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125KHz RFID
读写器的
FSK
解调器设计
很多工作在
125KHz
载波频率的
RFID
芯片，如
Microchip
公司的
M
CRF200
、
MCRF250
以及
Atmel
公司的
e5551
、
T5557
等都可以
将其调制方式设置为
FSK
方式。
若芯
片设置为
FSK
调制方式，
那么读写器
(PCD)
必须具有
FSK
解调电路。
FSK
解调
电
路将
FSK
调制信号解调为
NRZ
码。
本文给出一种
FSK
解调电路，该电路的特点是电路简单可靠，很适宜
PCD
中
应用。
FSK
调制
工作在
1
25KHz
的
RFID
的
FSK
调制方式都很相似，
图
1
给出了一种
FSK
调制
方式的波形图。从图中可见，此时数据速率为：载波频率
fc/40=12
5K/40=3125bps
，
在进行
FSK
调制后，数据
0
是频率为
fc/8
的方波，即
f0 = fc/8
；而数据
1
是频率为
fc/5
的方波，即
f1=
fc/5
。
经
FSK
调制后的传送数据，
通过负载调制方式传送到
< br>PCD
，
图
1
< br>中也给出了射
频波形，载波的调制是采用调幅。
F
SK
解调
PCD
经载波解调
(
通常采用包络检波
)
、放大滤波和脉冲成形电路后，得到
FSK
调制信号。
FSK
解调电路完成将
FSK
调制信号恢复为
NRZ
码。
FSK
解调实现方法
较
多，本文介绍的一种
FSK
解调电路示于图
2
，该电路简单方便，可以很好地完成
FSK
解调。
图
2
所示电
路工作原理如下：触发器
D1
将输入
F
SK
信号变成窄脉冲，即
Q
为
高时，
FSK
上跳沿将
Q
端置高，但由于此时
Q
为低，故
CL
端为低，又使
Q
端回到
低电平。
Q
端的该脉冲使十进
计数器
4017
复零并重新计数。
401
7
计数器对
125KHz
时钟计数
,
由于数据宽为
40/fc=40Tc(
Tc
为载波周期
)
< br>，
若为数据
0
，
FSK
方波周期
T0=8Tc
。当计至第
7
个时钟数时，
Q7
输出为高，使
CLKen(CLK
使能端
)
为高，
计数器
不再计第
8
个时钟，
此时
Q7
为高，
当触发器
D1<
/p>
的
Q
输出端在下一个
FSK
波形上跳时，
触发器
D2<
/p>
的
Q
端输出为低。
FSK
波形上跳
同时也将计数器复零并重新计数。因此，在数
据为
0
的对应
FSK
< br>波形频率下，触发
器
D2
的
Q
输出端为低，即为数据
0
的
NRZ
码电平。
图
2
FSK
解调电路
图
3
数位
0(
后跟位
1)
的解调波形图例
在数据
1
时
，
由于
FSK
波形周期
T1=5Tc
，
故计数器
40
17
的
Q7
引脚始终为低，
在这期间触发器
D2
的
Q
输出端保持为高，即为数据
1
的
NRZ
电平。
数据
0<
/p>
的解调波形图示于图
3
。从图中可见，若
0
的紧跟位为
0
，则其位宽为
40Tc
，若紧跟位为
1
，其位宽为
37Tc
，短了三个时钟
周期。位
1
的紧跟位为
1
，其
位宽保持为
40Tc,
若其紧跟位为
0
，则其位宽为
43T
c
。因此，位值
0
和
< br>1
的交错，
不会造成位宽误差的传播，而是进行了补偿。
±
3
个时钟误差，不会影响
MCU
对位
判的正确性。
单稳电
路产生的上跳变化为触发器
D2
提供了正常工作的
CL
端电平，
同时也通
知<
/p>
MCU
此后触发器
D2
< br>的输出数据有效。单稳电路可采用
74HC123
，它为
可重复
触发单稳电路，可以自动启动和关闭该解调器。
RFI
D
芯片中
FSK
通常有多种模式，如<
/p>
e5551
中有四种模式
(
表
1)
，该电路上面
的分析
描述对应的是
FSK1a
，
但对于
FSK1
，
只需将输出端改为触发器
D2
的
Q
端即
可。若用
FSK2
，则计数器的输出端改用<
/p>
Q9
即可。
对于不同的数据速率，只是位宽不同，不影响解调的结果。
结语
该电路简单可靠，已用于水表读头中。
转载：
RFID
系统中的频段特点
对一个
RFID
系统来说，它的频段概念是指读写器通过天线发送、接收并识读
的标签信号频率范围
。从应用概念来说，射频标签的工作频率也就是射频识别系统
的工作频率，直接决定系统
应用的各方面特
性。在
RFID
系统中，系统工作就像我
们平时收听调频广播一样，射频标签和读写
器也要调制到相同的频率才能工作。
射频标签的工作频率不仅决定着射频识别系统工作原理
（电感耦合还是电磁耦合）
、
识别距离，
还决定着射频标签及读写器实
现的难易程度和设备成本。
RFID
应用占据
< br>的频段或频点在国际上有公认的划分，即位于
ISM
波段
。典型的工作频率有：
125kHz
、
133kHz
、
13.56MHz
、<
/p>
27.12MHz
、
433MHz
、
902MHz
～
9
28MHz
、
2.45GHz
、
5.8GHz
等。
按照工作频率的不同，
RFID
标签可
以分为低频
(LF)
、高频
(HF)<
/p>
、超高频
(UHF)
和微
波等不同种类。不同频段的
RFID
工作原理不同，<
/p>
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<
/p>
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
(125KHz)
、高频
(13.54MHz
）、超高频
（
850MHz
～
910
MFz
）和微波（
2.45GHz
）。
每一种频率都有它的特点，被用在不同
的领域，因此要正确使用就要先选择合适的频率。
低频段射频标签，简称为低频标签
，其工作频率范围为
30kHz
～
30
0kHz
。典型工作
频率有
125KH
z
和
133KHz
。
< br>低频标签一般为无源标签，
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。低频标签与阅读器之间传送数据时，低频
标签需位
于阅读器天线辐射的近场区内。
低频标签的阅读距离一般情况下小于
1
米。
低频标签的典型应用有：动物识别、容器识别、工具
识别、电子闭锁防盗（带有内
置应答器的汽车钥匙）等。
中高频段射频标签的工作频率一般为
3MHz
～
30MHz
。典型工作频率
为
13.56MHz
。
该频段的射频标
签，
因其工作原理与低频标签完全相同，
即采用电感耦合方式工
作，
所以宜将其归为低频标签类中。另一方面，根据无线电频率的一般划分，其工作频<
/p>
段又称为高频，所以也常将其称为高频标签。鉴于该频段的射频标签可能是实际应
用中最大量的一种射频标签，因而我们只要将高、低理解成为一个相对的概念，即
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