用于RFID 接收器的基带电路.PDFVIP

用于 RFID 接收器的基带电路 (RFID) 技术采用辐射和反射RF功率来识别和跟踪各种目标。典型的RFID系统由一个阅读器和一个转发 器(或标签)组成。一个RFID阅读器包含一个RF发送器、一个或多个天线以及一个RF接收器。RFID标签就是 一个带天线的唯一标识IC。 与雷达系统相似，阅读器和标签之间的通信也是通过反向散射反射来实现的 (在860MHz~960MHz的UHF 频段内)。本设计要点描述了一款高性能 RFID接收器。 直接转换接收器 图1示出了一个直接转换RF接收器，该接收器可把一个RF载波直接解调为一个基带信号，而不需中频下 变频转换(一个零IF接收器)。发送器和接收器所共享的天线负责检测RF载波，并通过一个带通滤波器将之 传送至一个LT®5516解调器的RF输入。LT5516直接转换解调器800MHz至1.5GHz的频率范围包括了RFID阅读器 所使用的UHF频段(860MHz至960MHz)。LT5516超群的线性提供了对低电平信号的高灵敏度，即使在很大的干 扰信号情况下也不例外。LT6231低噪声双信道运算放大器起一个差分至单端放大器的作用，用于驱动低通 滤波器的单端输入。仿真基带滤波处理由LT1568来完成，它是一个低噪声、精准RC滤波器单元式部件。LT1568 滤波器提供了一种用于设计具有100kHz~0MHz截止频率的低通和带通滤波器的简单解决方案。对于UHF RFID 系统中常用的250kHz~4MHz信号频谱来说，这些截止频率已经足够了。LT1568 的差分输出用于驱动LTC2298 ADC的输入。LT2298是一款具有74dB信噪比(SNR)的65Msps、低功耗(400mW)、双信道14位模数转换器。ADC 之后的数字信号处理器(DSP)负责对来自多个标签的接收信号进行分析，并提供附加的滤波处理。 一款低噪声差分至单端放大器 图2示出了一款用于把LT5516的差分I或Q输出转换为一个单端输出的LT6231差分放大器。在60Ω电阻器的两 端增设270pF外部电容器可把解调器的输出限制为10MHz，以防止任何高频干扰传送至LT6231放大器。由于 幅移键控(ASK) RFID信号无需DC耦合，因此对基带放大器采用了AC耦合。由AC耦合电容器和放大器输入电 阻器提供的高通极点被设定为8kHz。差分放大器的输入电阻器阻值被设定为140Ω，旨在最大限度地降低与 输入相关的噪声。放大器输出端上的噪声层为4.3nV/√ Hz 乘以放大器增益 (增益≥5)。LTC2298 ADC提供 陈家能 第 1 页 2009-11-16 的1.5V基准用于将放大器输出的电平移动至位于其后的 3V 滤波器和ADC 电路的中间电源电压点。一个匹 配的I和Q滤波器以及一个双信道ADC图3示出了两个被连接成双信道、匹配、四阶滤波器的LT1568滤波器单 元式部件。LT1568滤波器的单端输入至差分输出转换增益为6dB。LT1568电路利用相等的电阻器阻值实现了 一个椭圆低通滤波函数(见图3)。2(f-3dB)条件下的阻带衰减为 34dB。I和Q滤波器匹配由LT1568的A和B侧 的固有匹配来保证。LTC2298的输入电压范围可调节至2VP-P或1VP-P。 结论 只需采用5个IC(LT5516、LT6231、两个LT1568和一个LTC2298)便可设计一款高性能UHF RFID接收器， 并具灵活性以进行适应调整和优化，从而满足现有和新兴RFID标准的要求。 陈家能 第 2 页 2009-11-16