無(wú)源RFID標(biāo)簽(05-100)

　　圖1 MCRF355和MCRF360的連接方法

　　基本工作原理

　　無(wú)線RFID標(biāo)簽的性能受標(biāo)簽大小，調(diào)制形式、電路Q值、器件功耗以及調(diào)制深度的極大影響。下面簡(jiǎn)要地介紹它的工作原理。

　　RFID IC 內(nèi)部備有一個(gè)154位存儲(chǔ)器，用以存儲(chǔ)標(biāo)簽數(shù)據(jù)。IC內(nèi)部還有一個(gè)通導(dǎo)電阻極低的調(diào)制門(mén)控管(CMOS)，以一定頻率工作。當(dāng)讀卡器發(fā)射電磁波，使標(biāo)簽天線電感式電壓達(dá)到VPP時(shí)，器件工作，以曼徹斯特格式將數(shù)據(jù)發(fā)送回去。

　　數(shù)據(jù)發(fā)送是通過(guò)調(diào)諧與去調(diào)諧外部諧振回路來(lái)完成的。具體過(guò)程如下：當(dāng)數(shù)據(jù)為邏輯高電平時(shí)，門(mén)控管截止，將調(diào)諧電路調(diào)諧于讀卡器的截波頻率，這就是調(diào)諧狀態(tài)，感應(yīng)電壓達(dá)到最大值。如此進(jìn)行，調(diào)諧與去調(diào)諧在標(biāo)簽線圈上產(chǎn)生一個(gè)幅度調(diào)制信號(hào)，讀卡器檢測(cè)電壓波形包絡(luò)，就能重構(gòu)來(lái)自標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信號(hào)。

　　門(mén)控管的開(kāi)關(guān)頻率為70KHz，完成全部154位數(shù)據(jù)約需2.2ms。在發(fā)送完全部數(shù)據(jù)后，器件進(jìn)入100 ms的休眠模式。當(dāng)一個(gè)標(biāo)簽進(jìn)入休眠模式時(shí)，讀卡器可以去讀取其它標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，不會(huì)產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)然，這個(gè)功能受到下列因素的影響：標(biāo)簽至讀卡器的距離、兩者的方位、標(biāo)簽的移動(dòng)以及標(biāo)簽的空間分布。

　　設(shè)計(jì)實(shí)例

　　MCRF 355/360是Microchip公司生產(chǎn)的13.56MHz器件。355既可用于COB，也可用于直接貼接;而360內(nèi)部有1個(gè)100pf電容，只需外部電感。該器件近乎以100%調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)制深度決定了標(biāo)簽的線圈電壓從“高”至“低”的變化，亦即區(qū)分調(diào)諧狀態(tài)和去調(diào)諧狀態(tài)。

　　圖1示出了器件的連接方法。圖1(a)和(b)是為MCRF355設(shè)計(jì)的，圖1(a)外接2個(gè)電感和1個(gè)電容，相應(yīng)的諧振頻率為：

　　圖1(c)是MCRF360連接方法，由于它內(nèi)部有一個(gè)電容，所以只需外接2個(gè)電感就可以了，頻率計(jì)算公式與MCRF355相同。

　　外接元件值通常在三分之一至二分之一處優(yōu)化。例如，在天線A與天線B之間電感線圈是3圈的話，那未天線B至VSS之間為1圈。當(dāng)MCRF 355制作成COB時(shí)，內(nèi)置2個(gè)串聯(lián)的68Pf相同電容。電容C1連接在天線A至天線B之間，C2在天線B至Vss之間。

　　為了達(dá)到設(shè)計(jì)的性能，標(biāo)簽應(yīng)準(zhǔn)確地調(diào)諧在讀卡器的載波頻率。然而使用的元件總會(huì)有偏差的，引起讀數(shù)距離的變化。電感的誤差可控制在1~2%以內(nèi)，因此讀數(shù)距離主要由電容誤差引起的。外接電容的誤差應(yīng)在5%以內(nèi)，Q值大于100。MCRF360R的內(nèi)部電容是用氧化硅制作的，同一硅片上的誤差在5%以內(nèi)，而不同批次的誤差在10%左右。

　　MCRF355/360的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)可以托付生產(chǎn)廠在出廠前編程好，也可以在現(xiàn)場(chǎng)用接觸式編程器編程。