專利名稱：一種射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路本實(shí)用新型涉及射頻識(shí)別讀寫(xiě)器，尤其涉及一種射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路。RSSI (Received Signal Strength Indication)即接收信號(hào)強(qiáng)度，一般通信電路中直接通過(guò)檢測(cè)接收信號(hào)的幅度即可獲得其信號(hào)強(qiáng)度。在UHF RFID電路中，接收到的標(biāo)簽反射信號(hào)及其微弱，而且在接收通道上存在遠(yuǎn)大于接收信號(hào)的發(fā)射泄漏信號(hào)(即使通過(guò)各種方法去抵消，剩余也遠(yuǎn)大于標(biāo)簽發(fā)射信號(hào))。在UHF RFID讀寫(xiě)器中的RSSI如果在射頻上測(cè)量接收通道的信號(hào)幅度是不準(zhǔn)確的。目前在國(guó)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)RSSI功能的讀寫(xiě)器多采用國(guó)外集成讀寫(xiě)器芯片，沒(méi)有自己的電路。在國(guó)外的設(shè)計(jì)中，一般是在解調(diào)后的信號(hào)直接進(jìn)行高速ADC采樣，然后通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理算法來(lái)計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度。采用集成讀寫(xiě)器芯片的成本比較高，目前讀寫(xiě)器芯片都需要進(jìn)口，國(guó)內(nèi)沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。采用高速ADC和數(shù)字信號(hào)處理器這種方式測(cè)量RSSI比較準(zhǔn)確，但高速ADC和數(shù)字信號(hào)處理器成本較高，實(shí)現(xiàn)周期也較長(zhǎng)。對(duì)國(guó)內(nèi)多數(shù)由微控制器來(lái)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理的讀寫(xiě)器來(lái)說(shuō)，該方法不易實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電路成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠在通用的單片機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，包括微處理器、基帶放大電路、峰值采樣保持電路和開(kāi)關(guān)放電電路，基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)的輸出端接微處理器，峰值采樣保持電路1、Q兩路信號(hào)的輸入端接基帶放大電路，峰值采樣保持電路的兩個(gè)輸出端分別接微處理器的ADC兩個(gè)引腳；開(kāi)關(guān)放電電路接峰值采樣保持電路，開(kāi)關(guān)放電電路的控制信號(hào)輸入端接微處理器的控制信號(hào)輸出端。以上所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，所述的峰值采樣保持電路包括兩路采樣保持電路，每路采樣保持電路包括第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、二極管和儲(chǔ)能電容，第一電壓跟隨器的輸入端接基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)輸出端中的一路，第一電壓跟隨器的輸出端接二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極接儲(chǔ)能電容的第一端，儲(chǔ)能電容的第二端接地；第二電壓跟隨器的輸入端接儲(chǔ)能電容的第一端，第二電壓跟隨器的輸出端接微處理器ADC —個(gè)輸入引腳。以上所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，所述的開(kāi)關(guān)放電電路包括兩路放電電路，每路放電電路包括一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸入腳接儲(chǔ)能電容的第一端；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一輸出腳懸空，第二輸出腳接地；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的控制端接微處理器的控制信號(hào)輸出端。以上所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，每路采樣保持電路包括第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻、第四分壓電阻和限流電阻，第一分壓電阻與第二分壓電阻串接后一端接所述基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)輸出端中的一路，另一端接地，第一分壓電阻與第二分壓電阻的連接點(diǎn)接第一電壓跟隨器的輸入端；第三分壓電阻與第四分壓電阻串接后一端接第二電壓跟隨器的輸出端，另一端接地，第三分壓電阻與第四分壓電阻的連接點(diǎn)接所述微處理器ADC—個(gè)輸入引腳；限流電阻的第一端接二極管的陰極，第二端接儲(chǔ)能電容的第一端。以上所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，每路放電電路包括放電電阻，單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一輸出腳通過(guò)放電電阻接地；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸入腳接所述限流電阻的第一端，通過(guò)限流電阻接儲(chǔ)能電容。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，成本低廉。信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量和計(jì)算可以在解碼之后來(lái)完成，降低了對(duì)微處理器的運(yùn)算能力要求，由于有峰值采樣保持電路，對(duì)采集模擬信號(hào)的ADC速率要求也不高，能夠應(yīng)用在通用的單片機(jī)控制系統(tǒng)中。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例峰值采樣保持電路的原理圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例開(kāi)關(guān)放電電路的原理圖。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路包括微處理器(MCU)、基帶放大電路、峰值采樣保持電路和開(kāi)關(guān)放電電路，基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)的輸出端通過(guò)比較判決電路接微處理器，峰值采樣保持電路1、Q兩路信號(hào)的輸入端接基帶放大電路第二級(jí)基帶放大器1、Q兩路信號(hào)的輸出端，峰值采樣保持電路的兩個(gè)輸出端分別接微處理器的ADC兩個(gè)引腳；開(kāi)關(guān)放電電路接峰值采樣保持電路，開(kāi)關(guān)放電電路的控制信號(hào)輸入端接微處理器的控制信號(hào)輸出端。如圖2所示，峰值采樣保持電路包括兩路相同的采樣保持電路，因?yàn)镮和Q兩組信號(hào)放大電路是對(duì)稱的，下面以Q路信號(hào)為例說(shuō)明信號(hào)流向。Q路信號(hào)的采樣保持電路包括第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、二極管D01、儲(chǔ)能電容COl第一分壓電路和第二分壓電路。第一電壓跟隨器和第二電壓跟隨器選用UOl (LM324_N)的兩個(gè)運(yùn)算放大單元，兩個(gè)運(yùn)算放大單元分別連接成兩個(gè)電壓跟隨器。由于輸入信號(hào)直流電平較高，需要首先使用第一分壓電路分壓。第一電壓跟隨器的輸入端通過(guò)第一分壓電路接基帶放大電路Q路信號(hào)輸出端0UT_Q-，分壓后進(jìn)入第一電壓跟隨器進(jìn)行電流放大(單位增益放大)。第一電壓跟隨器的輸出端接二極管DOl的陽(yáng)極，二極管DOl的陰極接通過(guò)限流電阻R05接儲(chǔ)能電容COl的第一端，儲(chǔ)能電容COl的第二端接地。[0021]第二電壓跟隨器的輸入端通過(guò)限流電阻R05接儲(chǔ)能電容COl的第一端，第二電壓跟隨器同樣進(jìn)行電流放大(單位增益放大)。第二電壓跟隨器的輸出端通過(guò)第二分壓電路接微處理器ADC —個(gè)輸入引腳ADC0_1。第一分壓電路包括第一分壓電阻ROl和第二分壓電阻R02。第一分壓電阻ROl與第二分壓電阻R02串接后一端接基帶放大電路Q路信號(hào)輸出端0UT_Q-，另一端接地，第一電壓跟隨器的輸入端接第一分壓電阻ROl與第二分壓電阻R02之間的連接點(diǎn)。第一分壓電路包括第一分壓電阻ROl和第二分壓電阻R02。第二分壓電路包括第三分壓電阻R06和第四分壓電阻R09。第三分壓電阻R06與第四分壓電阻R09串接后一端接第二電壓跟隨器的輸出端，另一端接地，第三分壓電阻R06與第四分壓電阻R09之間的連接點(diǎn)接微處理器ADC —個(gè)輸入引腳ADC0_1。如圖3所示，開(kāi)關(guān)放電電路包括兩路相同的放電電路，每路放電電路包括一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)。兩路放電電路采用的單刀雙擲開(kāi)關(guān)是單刀雙擲模擬信號(hào)開(kāi)關(guān)U02 (SGM3002)的兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)?，F(xiàn)以第一路放電電路進(jìn)行說(shuō)明。單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸入腳(第6腳，CAP1)通過(guò)放電電阻R05接儲(chǔ)能電容COl的第一端；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一輸出腳(第7腳)懸空，第二輸出腳(第4腳)通過(guò)放電電阻R2接地；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的控制腳(第5腳，RESET_Sff)接微處理器的控制信號(hào)輸出端。在讀寫(xiě)器向標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)時(shí),微控制器控制U02的控制腳5,使輸入腳6和輸出腳4連接，儲(chǔ)能電容COl放電，在二極管DOl的陰極上是低電平放電狀態(tài)；在標(biāo)簽信號(hào)返回時(shí)，微控制器控制U02，使輸入腳6接輸出腳7，相當(dāng)于懸空。峰值采樣保持電路正常工作，返回的信號(hào)經(jīng)過(guò)UOl進(jìn)行電流放大后對(duì)儲(chǔ)能電容COl進(jìn)行充電，在COl上保持最高的信號(hào)峰值。
微控制器解碼完成后，通過(guò)ADC讀取峰值采樣保持電路的1、Q兩路信號(hào)峰值，完成后再控制U02對(duì)儲(chǔ)能電容COl進(jìn)行放電。將1、0兩路信號(hào)峰值減去直流基準(zhǔn)值，然后求取平方和，再除以電路增益常數(shù)，即得到了標(biāo)簽返回的信號(hào)強(qiáng)度功率值。電路增益常數(shù)可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源對(duì)比測(cè)量獲得。本實(shí)用新型的原理如下:本實(shí)用新型中RSSI的檢測(cè)是通過(guò)測(cè)量解調(diào)后的基帶信號(hào)幅度，再經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的。零中頻解調(diào)的過(guò)程可以用下面的數(shù)學(xué)式來(lái)進(jìn)行表述:
權(quán)利要求1.一種射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于，包括微處理器、基帶放大電路、峰值采樣保持電路和開(kāi)關(guān)放電電路，基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)的輸出端接微處理器，峰值采樣保持電路1、Q兩路信號(hào)的輸入端接基帶放大電路，峰值采樣保持電路的兩個(gè)輸出端分別接微處理器的ADC兩個(gè)引腳；開(kāi)關(guān)放電電路接峰值采樣保持電路，開(kāi)關(guān)放電電路的控制信號(hào)輸入端接微處理器的控制信號(hào)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于，所述的峰值采樣保持電路包括兩路采樣保持電路，每路采樣保持電路包括第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器、二極管和儲(chǔ)能電容，第一電壓跟隨器的輸入端接基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)輸出端中的一路，第一電壓跟隨器的輸出端接二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極接儲(chǔ)能電容的第一端，儲(chǔ)能電容的第二端接地；第二電壓跟隨器的輸入端接儲(chǔ)能電容的第一端，第二電壓跟隨器的輸出端接微處理器ADC —個(gè)輸入引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于，所述的開(kāi)關(guān)放電電路包括兩路放電電路，每路放電電路包括一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸入腳接儲(chǔ)能電容的第一端；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一輸出腳懸空，第二輸出腳接地；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的控制端接微處理器的控制信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于，每路采樣保持電路包括第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻、第四分壓電阻和限流電阻，第一分壓電阻與第二分壓電阻串接后一端接所述基帶放大電路1、Q兩路信號(hào)輸出端中的一路，另一端接地，第一分壓電阻與第二分壓電阻的連接點(diǎn)接第一電壓跟隨器的輸入端；第三分壓電阻與第四分壓電阻串接后一端接第二電壓跟隨器的輸出端，另一端接地，第三分壓電阻與第四分壓電阻的連接點(diǎn)接所述微處理器ADC —個(gè)輸入引腳；限流電阻的第一端接二極管的陰極，第二端接儲(chǔ)能電容的第一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，其特征在于，每路放電電路包括放電電阻，單 刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一輸出腳通過(guò)放電電阻接地；單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸入腳接所述限流電阻的第一端，通過(guò)限流電阻接儲(chǔ)能電容。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種射頻識(shí)別讀寫(xiě)器接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)電路，包括微處理器、基帶放大電路、峰值采樣保持電路和開(kāi)關(guān)放電電路，基帶放大電路I、Q兩路信號(hào)的輸出端接微處理器，峰值采樣保持電路I、Q兩路信號(hào)的輸入端接基帶放大電路，峰值采樣保持電路的兩個(gè)輸出端分別接微處理器的ADC兩個(gè)引腳；開(kāi)關(guān)放電電路接峰值采樣保持電路，開(kāi)關(guān)放電電路的控制信號(hào)輸入端接微處理器的控制信號(hào)輸出端。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，成本低廉；對(duì)微處理器的運(yùn)算能力要求和ADC速率要求不高，能夠應(yīng)用在通用的單片機(jī)控制系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G06K17/00GK202976107SQ20122070051
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者高軍, 刁尚華, 鐘干 申請(qǐng)人:深圳市華士精成科技有限公司