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通用的13.56MHz读卡器电路设计—电路精选(32)

在当时的许多RFID运用中,设备制造商纷歧定能决议客户选用什么收发器,特别是收发器芯片。因而,为了最大程度地进步自己在某个特定项目中中标的时机,设备制造商有必要供给这样的读卡器,要…

在当时的许多RFID运用中,设备制造商纷歧定能决议客户选用什么收发器,特别是收发器芯片。因而,为了最大程度地进步自己在某个特定项目中中标的时机,设备制造商有必要供给这样的读卡器,要么它能支撑市场上尽或许多的收发器芯片,要么它自身至少是比较简单定制的。

除了要求其能支撑一系列协议、规范和收发器外,客户对读卡器或许还有其它功用性方面的要求,如高功能、防抵触、远/近感应间隔、移动性及功耗。但在单个读卡器中很难一同满意如此之多的要求。为了满意一切这些要求,制造商或许需求供给一系列可满意不同要求的读卡器。

电路原理

EM4094是一个集成的收发器芯片,它可用于构建RFID读卡器的模仿前端模块。该芯片的数据传输及接纳链路答应传送和解码任何通讯协议,因而EM4094支撑一切EM公司的13.56MHz收发器芯片、ISO15693、ISO14443 AB、以及Sony Felica协议。经过恰当设定,EM4094乃至还可以与NFC设备通讯。本文将经过一系列的过程阐明一个硬件工程师应该怎样集成和运用EM4094 RFID读卡器电路。

图1 典型的运用电路装备。

读卡器结构

基本上,模仿前端模块为RFID读卡器组成部分之一,它担任对数据进行编码/译码,并以恰当功率驱动RFID读卡器天线。模仿前端模块自身由微操控器驱动。该微操控器担任办理不同协议的帧译码使命,以及与PC或其它后台操控设备的通讯接口(串行接口、USB接口或以太网接口)。一些IC供货商供给集成了模仿前端和微操控器的芯片。在许多情况下,微操控器或集成的存储器空间不是超出需求便是不够用,而独立的模块答应制造商挑选最适合其规划要求的微操控器和存储器容量。

当然,制造商将根据希望的功用水平、读取规模和功率要求等要素做出决议。因为现在已有像EM4094这样的可供给完好灵活性的芯片,因而下面咱们将评论如安在一个实践的读卡器中集成这一读卡器芯片。图1所示为典型的运用电路装备。

电源规划

首要,咱们扼要评论一下EM4094的电源规划。该芯片有三个不同的电源引脚,其间的VDDA1和VDDA2用于给内部的天线驱动器ANT1和ANT2供电。每个驱动器可独立受电。因为这两个驱动器或许发生或同步较大的电流,因而主张在VDDA1和VDDA2两引脚之间接入一个3.3μF的电容以给天线供给满足的能量。别的,咱们还主张在该电容边上并联两个电容值分别为1nF和100nF的电容,以对电源进行去耦和滤波。

第三个电源引脚VDD用于给一切其它的内部模块供电。在这条电源线上,工程师将不得不为了上面说到的相同原因接入两个电容值分别为1nF和100nF的滤波电容,它们最好选用由COG和X7R等介电资料制成的陶瓷电容,因而类电容的容差小和温度稳定性较高。这儿很重要的一点是,应对这三条电源线施加相同的电压(3.3V或5V)。这些电源线还应当与模仿地相连。

天线驱动器输出

ANT1和ANT2为天线驱动器的两个输出端,它们可同相或反相驱动,这使得有或许用不同的办法衔接读卡器天线,以及根据所挑选结构的不同发生四个不同功率等级的天线。EM4094还可与一个远端天线一同运用,此刻EM4094的输出阻抗(见图2)有必要与通讯线路阻抗相匹配。

图2 阻抗匹配电路

若选用同轴电缆,那么在只运用一个天线驱动器的情况下,EM4094的输出阻抗将有必要在10欧姆(ANT1可选)和50欧姆之间进行调整;当两个天线并联运用时,EM4094的输出阻抗将有必要在5欧姆(ANT1可迁)到50欧姆之间进行调整。为了完成一个杰出的阻抗匹配,开发人员可凭借Smith图表挑选运用一个LC PI网络和挑选适宜的元件参数值。

假如读卡器天线可以与EM4094集成在同一块PCB板上,那么你可运用直接天线相连办法(见图3)。在这种情况下,天线和串联电容构成LC串联回路。这一回路的谐振频率为读卡器的频率。串联电阻用于按捺品质因数并将天线的电流设定在EM4094的额定值以下。当天线作业在其谐振频率时,直接衔接天线可获得较高的功率。有关IC天线的不同衔接办法可拜见EM4094运用攻略。

图3 直接天线衔接

收发器信号接纳

RFIN1和RFIN2是该IC接纳链上的两个输入引脚,它们被EM4094用来解调收发器送过来的数据流,其引脚 上的电压有必要设定在GND和VDD之间,这两个解调输入有必要具有相同的功能和呈现出相同的灵敏度。合作一个外部匹配阻抗电路,这两个输入端可用于解调输入的相位或起伏调制信号。未运用的输入脚应当经过一个10nF的%&&&&&%接至模仿地。输入引脚的高灵敏度使得读卡器即便在电子标签的最小电源级别上仍能有较远的读取间隔。

编者结语

经过以上说明可知构建一个定制RFID读卡器并非难事。为了进一步简化RFID读卡器的开发,EM Microelectronic公司现已根据EM4094规划和完成了一个演示版的RFID读卡器。这一设备的首要意图是用作参阅规划和演示东西。该演示版读卡器及相应的固件支撑ISO14443 Type A和B、Sony Felica及ISO15693规范的悉数强制指令,并支撑EM 13.56MHz收发器%&&&&&%的悉数指令集。读卡器固件的完好源代码可从EM公司的网站下载,它们可告知你怎么完成不同的通讯协议和防抵触协议。因为用户与电子标签之间的通讯硬件已在源代码中完成,因而开发商可直接在现有的基础上开发其运用层,这将使读卡器的开发时刻降到最小。

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