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【導(dǎo)讀】IoT的核心技術(shù)之一就是RFID，RFID的兩種組件是通過天線進(jìn)行通信，采用電感耦合的方式進(jìn)行。接下來我們一起看一看關(guān)于RFID電感耦合方式的射頻前端工作原理。

總結(jié)要點(diǎn)

（1）了解線圈的電感和互感的概念。

（2）了解串并聯(lián)諧振電路的概念。

（3）RFID讀寫器的射頻前端采用串聯(lián)諧振電路。

（4）RFID電子標(biāo)簽的射頻前端采用并聯(lián)諧振電路。

（5）RFID的讀寫器和電子標(biāo)簽通過電感耦合傳輸信息。

（6）了解負(fù)載調(diào)制以及功率匹配的概念。

概念解析

（1）諧振電路，諧振電路能夠有選擇性的讓一部分頻率的信號(hào)通過，同時(shí)衰減通帶外的信號(hào)。

（2）諧振電路參數(shù)，我們常用諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、輸入阻抗和頻帶寬度等參數(shù)進(jìn)行對(duì)諧振電路描述。

（3）諧振頻率，也就是外部信號(hào)以特定的頻率輸入諧振電路后使的諧振電路的容抗等于感抗，這個(gè)特定的頻率就是諧振頻率，也稱之為工作頻率。

（4）品質(zhì)因數(shù)，定義為諧振電路的平均儲(chǔ)能與功率損耗的比值，我們常用特性阻抗與回路電阻比值表示，故而可知Q因子是一個(gè)無量綱參數(shù)。

串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振

串聯(lián)諧振電路

并聯(lián)諧振電路

小總結(jié)：

（1）串聯(lián)諧振電路和并聯(lián)諧振電路的諧振頻率計(jì)算公式一樣。

（2）串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振的電阻R越小，也就是電路損耗越小，那么品質(zhì)因數(shù)就越高，也就是信號(hào)的選擇性越好，同時(shí)頻帶寬度BW也就越窄。

（3）通常實(shí)際使用的是有載品質(zhì)因數(shù)，由于外部負(fù)載的能量損耗，故而有載品質(zhì)因數(shù)會(huì)下降，這是采用計(jì)算外部品質(zhì)因數(shù)。

電感耦合

電感耦合

小總結(jié)：

（1）RFID讀寫器和電子標(biāo)簽之間采用電感耦合，讀寫器通過電感耦合給電子標(biāo)簽提供能量，同時(shí)傳輸信息通信。電感耦合是符合法拉第電磁感應(yīng)定律。

（2）電子標(biāo)簽輸出電壓的調(diào)節(jié)，電子標(biāo)簽獲取的是交流電壓，經(jīng)過全波整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路后輸出直流溫度電壓。

（3）電子標(biāo)簽通過負(fù)載調(diào)制的方式向讀寫器傳輸數(shù)據(jù)，也就是負(fù)載調(diào)制通過對(duì)電子標(biāo)簽振蕩回路的電參數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行編碼調(diào)制傳輸數(shù)據(jù)信息。

（4）負(fù)載調(diào)制有電阻負(fù)載調(diào)制和電容負(fù)載調(diào)制兩種方式，外部負(fù)載要使得功率匹配。

RFID射頻前端的結(jié)構(gòu)

無論是對(duì)于RFID的讀寫器還是RFID的電子標(biāo)簽，其射頻前端的結(jié)構(gòu)需要滿足要求：

（1）RFID讀寫器和電子標(biāo)簽的天線上的電流和感應(yīng)電壓最大化，使得讀寫器線圈產(chǎn)生最大磁通，電子標(biāo)簽線圈的感應(yīng)輸出電壓最大。

（2）功率匹配，讀寫器最大程度輸出能量給電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽最大程度耦合讀寫器的能量。

（3）需要足夠的頻帶寬度BW，使得讀寫器或者電子標(biāo)簽的信號(hào)無失真的傳輸。

（4）對(duì)于低頻或者高頻的RFID采用電感耦合方式，而對(duì)于射頻（射頻（300K-300G）是高頻的較高頻段；微波頻段（300M-300G）又是射頻的較高頻段）則是采用電磁反向散射方式的。

來源：云主宰蒼穹