电源电压:+12V4、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 ≥125mW2、谐振频率f=13.56MHz3、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°)=9.5mAMHz 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=52、截止频率f=125KHz3、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 -=3145R R A AF =主要设计指标:1、输出功率Po ≥125mW2、η>65%;3、增益放大倍数:204、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:250KHz2、包络波形衰减率<10%主要参数计算: =300kHzF 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 mAI mA I CE C C 2101C R w =a a L m m C R f max 2011Ω-≤<<六、带通滤波电路:滤除信道噪声。
本设计采用四阶切比雪夫带通滤波电路.设计理由:本设计采用归一化切比雪夫低通滤波电路转化为带通滤波电路。
主要性能指标:1、中心频率为:fo =13.56MHz 2、上通带截止频率 :f1=13MHz3、下通带截止频率 :f2=14MHz4、阻带频率:MHz f MHz f s s 15,1221==5、通带增益: Av=1;6、品质因数Q 值取1;图6 电路原理图 7、阻带衰减速率为:-40dB/10倍频。
低通通滤波器转换成带通滤波器的设计公式:420444443203333322022222120111111,..1,1,..1,C w L C C L w C L L C w L C C L w C L L ========低通滤波转带通原理:低通衰减特性可通过频率变换)1(1pp S +=α,转换成带通衰减特性,s 表示低通原型下,对通带上限的广义频率,p 表示低通转换的任意类型滤波器的中心频率w0的归一化广义频率,设,则 , 由此可得:()()()-∞=-∞=↔-∞=Ω∞=∞=↔∞=Ω±=±=↔=Ω,0,0,0,0100w w w w βββ由此看出:1=β时为带通的通带中心频率,由1=Ω可得: 由此便可变换为带通滤波器。
七、电压比较电路:使方波更加适合数字处理;本设计采用采用单电源运算放大器LM258做比较;检波以后的信号是模拟信号,需要经过比较器与判决门限比较,才能还原为数字基带信号。
它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较,在二者幅度相等的附近,输出电压将产生跃变,相应输出高电平或低电平。
比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。
电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系):当”+”输入端电压高于”-”输入端时,电压比较器输出为高电平;当”+”输入端电压低于”-”输入端时,电压比较器输出为低电平.主要性能指标:1、比较电压:0.35V ;2、转换域宽度为为:0.1mv3、增益: Av=2;βj p j S =Ω=,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Ωββα110220111221,,1w w w w ===-=ββαββββ主要元件: LM258集成芯片图8电压比较电路八、51单片机控制电路:发送信号发射命令和对信号进行解码,控制LED显示51单片机每隔一段时间发送一段指令给电源控制电路,使射频发送端导通,同时方波信号送到A/D转换芯片TLC0831中转换成数字信号,送入51单片机中进行解码与存储处理,最后通过LED显示屏将结果显示出来。
图9 单片机控制电路应答器部分电路设计:一、编码电路:载增大。
在谐振时,并联振荡电路的谐振电阻由计算公式可知阻值数量级为1210,故其在并联负载电阻R11时可忽略不计,负载电阻接通时也可忽略不计。
图九 调制电路图四、功率放大电路功率放大电路用来增大调制信号的电压,便于信号发送。
设计采用二级甲类功率放大电路。
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。
主要设计指标:1、输出功率Po ≥125mW2、η>35%;3、增益放大倍数:20主要性能指标:1、谐振频率:13.56Mhz2、调制电阻:10k Ω主要元件: 2N3906主要元件: 12V供电电源,晶体管用2N2219图十功率放大电路五、整流滤波电路主要性能指标: 12V稳压输出主要元件: LM7812应答器天线之后为整流滤波电路,为编码芯片提供12V的稳定直流电源。
图十一直流稳压电路六、天线线圈主要性能指标:1、线圈直径:约8cm2、线圈阻值:约0.3Ω主要元件:铜线3、对子系统或部件计划进度要求9.1~9.15:初步方案设计完成9.15~9.30:确定最终方案,完成各个部分电路的详细电路元件参数计算10.1~10.15:修订方案,对各个电路进行仿真并进行测试数据记录10.15~10.22:元件的采购与检测10.23~11.15:各个部分电路的焊接与调试测试11.15~12.15:成品的电路的测试与调整并对测试数据进行记录12.15~12.30:进行报告的填写与答辩准备图11 进度计划与控制图。