前语
无线频率辨认(RFID)是一种主动ID技能,其可辨认任何含有编码卷标的物体。UHFRFID系统由一个读取器(或问询器)组成,该读取器调变一个860MHz至960MHz频率规模内的RF信号,并向卷标发送信息。一般情况下,卷标是被迫的,它从发送接连波(CW) RF信号的读取器接纳作业所需的悉数能量。卷标透过调变其天线的反射系数作出呼应,从而将信息信号反向散射到读写器内。
卷标信号检测需求丈量信号跃变之间的时刻距离(代表数据“1”符号的时刻距离比代表数据“0”的符号长)。读取器透过发送一个指示卷标设置其反向散射数据速率及编码的信号,以发动卷标供给库存信息的进程。
RFID读取器可以在许多读取器严密相邻的噪声RF环境中作业。单问询器、多问询器和密布问询器这3种作业形式决议读取器和卷标信号的频谱约束。接纳器的软件可编程性,使其可在牢靠的多卷标检测与高数据吞吐量之间取得最佳平衡。
可编程读取器含有一个高线性度的直接转化I和Q解调器、若干低噪声放大器、一个具可变增益和带宽的双信道基频滤波器、以及一个双信道模仿数字转化器(ADC)。双通道、已匹配和可编程的带通滤波器LTC6602可以优化高效能RFID读取器。
双通道带通滤波器
LTC6602具有两个相同的滤波器信道,这两个信道具有匹配的增益操控以及由频率操控的低通及高通网络。透过每个信道的相移匹配至±1度。内部或外部频率频率将滤波器的通带定位到所需频谱上。
低通和高通转角频率以及滤波器带宽由频率频率的标度比设定。低通标度比选项为100、300和600,而高通标度比为1000、2000和6000.图一显现一个典型的滤波器回应,该滤波用具90MHz内部频率,高通和低通标度比别离设定为6000和600.4阶椭圆截止阻带呼应有助于消除带外噪声。操控基频带宽就可以在RFID接纳器习惯作业环境的进程中,用软件界说它的作业形式。
图一15kHz至150kHz通带上的滤波器回应
图二显现了一个简略和根据LTC6602的滤波器电路,该电路用SPI串行操控来改动滤波器的增益和带宽,以习惯一套杂乱的数据速率和编码。(反向散射链路的频率规模为40kHz至640kHz,而数据速率规模为5kbps至640kbps.)
图二具SPI操控的自习惯RFID基频滤波器
为了完成该滤波器的精密分辨率定位,内部频率频率由一个8位LTC2630 DAC设定。0V至3V的DAC输出规模确认频率频率在40MHz至100MHz (每位234.4kHz)之间的方位。低通和高通标度比由LTC6602的串行SPI操控设定。
高通滤波器的截止规模为6.7kHz至100kHz,而低通滤波器则为66.7kHz至1MHz.最佳滤波器带宽设置可以透过一种软件算法来调理,并且是数据频率、数据速率和编码的函数。滤波器带宽有必要满足窄,以最大极限地扩展ADC输入的动态规模,一起又有必要满足宽,以维护信号跃变和脉冲宽度(正确的滤波器设置保证牢靠的DSP卷标信号检测)。
图三显现一个实例,即滤波器对一个典型卷标符号序列(一个“短”的脉冲距离,接着是一个“长”的脉冲距离)的时域呼应。低通截止频率设定为等于最短时刻距离的倒数(fCUTOFF = 1/10μs = 100kHz)。假如低通截止频率更低,那么信号跃变和时刻距离将失真得无法辨认。高通截止频率的设置愈加定性而不是详细。
高通截止频率有必要低于最长时刻距离的倒数 (就所示实例而言,高通 fCUTOFF 1/20μs),并且要尽或许地高,以下降接纳器的低频噪声 (基频放大器以及下变频相位与起伏杂讯)。图三的下半部分显现该滤波器的整体呼应 (低通加高通滤波器)。
比较具 10kHz 和 30kHz 高通设置的滤波器输出,10kHz 输出的信号跃变和时刻距离关于检测符号序列而言是满足的 (在 RFID 环境,噪声将重迭在输出信号上)。总的来说,提凹凸通 fCUTOFF 和/或下降高通 fCUTOFF 意味着,以增大滤波器输出噪声为价值“进步”信号跃变和时刻距离的“质量”。
图三 滤波器对卷标符号序列的瞬态回应
定论
LTC6602 双通道带通滤波器是一种可编程的基频滤波器,适用于高效能 UHF RFID 读取器。在软件操控下运用 LTC6602 可以在单问询器物理设置时以高数据速率作业,或许以多问询器或密布问询器物理设置作业时,能完成最佳卷标信号检测。LTC6602 是一种十分精小的 %&&&&&%,其选用 4mm x 4mm QFN 封装,并且可透过并行或串行操控编程。