一种超高频RFID射频前端载波抑制电路的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种超高频rfid射频前端载波抑制电路，适用于物联网领域。

背景技术：

物联网技术是木世纪最具发展潜力的技术之一，超高频阅读器是物联网的重要组成部分。随着物联网概念的提出，软件无线电(softwaredefinedradio,sdr)与超高频射频识别(radiofrequencyidentification,rfid)技术得到高速发展与提升。rfid是radiofrequencyidentification的缩写，即射频识别技术，俗称电子标签。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

两者有着密切的关系，可以说没有rfid的物联网不叫真正的物联网，物联网的形成离不开rfid的发展。当代通信业的发展给rfid创造极大发挥空间，从而也促进物联网的形成和实现全球物物相连，在物联网的基础上形成人物智能化网络。uhfrfid技术是一种非接触式识别技术，无需接触即可识别目标物体上的携带的epc码。目前该技术已经得到了广泛的应用，比如馆员管理系统、档案管理系统、物流仓储系统等。但是阅读器读取标签的距离受发射功率限制，主要是因为环形器隔离度有限，发射链路功率易泄漏到接收链路中，接收机在对标签信号进行解调时受到强载波信号的干扰而导致接收机灵敏度下降.为提高接受机接受灵敏度，此前研究者提出几种消除泄漏载波干扰的方案，但因方案需控制变量多而导致载波消除结果稳定性较差，实现困难，因此设计一种新的载波抑制方案来消除发射功率对接收电路的影响具有实用意义。

技术实现要素：

本发明提供一种超高频rfid射频前端载波抑制电路，能有效地减少倒易混频的影响，降低解调器的直流偏置，提高阅读器接收机接收灵敏度。电路结构紧凑，工作稳定，提高了工作效率，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

本发明所采用的技术方案是。

超高频rfid射频前端载波抑制电路由自动增益电路、载波消除电路、锁相环电路组成。

所述超高频rfid射频前端载波抑制电路中，自动增益控制电路输出固定功率，然后经功分器分为两路幅度相等，相位不同的射频信号。其中一路射频载波与标签返回信号经过pa放大后由限幅器限幅输出固定的射频载波功率，另外一路经过数模转换器da2控制的移相器电路。当自动控制增益电路输出合适的功率时，两路射频载波信号的幅度相等，只需调节移相器使两路信号相差1800，再利用功合器实现两路载波信号相抵消.方案的优点是优化载波消除方法，即在接收端引入agc电路，本设计电路的作用是当天线驻波发生变化时，其输出端射频信号功率保持不变，因此功率容易被功分器分为两路幅度相等的载波信号，因为载波幅度相等容易实现且不受天线驻波的影响，只需要调节相位变量。

所述自动增益电路在rfid阅读器接收机中，通过自动增益控制来保证接收机输出信号幅度的平稳性。控制电路将接收到的标签返回信号接人可变增益放大器adl5330，放大后的信号由检波器检波，并把检波结果反馈到adl5330的增益控制引脚形成反馈回路，该回路通过da-vset信号在耦合器的直通端输出固定功率。

所述载波消除电路中，自动增益控制电路固定输出的射频功率由功分器分为幅度相等相位不同的两路射频信号。其中一路通过移相器ps088-315，该移相器在vctrl-p信号的控制下，射频信号相位线性变化，配合微带线调相满足载波消除的相位条件。另外一路经过放大器放大并由限幅器ps-2限幅输出固定功率，两路信号幅度相等的条件下，调节移相器控制电压使两路信号相差180，实现载波消除。

所述锁相环电路是由集成锁相环cd4046和其他cmos集成电路及线性集成电路组成，其电路的主要特征是电源电压范围宽、功耗低、抗干扰能力强。该锁相环中的相位比较器，采用了cd4046中的异或门相位比较器pd。此比较器具有较好的噪声抑制能力，并充分地利用触发同步信号的对称性获得最大的锁定范围。相位比较器又称鉴相器，它把一个周期性的输出信号电压ui与压控振荡器的输出信号u0的相位进行比较，产生对应与两信号相位差的误差信号电压ud，ud信号电压加到比例积分放大器构成的有源低通滤波器，其2脚为输入端。低通滤波器又称为环路滤波器，它是一种线性系统，其作用是滤除误差信号电压ud中的噪声和高频干扰信号电压，其输出为uc，保证了环路具有良好的动态性能，进而提高系统的稳定性。压控振荡器的输出在锁相环cd4046的4脚，接到与非门u11c的8～9脚，其输出10脚倒相1800连接到4013双d触发器u12a的3脚上，它的输出2脚，频率下降一倍（二分频）。这样，异或鉴相器输出增加一倍的频率被还原。与非门u11b，u11a和u11d的作用是延时，使cd4046的3脚与14脚相位差900。

本发明的有益效果是：能有效地减少倒易混频的影响，降低解调器的直流偏置，提高阅读器接收机接收灵敏度。电路结构紧凑，工作稳定，提高了工作效率，且具有良好的抗干扰性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的载波抑制电路方案。

图2是本发明的自动增益控制电路。

图3是本发明的载波消除电路。

图4是本发明的锁相环电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，超高频rfid射频前端载波抑制电路中，自动增益控制电路输出固定功率，然后经功分器分为两路幅度相等，相位不同的射频信号。其中一路射频载波与标签返回信号经过pa放大后由限幅器限幅输出固定的射频载波功率，另外一路经过数模转换器da2控制的移相器电路。当自动控制增益电路输出合适的功率时，两路射频载波信号的幅度相等，只需调节移相器使两路信号相差1800，再利用功合器实现两路载波信号相抵消.方案的优点是优化载波消除方法，即在接收端引入agc电路，本设计电路的作用是当天线驻波发生变化时，其输出端射频信号功率保持不变，因此功率容易被功分器分为两路幅度相等的载波信号，因为载波幅度相等容易实现且不受天线驻波的影响，只需要调节相位变量。

如图2,自动增益电路在rfid阅读器接收机中，通过自动增益控制来保证接收机输出信号幅度的平稳性。控制电路将接收到的标签返回信号接人可变增益放大器adl5330，放大后的信号由检波器检波，并把检波结果反馈到adl5330的增益控制引脚形成反馈回路，该回路通过da-vset信号在耦合器的直通端输出固定功率。

如图3，载波消除电路中，自动增益控制电路固定输出的射频功率由功分器分为幅度相等相位不同的两路射频信号。其中一路通过移相器ps088-315，该移相器在vctrl-p信号的控制下，射频信号相位线性变化，配合微带线调相满足载波消除的相位条件。另外一路经过放大器放大并由限幅器ps-2限幅输出固定功率，两路信号幅度相等的条件下，调节移相器控制电压使两路信号相差180，实现载波消除。

如图4，锁相环电路是由集成锁相环cd4046和其他cmos集成电路及线性集成电路组成，其电路的主要特征是电源电压范围宽、功耗低、抗干扰能力强。该锁相环中的相位比较器，采用了cd4046中的异或门相位比较器pd。此比较器具有较好的噪声抑制能力，并充分地利用触发同步信号的对称性获得最大的锁定范围。相位比较器又称鉴相器，它把一个周期性的输出信号电压ui与压控振荡器的输出信号u0的相位进行比较，产生对应与两信号相位差的误差信号电压ud，ud信号电压加到比例积分放大器构成的有源低通滤波器，其2脚为输入端。低通滤波器又称为环路滤波器，它是一种线性系统，其作用是滤除误差信号电压ud中的噪声和高频干扰信号电压，其输出为uc，保证了环路具有良好的动态性能，进而提高系统的稳定性。压控振荡器的输出在锁相环cd4046的4脚，接到与非门u11c的8～9脚，其输出10脚倒相1800连接到4013双d触发器u12a的3脚上，它的输出2脚，频率下降一倍（二分频）。这样，异或鉴相器输出增加一倍的频率被还原。与非门u11b，u11a和u11d的作用是延时，使cd4046的3脚与14脚相位差900。