125KHz RFID讀寫(xiě)器的FSK解調器設計

2004年8月A版

摘  要：本文給出用于125KHz非接觸式RFID讀寫(xiě)器的FSK解調器電路，可將FSK信號解調為NRZ碼，該電路簡(jiǎn)便實(shí)用，可用于RFID芯片中設置的各種FSK調制模式的解調。

關(guān)鍵詞：RFID；FSK；PCD；解調

引言

　　很多工作在125KHz載波頻率的RFID芯片，如Microchip公司的MCRF200、MCRF250以及Atmel公司的e5551、T5557等都可以將其調制方式設置為FSK方式。若芯片設置為FSK調制方式，那么讀寫(xiě)器(PCD)必須具有FSK解調電路。FSK解調電路將FSK調制信號解調為NRZ碼。

　　本文給出一種FSK解調電路，該電路的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單可靠，很適宜PCD中應用。

FSK調制

　　工作在125KHz的RFID的FSK調制方式都很相似，圖1給出了一種FSK調制方式的波形圖。從圖中可見(jiàn)，此時(shí)數據速率為：載波頻率fc/40=125K/40=3125bps，在進(jìn)行FSK調制后，數據0是頻率為fc/8的方波，即f0= fc/8；而數據1是頻率為fc/5的方波，即f1= fc/5。

　　經(jīng)FSK調制后的傳送數據，通過(guò)負載調制方式傳送到PCD，圖1中也給出了射頻波形，載波的調制是采用調幅。

FSK解調

　　PCD經(jīng)載波解調(通常采用包絡(luò )檢波)、放大濾波和脈沖成形電路后，得到FSK調制信號。FSK解調電路完成將FSK調制信號恢復為NRZ碼。FSK解調實(shí)現方法較多，本文介紹的一種FSK解調電路示于圖2，該電路簡(jiǎn)單方便，可以很好地完成FSK解調。

　　圖2所示電路工作原理如下：觸發(fā)器D1將輸入FSK信號變成窄脈沖，即Q為高時(shí)，FSK上跳沿將Q端置高，但由于此時(shí)Q為低，故CL端為低，又使Q端回到低電平。Q端的該脈沖使十進(jìn)計數器4017復零并重新計數。

　　4017計數器對125KHz時(shí)鐘計數, 由于數據寬為40/fc=40Tc(Tc為載波周期 )，若為數據0，FSK方波周期T0=8Tc。當計至第7個(gè)時(shí)鐘數時(shí)，Q7輸出為高，使CLKen(CLK使能端 )為高，計數器不再計第8個(gè)時(shí)鐘，此時(shí)Q7為高，當觸發(fā)器D1的Q輸出端在下一個(gè)FSK波形上跳時(shí)，觸發(fā)器D2的Q端輸出為低。FSK波形上跳同時(shí)也將計數器復零并重新計數。因此，在數據為0的對應FSK波形頻率下，觸發(fā)器D2的Q輸出端為低，即為數據0的NRZ碼電平。

　　在數據1時(shí)，由于FSK波形周期T1=5Tc，故計數器4017的Q7引腳始終為低，在這期間觸發(fā)器D2的Q輸出端保持為高，即為數據1的NRZ電平。

　　數據0的解調波形圖示于圖3。從圖中可見(jiàn)，若0的緊跟位為0，則其位寬為40Tc，若緊跟位為1，其位寬為37Tc，短了三個(gè)時(shí)鐘周期。位1的緊跟位為1，其位寬保持為40Tc, 若其緊跟位為0，則其位寬為43Tc。因此，位值0和1的交錯，不會(huì )造成位寬誤差的傳播，而是進(jìn)行了補償。