《射频识别第二章精.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《射频识别第二章精.ppt（48页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、射频识别第二章第1页，本讲稿共48页射频识别技术工作在低频和高频时基于电感耦合方式（能量及信息传递射频识别技术工作在低频和高频时基于电感耦合方式（能量及信息传递射频识别技术工作在低频和高频时基于电感耦合方式（能量及信息传递射频识别技术工作在低频和高频时基于电感耦合方式（能量及信息传递以电感耦合方式实现），工作在特高频和超高频时基于反向散射耦合方以电感耦合方式实现），工作在特高频和超高频时基于反向散射耦合方以电感耦合方式实现），工作在特高频和超高频时基于反向散射耦合方以电感耦合方式实现），工作在特高频和超高频时基于反向散射耦合方式。式。式。式。实现射频能量和信息传递的电路称为射频前端电路，简称为
2、射频前端。实现射频能量和信息传递的电路称为射频前端电路，简称为射频前端。实现射频能量和信息传递的电路称为射频前端电路，简称为射频前端。实现射频能量和信息传递的电路称为射频前端电路，简称为射频前端。本本本本章介绍基于电感耦合方式的射频前端电路的构造和原理。章介绍基于电感耦合方式的射频前端电路的构造和原理。章介绍基于电感耦合方式的射频前端电路的构造和原理。章介绍基于电感耦合方式的射频前端电路的构造和原理。电感耦合方式的射频前端电感耦合方式的射频前端第2页，本讲稿共48页下图为三种典型的天线电路：下图为三种典型的天线电路：下图为三种典型的天线电路：下图为三种典型的天线电路：阅读器天线电路阅读器天线电
3、路第3页，本讲稿共48页串联谐振回路具有电路简单、成本低、激励可采用低内阻的恒压源、谐振串联谐振回路具有电路简单、成本低、激励可采用低内阻的恒压源、谐振串联谐振回路具有电路简单、成本低、激励可采用低内阻的恒压源、谐振串联谐振回路具有电路简单、成本低、激励可采用低内阻的恒压源、谐振时可获得最大的回路电流等特点，因而被广泛采用。串联谐振回路电路组时可获得最大的回路电流等特点，因而被广泛采用。串联谐振回路电路组时可获得最大的回路电流等特点，因而被广泛采用。串联谐振回路电路组时可获得最大的回路电流等特点，因而被广泛采用。串联谐振回路电路组成：成：成：成：其中其中 R1 是电感线圈是电感线圈 L 损耗的
4、等效电阻，损耗的等效电阻，RS 是信号源是信号源 的的内阻，内阻，RL是负载电是负载电阻，回路总电阻值阻，回路总电阻值 R=R1+RS+RL。串联谐振回路：电路组成串联谐振回路：电路组成第4页，本讲稿共48页若外加电压为若外加电压为 ，则回路电流，则回路电流 为：为：其中其中 Z=R+jX 为阻抗。为阻抗。如果有：如果有：则电流则电流 为最大值，此时回路发生谐振，上式称为串联回路的谐振条件。由此可知为最大值，此时回路发生谐振，上式称为串联回路的谐振条件。由此可知回路发生串联谐振的角频率回路发生串联谐振的角频率 0 和频率和频率 f0 分别为：分别为：f0 称为谐振频率，称为谐振频率，称为谐振频
5、率，称为谐振频率，称为谐振回路的特性阻抗。称为谐振回路的特性阻抗。称为谐振回路的特性阻抗。称为谐振回路的特性阻抗。串联谐振回路：谐振条件串联谐振回路：谐振条件第5页，本讲稿共48页串联谐振回路谐振时具有如下特性：串联谐振回路谐振时具有如下特性：v回路电抗回路电抗 X=0，阻抗，阻抗 Z=R 为最小值，且为纯阻；为最小值，且为纯阻；v回路电流最大，即，且与同相；回路电流最大，即，且与同相；v电感和电容两端的电压分别为：电感和电容两端的电压分别为：由此可见，电感与电容两端电压的模值相等，且都等于外加电压的由此可见，电感与电容两端电压的模值相等，且都等于外加电压的Q 倍，倍，Q 称为称为回路的品质因
6、数：回路的品质因数：回路的回路的 Q 值可达数十到近百，谐振时电感线圈和电容器两端电压可比信值可达数十到近百，谐振时电感线圈和电容器两端电压可比信号源电压大数十到百倍，在选择电路器件时，必须考虑器件的耐压问题。号源电压大数十到百倍，在选择电路器件时，必须考虑器件的耐压问题。串联谐振回路：谐振特性串联谐振回路：谐振特性第6页，本讲稿共48页设谐振时回路中的瞬时电流设谐振时回路中的瞬时电流 i 为：为：则电感则电感 L 和电容和电容 C 上存储的瞬时能量分别为：上存储的瞬时能量分别为：上式中，为电压源的幅值。电感上式中，为电压源的幅值。电感 L 和电容和电容 C 存储的能量之和存储的能量之和 wR
7、 为：为：由此可见，是一个不随时间变化的常数。这说明回路中存储的能力保持由此可见，是一个不随时间变化的常数。这说明回路中存储的能力保持不变，只是在电感和电容间相互转换。不变，只是在电感和电容间相互转换。串联谐振回路：能量关系串联谐振回路：能量关系第7页，本讲稿共48页电阻电阻 R 消耗的平均功率消耗的平均功率 P 为：为：在每一周期在每一周期 T（T=1/f0,f0为谢振频率）内，电阻为谢振频率）内，电阻 R 消耗的能量为：消耗的能量为：回路中存储的能量回路中存储的能量 wL+wC 与每一周期消耗的能量与每一周期消耗的能量 wR 之比为：之比为：因此，从能量的角度看，品质因数因此，从能量的角度
8、看，品质因数 Q 可以表示为。可以表示为。串联谐振回路：能量关系串联谐振回路：能量关系第8页，本讲稿共48页回路中电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线称为谐振曲线。任意频回路中电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线称为谐振曲线。任意频率下的回路电流率下的回路电流 与谐振时的回路电流与谐振时的回路电流 之比为：之比为：取其模值，得：取其模值，得：上式中，上式中，表示偏离谐振的程度，称为失谐量，表示偏离谐振的程度，称为失谐量，称为广义失称为广义失谐。谐。串联谐振回路：谐振曲线串联谐振回路：谐振曲线第9页，本讲稿共48页谐振曲线：谐振曲线：由图可知，由图可知，Q 值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性也
9、就越好。值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性也就越好。串联谐振回路：谐振曲线串联谐振回路：谐振曲线第10页，本讲稿共48页谐振回路的通频带通常用半功率点的两个边界频率之间的间隔表示，半谐振回路的通频带通常用半功率点的两个边界频率之间的间隔表示，半功率点的电流比为功率点的电流比为0.707，如下图所示：，如下图所示：通频带通频带 BW 为：为：由此可见，由此可见，Q 值越大，通频带越窄，选择性越好。值越大，通频带越窄，选择性越好。串联谐振回路：通频带串联谐振回路：通频带第11页，本讲稿共48页安培定理指出，当电流流过一个导体时，在此导体的周围会产生一个磁场安培定理指出，当电流流过一个导体时，在此
10、导体的周围会产生一个磁场。对于直。对于直流载流体，在半径为流载流体，在半径为 a 的环形磁力线上，磁场强度的大小为：的环形磁力线上，磁场强度的大小为：其中其中 i 为电流，为电流，a 为半径。为半径。磁感应强度磁感应强度 B 和磁场强度和磁场强度 H 的关系为：的关系为：其中其中 0 为真空磁导率，为真空磁导率，r 为相对磁导率。为相对磁导率。电感线圈的交变磁场电感线圈的交变磁场第12页，本讲稿共48页在电感耦合的射频识别系统中，阅读器天线电路的电感常采用短圆柱形线圈结构，在电感耦合的射频识别系统中，阅读器天线电路的电感常采用短圆柱形线圈结构，如下图所示。图中如下图所示。图中 P 点的的磁感应
11、强度点的的磁感应强度 BZ为：为：电感线圈的交变磁场电感线圈的交变磁场其中其中 i1 为电流，为电流，N1 为线圈匝数，为线圈匝数，a 为线圈半径，为线圈半径，r 为距离线圈中心的距为距离线圈中心的距离，离，0为真空磁导率。为真空磁导率。当当 ra时，时，第13页，本讲稿共48页上面的关系表明，从线圈中心到一定距离磁场强度几乎是不变的，而后急剧下上面的关系表明，从线圈中心到一定距离磁场强度几乎是不变的，而后急剧下降，其衰减大约为降，其衰减大约为 60dB/10倍距离，如下图所示：倍距离，如下图所示：上述结论适用于近场，近场是指与线圈中心处的距离小于的上述结论适用于近场，近场是指与线圈中心处的距
12、离小于的 r 的范围，的范围，即即其中为其中为 r为工作波长。为工作波长。电感线圈的交变磁场电感线圈的交变磁场rB 0 第14页，本讲稿共48页假定线圈中电流不变，讨论假定线圈中电流不变，讨论 a 和和BZ 的关系。的关系。令令dBZ/da=0，求得，求得 BZ 具有最大值的条件为具有最大值的条件为 ,这就是说，在一定距离这就是说，在一定距离 r 处，当线圈半径为处，当线圈半径为 时，可获得最大磁感应强度。时，可获得最大磁感应强度。矩形线圈的磁感应强度为：矩形线圈的磁感应强度为：其中其中 i1 为电流，为电流，N1 为线圈匝数，为线圈匝数，a 和和 b为矩形的边长，为矩形的边长，r 为距离线圈
13、中心的为距离线圈中心的距离，距离，0为真空磁导率。为真空磁导率。电感线圈的交变磁场电感线圈的交变磁场第15页，本讲稿共48页Microchip 公司生产的公司生产的 13.56 MHz 应答器应答器 MCRF355 和和 MCRF360的天线的天线电路：电路：应答器天线电路应答器天线电路第16页，本讲稿共48页Temic 公司生产的公司生产的 125 kHz应答器芯片应答器芯片e5550的天线电路：的天线电路：应答器天线电路应答器天线电路第17页，本讲稿共48页串联谐振回路适用于恒压源，即信号源内阻很小的情况。如果信号源的内串联谐振回路适用于恒压源，即信号源内阻很小的情况。如果信号源的内阻大，
14、则应采用并联谐振回路。在研究并联谐振回路时，采用恒流源（信阻大，则应采用并联谐振回路。在研究并联谐振回路时，采用恒流源（信号源内阻很大）分析比较方便。号源内阻很大）分析比较方便。导纳导纳 Y 可表示为：可表示为：其中其中 为电导，为电导，为谐振电阻，为谐振电阻，为电纳。为电纳。并联谐振回路并联谐振回路图（图（a）中并联回路两端的阻抗为：）中并联回路两端的阻抗为：第18页，本讲稿共48页因此我们可以得到另外一种形式的并联谐振回路：因此我们可以得到另外一种形式的并联谐振回路：当并联谐振回路的电纳当并联谐振回路的电纳 时，回路两端电压时，回路两端电压 ，并且，并且 和和 同相，此时称并联谐振回路对外
15、加信号频率源发生并联谐振。由同相，此时称并联谐振回路对外加信号频率源发生并联谐振。由 推推得并联谐振的条件为：得并联谐振的条件为：并联谐振回路：谐振条件并联谐振回路：谐振条件第19页，本讲稿共48页并联谐振时的谐振电阻并联谐振时的谐振电阻 为：为：同样，在并联谐振时把回路的感抗值（或容抗值）与电阻的比值称为回路的品同样，在并联谐振时把回路的感抗值（或容抗值）与电阻的比值称为回路的品质因数质因数 ：式中式中 称为特性阻抗，进一步有：称为特性阻抗，进一步有：由此可见，谐振时谐振电阻等于感抗值（或容抗值）的由此可见，谐振时谐振电阻等于感抗值（或容抗值）的 倍。倍。并联谐振回路：谐振特性并联谐振回路：
16、谐振特性第20页，本讲稿共48页谐振时电容支路、电感支路的电流谐振时电容支路、电感支路的电流 和和 分别为：分别为：并联谐振回路：谐振特性并联谐振回路：谐振特性由此可见，并联谐振时电感、电容支路的由此可见，并联谐振时电感、电容支路的电流为信号源电流的电流为信号源电流的 倍，所以并联谐倍，所以并联谐振又称为电流谐振。振又称为电流谐振。第21页，本讲稿共48页并联谐振回路：谐振曲线和通频带并联谐振回路：谐振曲线和通频带并联谐振回路和串联谐振回路的谐振曲线相同，但其纵坐标不同：并联谐振回路和串联谐振回路的谐振曲线相同，但其纵坐标不同：并联谐振回路的通频带带宽并联谐振回路的通频带带宽 BW 为：为：式
17、中式中 fp 为并联谐振频率，为并联谐振频率，为谐振曲线两半功率点的频差。为谐振曲线两半功率点的频差。第22页，本讲稿共48页加入负载后的并联谐振回路加入负载后的并联谐振回路当考虑源内阻当考虑源内阻 RS 和负载电阻和负载电阻 RL 后，并联谐振回路的等效电路如下图所示。后，并联谐振回路的等效电路如下图所示。因为有：因为有：所以有：所以有：由此可见，当考虑源内阻由此可见，当考虑源内阻 RS 和负载电阻和负载电阻 RL 后，并联谐振回路的品质因数要下降。后，并联谐振回路的品质因数要下降。RSRL第23页，本讲稿共48页考虑下图所示的串、并联电路，二者等效实质是指在电路的工作频率为考虑下图所示的串
18、、并联电路，二者等效实质是指在电路的工作频率为 f 时，从时，从 AB 端看进去的阻抗相等。端看进去的阻抗相等。从阻抗相等的关系可得：从阻抗相等的关系可得：串、并联阻抗等效互换串、并联阻抗等效互换第24页，本讲稿共48页串联回路的品质因数串联回路的品质因数 Q1 为：为：因此有：因此有：在高在高 Q1 时，时，串、并联阻抗等效互换串、并联阻抗等效互换第25页，本讲稿共48页阅读器和应答器之间的电感耦合阅读器和应答器之间的电感耦合阅读器和应答器之间的电感耦合关系如下图所示：阅读器和应答器之间的电感耦合关系如下图所示：当应答器进入阅读器产生的交变磁场时，应答器的电感线圈上就会产生感应电压。当应答器
19、进入阅读器产生的交变磁场时，应答器的电感线圈上就会产生感应电压。当距离足够近，应答器天线电路所截获的能量可以供应答器芯片正常工作时，阅读当距离足够近，应答器天线电路所截获的能量可以供应答器芯片正常工作时，阅读器和应答器才能进入信息交互阶段。器和应答器才能进入信息交互阶段。第26页，本讲稿共48页应答器线圈感应电压的计算应答器线圈感应电压的计算应答器线圈上感应电压应答器线圈上感应电压 v2 的大小和穿过线圈所围面积的总磁通量的大小和穿过线圈所围面积的总磁通量 的变化率成的变化率成正比，即：正比，即：其中其中 N2 是应答器线圈的匝数，是应答器线圈的匝数，是每匝线圈的磁通量。是每匝线圈的磁通量。与
20、磁感应强度的关与磁感应强度的关系为：系为：这里磁感应强度这里磁感应强度 B 由阅读器线圈产生，由阅读器线圈产生，S 是线圈所围面积，是线圈所围面积，表示内积运表示内积运算。因此有：算。因此有：第27页，本讲稿共48页应答器线圈感应电压的计算应答器线圈感应电压的计算设设 B 和和 S 之间的夹角为之间的夹角为 0，则有：，则有：上式上式 M 为阅读器与应答器线圈间的互感。为阅读器与应答器线圈间的互感。由此可见，阅读器线圈和应答器线圈之间的耦合像变压器耦合一样，初由此可见，阅读器线圈和应答器线圈之间的耦合像变压器耦合一样，初级线圈（阅读器线圈）的电流产生磁场，该磁场在次级线圈（应答器线级线圈（阅读
21、器线圈）的电流产生磁场，该磁场在次级线圈（应答器线圈）产生感应电压。因此，这种电感耦合方式也称为变压器耦合方式。圈）产生感应电压。因此，这种电感耦合方式也称为变压器耦合方式。第28页，本讲稿共48页应答器谐振回路端电压的计算应答器谐振回路端电压的计算应答器天线电路可用下图表示，其中应答器天线电路可用下图表示，其中 v2 是应答器线圈是应答器线圈 L2 中的感应电压，中的感应电压，R2 是的损耗电阻，是的损耗电阻，C2 是谐振电容，是谐振电容，RL是负载，是负载，是应答器谐振回路两端的电压。是应答器谐振回路两端的电压。串、并联阻抗等效互换串、并联阻抗等效互换第29页，本讲稿共48页应答器谐振回路
22、端电压的计算应答器谐振回路端电压的计算谐振时有：谐振时有：因为因为 i1=I1msin(t)，di1/dt=I1mcos(t)，为角频率，为角频率，f 为物理频率，所以有：为物理频率，所以有：第30页，本讲稿共48页应答器直流电源电压的产生应答器直流电源电压的产生从耦合电压从耦合电压 v2到应答器工作所需的直流电压到应答器工作所需的直流电压 Vcc 的变换过程如下图所示：的变换过程如下图所示：v整流与滤波整流与滤波v稳压电路稳压电路第31页，本讲稿共48页阅读器与应答器之间的耦合电路模型如下图（阅读器与应答器之间的耦合电路模型如下图（a）所示，其中）所示，其中 是频率为是频率为 的正的正弦电压
23、，弦电压，RS 是其内阻，是其内阻，R1是电感是电感 L1 的损耗电阻的损耗电阻,M是互感，是互感，R2 是电感是电感 L2的的损耗电阻，损耗电阻，RL是等效负载电阻，是等效负载电阻，C1 和和C2分别为初级、次级回路的谐振电容。分别为初级、次级回路的谐振电容。为了分析的方便，将（为了分析的方便，将（a）中）中 C2 与与 RL 的并联电路转换为（的并联电路转换为（b）中）中 与与 的串联的串联电路。电路。阅读器与应答器之间的耦合电路模型阅读器与应答器之间的耦合电路模型第32页，本讲稿共48页互感耦合回路的等效阻抗关系互感耦合回路的等效阻抗关系初级、次级回路的电压方程为：初级、次级回路的电压方
24、程为：式中式中 Z11 为初级回路自阻抗，为初级回路自阻抗，Z22为次为次级回路自阻抗，解上述方程得：级回路自阻抗，解上述方程得：则有：则有：令令把称谓次级回路对初级回路的反射阻抗，把称为初级回路对次级回路的反射阻抗。把称谓次级回路对初级回路的反射阻抗，把称为初级回路对次级回路的反射阻抗。第33页，本讲稿共48页电阻负载调制电阻负载调制负载调制是应答器向阅读器传输数据所使用的方法。在以电感耦合方式工作负载调制是应答器向阅读器传输数据所使用的方法。在以电感耦合方式工作的射频识别系统中，负载调制有电阻负载调制和电容负载调制两种方法。的射频识别系统中，负载调制有电阻负载调制和电容负载调制两种方法。下
25、图为电阻负载调制的原理电路图：下图为电阻负载调制的原理电路图：开关开关 S 用于控制负载调制电阻用于控制负载调制电阻 Rmod 的接入与否，开关的接入与否，开关 S 的通断由二进制数的通断由二进制数据编码信号控制。假定二进制数据编码信号为据编码信号控制。假定二进制数据编码信号为“1”时时 S 闭合，则此时应答器闭合，则此时应答器负载电阻为负载电阻为 RL和和Rmod 的并联；二进制数据编码信号为的并联；二进制数据编码信号为“0”时时S断开，应答断开，应答器负载电阻为器负载电阻为 RL。应答器的负载电阻值有两个对应值，即。应答器的负载电阻值有两个对应值，即 RL（S 断开时）断开时）和和 RL
26、与与 Rmod的并联值（的并联值（S闭合时）。闭合时）。第34页，本讲稿共48页电阻负载调制电阻负载调制电阻负载调制的等效电路图：电阻负载调制的等效电路图：v次级回路等效电路中的端电压次级回路等效电路中的端电压 。设初级回路处于谐振状态，则其反射电。设初级回路处于谐振状态，则其反射电抗抗 Xf2=0，故：，故：上式中上式中 RLm 为负载电阻为负载电阻 RL 和负载调制电阻和负载调制电阻 Rmod 的并联值。当进行负载的并联值。当进行负载调制时，调制时，RLm RL,因此因此 下降。在实际电路中，下降。在实际电路中，的变化反映为电感线的变化反映为电感线圈两端的电压变化。圈两端的电压变化。第35
27、页，本讲稿共48页电阻负载调制电阻负载调制电阻负载调制的等效电路图：电阻负载调制的等效电路图：v初级回路等效电路中的端电压初级回路等效电路中的端电压 。次级回路的阻抗表达式为：。次级回路的阻抗表达式为：因此电阻负载调制时因此电阻负载调制时 Z22 下降，导致下降，导致 Z22 上升（在互感上升（在互感 M 不变的情况下）。不变的情况下）。若次级回路处于谐振状态，其反射电抗若次级回路处于谐振状态，其反射电抗 Xf1=0，则表现为反射电阻，则表现为反射电阻 Rf1 的的增加。增加。Rf1 的增加即意味着的增加即意味着 的增加。的增加。第36页，本讲稿共48页电阻负载调制电阻负载调制电阻负载调制数据
28、信息传递的原理：电阻负载调制数据信息传递的原理：第37页，本讲稿共48页电容负载调制是用附加的电容电容负载调制是用附加的电容 Cmod 代替调制电阻代替调制电阻 Rmod，其原理电路图，其原理电路图如下：如下：电容负载调制和电阻负载调制的不同之处在于：的接入不改变应答器回路的电容负载调制和电阻负载调制的不同之处在于：的接入不改变应答器回路的谐振频率，因此阅读器和应答器在工作频率下都处于谐振状态；当接入后，谐振频率，因此阅读器和应答器在工作频率下都处于谐振状态；当接入后，应答器回路失谐，其反射电抗也会引起阅读器回路失谐，情况比较复杂。应答器回路失谐，其反射电抗也会引起阅读器回路失谐，情况比较复杂
29、。电容负载调制电容负载调制第38页，本讲稿共48页电容负载调制的等效电路图：电容负载调制的等效电路图：v次级回路等效电路中的端电压次级回路等效电路中的端电压 。设初级回路处于谐振状态，则。设初级回路处于谐振状态，则其反射电抗其反射电抗 Xf2=0，故：，故：由此可见，由此可见，Cmod 的接入使得的接入使得 下降，即电感下降，即电感 L2 两端的电压下降。两端的电压下降。电容负载调制电容负载调制第39页，本讲稿共48页电容负载调制的等效电路图：电容负载调制的等效电路图：v初级回路等效电路中的端电压初级回路等效电路中的端电压 。次级回路的阻抗表达式为：。次级回路的阻抗表达式为：因此电容负载调制时
30、因此电容负载调制时 Z22 下降，导致下降，导致 Z22 上升（在互感上升（在互感 M 不变的情况下）。但不变的情况下）。但由于次级回路失谐，因此由于次级回路失谐，因此 Zf1中包含中包含Xf1的成分。由于的成分。由于 Zf1 上升，所以电上升，所以电感感 L2 两端的电压增加，但此时电压不仅是幅度的变化，也是相位的变化。两端的电压增加，但此时电压不仅是幅度的变化，也是相位的变化。电容负载调制电容负载调制第40页，本讲稿共48页功率放大电路位于射频识别系统的阅读器中，用于向应答器提供能量。功率放大电路位于射频识别系统的阅读器中，用于向应答器提供能量。阅读器中的功率放大电路采用谐振功率放大器（采
31、用谐振回路作为匹阅读器中的功率放大电路采用谐振功率放大器（采用谐振回路作为匹配网络的功率放大器）。配网络的功率放大器）。按照流通角的不同，功率放大器可以分为按照流通角的不同，功率放大器可以分为 A 类（或称甲类）、类（或称甲类）、B 类（或称乙类）类（或称乙类）、C 类（或称丙类）三类工作状态。类（或称丙类）三类工作状态。除了按照电流流通角来分类的工作状态外，还有使电子器件于开关状除了按照电流流通角来分类的工作状态外，还有使电子器件于开关状态的态的 D 类（或称丁类）和类（或称丁类）和 E 类（或称戊类）放大器。类（或称戊类）放大器。在电感耦合射频识别系统的阅读器中，常采用在电感耦合射频识别系
32、统的阅读器中，常采用B、D E 类放大器。类放大器。功率放大电路功率放大电路第41页，本讲稿共48页电子产品的电磁兼容性（电子产品的电磁兼容性（EMC）包含两方面：一方面是电磁干扰（）包含两方面：一方面是电磁干扰（EMI），），另外一方面是抗电磁干扰的能力（另外一方面是抗电磁干扰的能力（EMS）。对于电子产品）。对于电子产品 EMI 的限制，的限制，体现在很多国际标准和相关国家标准中。体现在很多国际标准和相关国家标准中。在电感耦合方式的射频识别系统中，为保证一定的作用距离，在电感线圈周围需在电感耦合方式的射频识别系统中，为保证一定的作用距离，在电感线圈周围需要有一定的磁场强度，但是其磁场强度不
33、能超过相关射频标准中给出的磁场强度要有一定的磁场强度，但是其磁场强度不能超过相关射频标准中给出的磁场强度的最大值。的最大值。在在13.56 MHz，美国联邦通信委员会（，美国联邦通信委员会（FCC）的规定为：）的规定为：载波频率范围：载波频率范围：13.56 MHz7 kHz；基波频率的场强：基波频率的场强：10 mV/m，测量距离为，测量距离为 30 m；谐波功率：基波功率的谐波功率：基波功率的-50.45 dB 电磁兼容电磁兼容第42页，本讲稿共48页设线圈只有一匝，当通过电流设线圈只有一匝，当通过电流 i 时产生的磁通为时产生的磁通为 0。i 与与 0 成正比，其比例成正比，其比例系数称
34、为线圈的电感量系数称为线圈的电感量 L0，即有，即有 L0=0/i。如果线圈有如果线圈有 N 匝，当通过同样的电流匝，当通过同样的电流 I 时，因为线圈每一匝都产生磁通时，因为线圈每一匝都产生磁通0，所以，所以 N 匝线圈产生的磁通匝线圈产生的磁通 =N0，而它又与，而它又与N 匝线圈相交链，故总匝线圈相交链，故总磁通量为磁通量为=N20因此因此 N 匝的电感量匝的电感量 L为：为：由此可知，线圈的电感与其匝数的平方成正比。但在实际的应用中，这一平由此可知，线圈的电感与其匝数的平方成正比。但在实际的应用中，这一平方关系只是近似的。方关系只是近似的。电感线圈的设计电感线圈的设计第43页，本讲稿共
35、48页电感量的经验计算公式：电感量的经验计算公式：薄长方体：薄长方体：单层螺管形线圈：单层螺管形线圈：电感线圈的设计电感线圈的设计第44页，本讲稿共48页电感线圈的设计电感线圈的设计电感量的经验计算公式：电感量的经验计算公式：N 匝环形空心线圈：匝环形空心线圈：N 匝方形空心线圈：匝方形空心线圈：第45页，本讲稿共48页应答器（射频卡）常用的电感线圈的结构和外形：应答器（射频卡）常用的电感线圈的结构和外形：电感线圈的设计电感线圈的设计第46页，本讲稿共48页本章小结本章小结vv串、并联谐振回路串、并联谐振回路串、并联谐振回路串、并联谐振回路vv阅读器和应答器之间的电感耦合阅读器和应答器之间的电感耦合阅读器和应答器之间的电感耦合阅读器和应答器之间的电感耦合vv负载调制负载调制负载调制负载调制vv功率放大电路与电磁兼容功率放大电路与电磁兼容功率放大电路与电磁兼容功率放大电路与电磁兼容vv电感线圈的设计电感线圈的设计电感线圈的设计电感线圈的设计第47页，本讲稿共48页vv萌芽期：萌芽期：萌芽期：萌芽期：20202020世纪世纪世纪世纪40404040年代至年代至年代至年代至20202020世纪世纪世纪世纪70707070年代年代年代年代条码的发展历程条码的发展历程第48页，本讲稿共48页