AS3991 UHF阅读器设计

2011-04-16 11:07:07来源: RF社区

UHF读写器在以RFID和WSN为核心的物联网系统中是主流的感知部件,如何设计高性价比的UHF读写器是摆在RFID设计工程师面前的一道难题。

虽然现在国际、国内市场上有一些有品牌的超高频RFID读写器,但其设计方案各有千秋,应用时的稳定性、可靠性仍有待改进。因此,怎样能设计出性能稳定、性价比高、适应市场需求的超高频RFID读写器是一个值得探讨的问题。

照原版的AS3990设计的朋友们已经有很多人经历了失败与彷徨。
原版电路由于有一些低级错误,如果不彻底改正,该电路是不可取的。原版的设计者是真正的高手,电路需要严格调试,不适合大批量生产.但是材料成本比较低,还可以避免别人照抄。


    AS3991在设计,调试时玄机不少.主要是国内没有全面的关于IC的技术支持与培训,技术文件过于简单,也没有关于应用的指导性文件.大家习惯在Demo的基础上进行摸索,这实际上是个学习与进步的过程。

超高频读写器芯片的AS3990/AS3991是一个综合模拟前端和协议处理的系统,符合ISO18000 - 6C 900MHz的RFID读写器系统。

该AS3991包括改善板上振荡器VCO和内部功率放大器PA。


    AS3991的封装形式为64脚QFN封装。它具有集成度高的特点,芯片内集成了接收电路、发送电路、协议转换单元、连接MCU(微控制器)的8 bit并行接口或SPI串行接口等。

 接收电路包括混频器、自动增益控制、低通和高通滤波器、PM和AM解调器、低级解码以及CRC校验等部分。发送电路包括幅移键控或相移键控调制,自动产生帧同步、引导码、CRC校验码,以及低阶数据编码、PM和AM调制器。协议转换单元将来自MCU接口的数据自动转换成标准协议数据帧,或将接收的数据帧转换成MCU能接收的数据格式。

芯片具有2种工作模式,完全支持ISO18000-6C(EPC Gen2)空中接口协议,兼容ISO18000-6A/B协议。芯片具有并行接口或串行接口2种数据接口方式,方便与MCU进行数据通信。

电源模式

该芯片有三种电源功率模式。

1.掉电模式:在掉电模式下,需要激活,进入正常通信模式 。

2.正常模式:在这种模式下振荡器(VCO),射频振荡器(VCO)和PLL被启用。

3.待机模式:在待机模式下IC稳压器,参考电压系统,振荡器(VCO)处在低功耗运作模式,但射频振荡器PLL,发射器和接收器输出级将关闭。

读写器PCB的设计 

PCB板多层层压板总厚度和层数等参数受到板材特性限制。特殊板材一般可提供的不同厚度的板材品种有限,因而设计者在PCB设计过程中必须靠虑板材特性参数、PCB加工工艺的限制。

FR4板材有各种厚度,适用于多层层压的板材品种齐全,表四以FR4板材为例给出一种多层板层压结构和板材厚度分配参数。

    工作在1GHz以下的PCB可以选用FR4,成本低、多层压制板工艺成熟。如信号入出阻抗较低(50欧姆),在布线时需要严格考虑传输线特性阻抗和线间耦合,缺点是不同厂家以及不同批生产的FR4板材掺杂不同,介电常数不同(4.2-5.4)且不稳定。

 

  

 

 

                          软件生成的AS3991读写器的3D图像

 

                                            AS3991 Bottom

                                                       3991+top

    射频无源器件的选用

    阻容器件的选用:

    贴片电容,电阻的选用要注意其频率特性以及固有电感。

 

                                                        电感/频率特性

    SMD 晶体振荡器的选用

    晶体振荡器在保持系统时间和频率方面非常重要。与体积较大的前代产品相比,温补晶体振荡器和炉控晶体振荡器等现代晶体振荡器具更高的性能。除了努力实现更精确的频率输出和更低功耗外,晶体振荡器还将继续向更小体积的方向发展。许多采用表面贴封装的产品可以通过拾放和自动操作设备放置在电路板上。

                                           DS0321SW SMD 晶体振荡器的参数

    微型时钟在载波为16.368MHz且偏移载波10Hz时相位噪声为-80dBc/Hz;偏移载波100Hz时相位噪声为-115dBc/Hz;偏移载波1kHz时相位噪声为-135dBc/Hz;偏移载波10kHz时相位噪声为-148dBc/Hz。

关键字:AS3991  UHF阅读器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0416/article_5431.html
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