Manufacturing Technology

与雷达系统相似，阅读器和标签之间的通信也是通过反向散射反射来实现的 (在 860MHz ~ 960MHz 的UHF 频段内)。本设计要点描述了一款高性能RFID接收器。

直接转换接收器

图1示出了一个直接转换RF接收器，该接收器可把一个RF载波直接解调为一个基带信号，而不需中频下变频转换(一个零IF接收器)。

发送器和接收器所共享的天线负责检测RF载波，并通过一个带通滤波器将之传送至一个LT®5516解调器的RF输入。

LT5516直接转换解调器800MHz至1.5GHz的频率范围包括了 RFID阅读器所使用的 UHF 频段 (860MHz至 960MHz)。LT5516超群的线性提供了对低电平信号的高灵敏度，即使在很大的干扰信号情况下也不例外。

LT6231低噪声双通道运算放大器起一个差分至单端放大器的作用，用于驱动低通滤波器的单端输入。

模拟基带滤波处理由LT1568来完成，它是一个低噪声、精准RC滤波器单元式部件。LT1568滤波器提供了一种用于设计具有100kHz ~ 10MHz截止频率的低通和带通滤波器的简单解决方案。对于UHF RFID系统中常用的250kHz~4MHz信号频谱来说，这些截止频率已经足够了。

LT1568的差分输出用于驱动LTC2298 ADC的输入。LT2298是一款具有74dB信噪比(SNR)的65Msps、低功耗(400mW)、双通道14位模数转换器。ADC之后的数字信号处理器(DSP) 负责对来自多个标签的接收信号进行分析，并提供附加的滤波处理。

一款低噪声差分至单端放大器

图2示出了一款用于把LT5516的差分I或Q输出转换为一个单端输出的LT6231差分放大器。在60Ω电阻器的两端增设270pF外部电容器可把解调器的输出限制为10MHz，以防止任何高频干扰传送至LT6231放大器。

由于幅移键控(ASK) RFID信号无需DC耦合，因此对基带放大器采用了AC耦合。

由 AC 耦合电容器和放大器输入电阻器提供的高通极点被设定为 8kHz。差分放大器的输入电阻器阻值被设定为 140Ω，旨在最大限度地降低与输入相关的噪声。放大器输出端上的噪声层为4.3nV/√ Hz乘以放大器增益(增益 ≥ 5)。LTC2298 ADC提供的1.5V基准用于将放大器输出的电平移动至位于其后的3V滤波器和ADC电路的中间电源电压点。

一个匹配的I和Q滤波器以及一个双通道ADC

图3示出了两个被连接成双通道、匹配、四阶滤波器的LT1568滤波器单元式部件。LT1568滤波器的单端输入至差分输出转换增益为6dB。LT1568电路利用相等的电阻器阻值实现了一个椭圆低通滤波函数(见图3)。2(f-3dB)条件下的阻带衰减为34dB。I和Q滤波器匹配由LT1568的A和B侧的固有匹配来保证。

LTC2298的输入电压范围可调节至2VP-P或1VP-P。

结论

只需采用5个IC(LT5516、LT6231、两个LT1568和一个LTC2298) 便可设计一款高性能UHF RFID接收器，并具灵活性以进行适应调整和优化，从而满足现有和新兴RFID标准的要求。