專利名稱：Rfid零中頻接收動態降噪電路的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于通信技術領域，具體涉及一種RFID零中頻接收降噪電路。
背景技術：
RFID無線射頻識別是一種非接觸式自動識別系統，該系統基本組成部分由讀寫器、天線和電子標簽構成，讀寫器經天線調制發送和接收解調信號；電子標簽散射回來的射頻信號經解調成基帶數字信號，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID讀寫器接收機工作時接收到包括標簽反射信號、天線噪聲、環境反射、發射機直接耦合，以及接收機自身的噪聲即射頻功放輸出的噪音。接收電路噪音源主要來自射頻功放輸出的噪音，包括相位和幅度的噪音。在理想情況下，射頻功放輸出的噪音對差分放大 器輸入端的影響是一致的，因此在輸出端可以得到噪音很低的信號。但實際工作中由于天線本身的阻抗匹配，以及天線周圍環境的變化，傳輸線中通常情況有比較大的駐波，采樣通道的幅度差異較大，差分效果大打折扣。在電子標簽能獲得足夠工作能量的前提下，讀寫器的工作距離主要取決于電子標簽反向散射信號在讀寫器的解調輸出能否滿足最低信噪比要求.可用下面的公式來標示讀寫器決定的最大工作距離-C-^DATA 輪 ER、。2ψ■灘
VV其中，C是電磁波在自由空間的傳播速度，ω是電磁波彳目號的角頻率，Γ是標簽功率反射系數，ζ是收發隔離系數，GR是讀寫器天線增益，GT是標簽天線增益.分母中的PPN表示本振的單邊帶通帶內相位噪聲功率，可以計算本振已知的相位噪聲數據或者使用頻譜分析儀(SPA)直接測量獲得.分子中的PDATA表示標簽二進制數據序列的單邊帶通帶內信號功率，可以數值計算的方式得到。根據公式，在標簽參數、天線增益和收發隔離等參數一定的情況下，讀寫器的工作距離取決于讀寫器接收機的信噪比性能(SNR)。環境折反射干擾及相位噪聲主要在載波頻率附近，下變頻之后表現為低頻噪聲；基帶信號上混有常見的高頻噪聲，在密集讀寫器模式下，需要控制接收機帶寬在一定范圍以避免讀寫器之間相互干擾，因此需要對基帶信號作帶通濾波處理，以提高其信噪比.直流偏移是零中頻結構特有的一種干擾，是由于接收機中本振、發射機泄漏、環境反射等信號耦合到混頻器輸入端形成的。讀寫器收發同頻造成了直流偏移遠大于常規的接收機，加上常見工作距離只有3 5米，載波泄漏情況還受天線及環境影響，直流偏移具有時變性。直流偏移不僅破壞了后級電路的直流工作點，還影響放大濾波電路的線性度性能，使信噪比變差。使用環行器的單天線設計中，環行器隔離度有限導致發射泄漏到接收端的強度大，直流偏移問題會更加嚴重。
實用新型內容本實用新型目的是提供一種有效消除零中頻接收電路直流偏移，保證采樣通道信號幅度相等，大大提高接收電路信噪比的零中頻接收動態降噪電路。為解決上述技術問題采用的技術方案是RFID零中頻接收動態降噪電路，讀寫器天線接收的電子標簽散射信號及頻射功放噪音信號，經零中頻解調電路解調由差分放大器進行信號處理后傳輸至數字信號處理器DSP，其特征是還包括可變增益單元及可變增益控制電路，可變增益單元設在零中頻解調電路與信號采樣點之間，可變增益控制電路由可變增益單元輸出端與采樣點相連的采樣電路，及可變增益單元增益調整端與數字信號處理器DSP相連的動態調整電路構成，DSP芯片具有ADC和DAC轉換器，ADC對差分放大器兩路信號進行采樣，數字信號處理器DSP比較兩路信號值再通過DAC輸出調整信號控制可變增益單元。可變增益控制電路采用閉環控制系 統，通過動態調節方式來保證差分放大器輸入端信號幅度一致。所述零中頻解調電路為二通道或多通道信號采樣零中頻接收電路。本實用新型的有益效果是在現有技術RFID零中頻接收電路上增加可變增益單元及可變增益控制電路，采用閉環控制系統，通過動態調節方式保證進入差分放大器輸入端的信號幅度一致，這樣不對載波信號產生影響，基本消除信號采樣通道的幅度差異，幾個主要噪音源表現為共模噪音，被后續差分放大器消除，從而大大提高了信噪比。此動態降噪電路與二通道或多通道信號采樣零中頻接收電路均適用，使接收的靈敏度和噪聲抑制比顯著提高，同時電路板的尺寸并沒有大幅增加，成本低廉，跟同類其它接收原理相比具有很高的性價比，具有更好的商業價值和應用前景。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型作進一步詳細說明圖I為本實用新型實施例框架示意圖圖2為本實用新型實施例電路示意圖
具體實施方式
RFID無線射頻識別系統主要由讀寫器、天線和電子標簽構成，讀寫器經天線調制發送和接收解調信號；電子標簽接收并對射頻信號散射，電子標簽散射回來的射頻信號及射頻功放輸出噪音信號經零中頻解調電路解調后，經差分放大器進行信號處理后輸送至數字信號處理器DSP，實現讀寫器通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。在理想情況下，射頻功放輸出的噪音對差分放大器輸入端的影響是一致的，因此在輸出端可以得到噪音很低的信號。但實際工作中由于天線本身的阻抗匹配，以及天線周圍環境的變化，傳輸線中通常情況有比較大的駐波，采樣通道的幅度差異較大，差分效果大打折扣。本提案電路在零中頻解調電路與信號采樣點之間設有可變增益單元，并增加可變增益控制電路，可變增益控制電路由可變增益單元輸出端與采樣點相連的采樣電路，及可變增益單元增益調整端與數字信號處理器DSP相連的動態調整電路構成，DSP芯片具有ADC和DAC轉換器，ADC對差分放大器兩路信號進行采樣，數字信號處理器DSP比較兩路信號值再通過DAC輸出調整信號控制可變增益單元。可變增益控制電路采用閉環控制系統，通過動態調節方式來保證差分放大器輸入
端信號幅度一致。如圖I、圖2所示，RFID零中頻接收動態降噪電路，采用二通道信號采樣零中頻解調電路，二采樣通道相位差為90度，在零中頻解調電路與信號采樣點之間分別設有可變增益單元D6，D8，并增加控制電路，通過動態調節方式來保證差分放大器輸入端幅度一致。控制電路先輸出沒有調整的載波信號，控制器比較差分的輸入端幅度，并調節可變增益單元，實現差分輸入端幅度相等。然后將增益固定。進行后面的射頻通信。如圖2 所示，可變增益單元D6，D8由兩個二極管管構成射頻衰減器，由A_ADJ和B_ADJ調節二極管的電流來控制射頻的衰減；A_LEV和B_LEV的電源反映的是兩路采樣點的射頻的振幅。利用DSP芯片自帶的ADC和DAC功能來實現自動調整。先輸出未調制的射頻功率，由ADC讀取A_LEV和B_LEV，如果A_LEV電壓較高，通過DAC輸出降低A_ADJ的電壓，從而減小D6的偏置電流。最終實的電壓一致。完成校準后，再進行讀標簽通信，這樣大大提聞的彳目噪比。在上述實施例中，二通道信號采樣零中頻解調電路可以用于四通道或其它多通道信號采樣零中頻解調電路替換。
權利要求1.RFID零中頻接收動態降噪電路，包括零中頻解調電路，讀寫器天線接收的電子標簽散射信號及頻射功放噪音信號，經零中頻解調電路解調由差分放大器進行信號處理后傳輸至數字信號處理器DSP，其特征是還包括可變增益單元及可變增益控制電路，可變增益單元設在零中頻解調電路與信號采樣點之間。
2.根據權利要求I所述的RFID零中頻接收動態降噪電路，其特征是所述可變增益控制電路由可變增益單元輸出端與采樣點相連的采樣電路，及可變增益單元增益調整端與數字信號處理器DSP相連的動態調整電路構成，DSP芯片具有ADC和DAC轉換器，ADC對差分放大器兩路信號進行采樣，數字信號處理器DSP比較兩路信號值再通過DAC輸出調整信號控制可變增益單元。
3.根據權利要求I所述的RFID零中頻接收動態降噪電路，其特征是所述零中頻解調電路應用于二通道或多通道信號采樣零中頻接收電路。
專利摘要本實用新型公開了一種RFID零中頻接收動態降噪電路，特點是具有可變增益單元及可變增益控制電路，可變增益單元設在零中頻解調電路與信號采樣點之間，可變增益控制電路由可變增益單元輸出端與采樣點相連的采樣電路，及可變增益單元增益調整端與數字信號處理器DSP相連的動態調整電路構成。在現有技術RFID零中頻接收電路上增加可變增益單元及可變增益控制電路，通過動態調節方式保證進入差分放大器輸入端的信號幅度一致，這樣不對載波信號產生影響，基本消除信號采樣通道的幅度差異，大大提高了信噪比，此動態降噪電路與二通道或多通道信號采樣零中頻接收電路均適用，適用性強，使用成本低，值得大力推廣應用。
文檔編號H04B1/30GK202617098SQ201220177298
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者沈煥, 吳子明, 楊本榮, 石天成 申請人:上海西赫多光電有限公司