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淺談RFID芯片的原理

閱讀:3500發布時間:2014-12-1

   好多朋友,天天在做RFID,做的也不錯,但卻不懂得它的基本原理,也不好意思問。書上的講解,雖然也清楚,但往往屬于技術性的,讓人不容易通俗理解。


以13.56MHz的RFID技術為例,分為讀卡器和卡。讀卡器是跟電源接的,當卡靠近讀卡器的時候,卡內部的線圈從讀卡器發射的13.56MHz的磁場感應中獲取能量,再通過整流濾波后供給卡芯片,當然卡芯片所需的能量很少就夠了。當讀卡器要向卡傳輸信號,可以通過ASK調制在磁場上,這樣,卡芯片就能獲取ASK信號,當然這個ASK調整速度不能太低,不然卡芯片上的電容濾波不穩定,會導致卡芯片的供電不穩。
  
  以上一般做RFID的都能明白,但當卡芯片如何把信號傳給讀卡器,很多人就不明白了,尤其是那個術語“副載波負載調制”,到底什么意思?
  
  很多人都會錯誤的理解為:卡芯片因為從讀卡器上獲取了能量,當它需要向讀卡器發送信號的時候,可以如射頻芯片一樣,自己通過它的天線主動的輻射能量出去即可,當然這個解釋是可以自圓其說的,實際上這個邏輯也是可以實現的,但這個邏輯的問題在于,卡芯片需要足夠的能量,這個會導致讀卡器的讀卡距離很近很近,所以不實用,一般這種技術,往往用于有源RFID中,這兒不做詳細講解。
  
  那么卡到底如何傳輸自己的信號呢,實際上卡端通過對自身連接的線圈的開路、短路來實現的,這樣卡芯片基本上不損耗電。但條件是讀卡器一直處于13.56MHz的高頻信號下,卡通過不停的開路、短路自身的天線,導致讀卡器與卡之間的磁場變化,從而影響了讀卡器天線兩端的電壓幅度的微弱變化,再從這個微弱的信號中,類似AM收音機一樣,獲取信號。這個就是所謂的“負載調制”,那么還有一個“副載波”又是什么意思,這個等價于一般射頻中的中頻概念,主要是為了解決數據過來的時候,長0或長1的問題,比如連續很多個0信號或者1信號,導致讀卡器接收的時候,無法分辨到底是數據,還是穩態的非數據,所以在數據傳輸的時候,再插入信號以作數據標識。
  
  我們用zui常見的水管里的水來做比喻,讓它來模擬RFID:
  
  我們把水管里的水比作磁場,他連接了讀卡器和卡,并且水流只能從讀卡器流到卡那兒。所以卡獲得能量。當讀卡器要發信號給卡,很簡單,通過控制水流,讓它一會兒流,一會兒不流,卡就能感受到了。那卡如何告訴讀卡器呢,也很簡單,它去堵水,讓它一會兒流,一會兒堵(磁場屬于疏耦合,不能*堵死,只是等價于阻塞了一些),讀卡器就知道了。

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