AS3991 UHF閱讀器設(shè)計(jì)

雖然現(xiàn)在國際、國內(nèi)市場(chǎng)上有一些有品牌的超高頻RFID讀寫器，但其設(shè)計(jì)方案各有千秋，應(yīng)用時(shí)的穩(wěn)定性、可靠性仍有待改進(jìn)。因此，怎樣能設(shè)計(jì)出性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、適應(yīng)市場(chǎng)需求的超高頻RFID讀寫器是一個(gè)值得探討的問題。

照原版的AS3990設(shè)計(jì)的朋友們已經(jīng)有很多人經(jīng)歷了失敗與彷徨。
原版電路由于有一些低級(jí)錯(cuò)誤,如果不徹底改正，該電路是不可取的。原版的設(shè)計(jì)者是真正的高手,電路需要嚴(yán)格調(diào)試,不適合大批量生產(chǎn).但是材料成本比較低,還可以避免別人照抄。

AS3991在設(shè)計(jì)，調(diào)試時(shí)玄機(jī)不少.主要是國內(nèi)沒有全面的關(guān)于IC的技術(shù)支持與培訓(xùn),技術(shù)文件過于簡(jiǎn)單,也沒有關(guān)于應(yīng)用的指導(dǎo)性文件.大家習(xí)慣在Demo的基礎(chǔ)上進(jìn)行摸索,這實(shí)際上是個(gè)學(xué)習(xí)與進(jìn)步的過程。

超高頻讀寫器芯片的AS3990/AS3991是一個(gè)綜合模擬前端和協(xié)議處理的系統(tǒng)，符合ISO18000 - 6C 900MHz的RFID讀寫器系統(tǒng)。

該AS3991包括改善板上振蕩器VCO和內(nèi)部功率放大器PA。

AS3991的封裝形式為64腳QFN封裝。它具有集成度高的特點(diǎn)，芯片內(nèi)集成了接收電路、發(fā)送電路、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、連接MCU（微控制器）的8 bit并行接口或SPI串行接口等。

接收電路包括混頻器、自動(dòng)增益控制、低通和高通濾波器、PM和AM解調(diào)器、低級(jí)解碼以及CRC校驗(yàn)等部分。發(fā)送電路包括幅移鍵控或相移鍵控調(diào)制，自動(dòng)產(chǎn)生幀同步、引導(dǎo)碼、CRC校驗(yàn)碼，以及低階數(shù)據(jù)編碼、PM和AM調(diào)制器。協(xié)議轉(zhuǎn)換單元將來自MCU接口的數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議數(shù)據(jù)幀，或?qū)⒔邮盏臄?shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成MCU能接收的數(shù)據(jù)格式。

芯片具有2種工作模式，完全支持ISO18000-6C(EPC Gen2)空中接口協(xié)議，兼容ISO18000-6A/B協(xié)議。芯片具有并行接口或串行接口2種數(shù)據(jù)接口方式，方便與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

電源模式

該芯片有三種電源功率模式。

1.掉電模式：在掉電模式下，需要激活，進(jìn)入正常通信模式 。

2.正常模式：在這種模式下振蕩器（VCO），射頻振蕩器（VCO)和PLL被啟用。

3.待機(jī)模式：在待機(jī)模式下IC穩(wěn)壓器，參考電壓系統(tǒng)，振蕩器(VCO)處在低功耗運(yùn)作模式，但射頻振蕩器PLL，發(fā)射器和接收器輸出級(jí)將關(guān)閉。

讀寫器PCB的設(shè)計(jì)

PCB板多層層壓板總厚度和層數(shù)等參數(shù)受到板材特性限制。特殊板材一般可提供的不同厚度的板材品種有限，因而設(shè)計(jì)者在PCB設(shè)計(jì)過程中必須靠慮板材特性參數(shù)、PCB加工工藝的限制。

FR4板材有各種厚度，適用于多層層壓的板材品種齊全，表四以FR4板材為例給出一種多層板層壓結(jié)構(gòu)和板材厚度分配參數(shù)。

工作在1GHz以下的PCB可以選用FR4，成本低、多層壓制板工藝成熟。如信號(hào)入出阻抗較低（50歐姆），在布線時(shí)需要嚴(yán)格考慮傳輸線特性阻抗和線間耦合，缺點(diǎn)是不同廠家以及不同批生產(chǎn)的FR4板材摻雜不同,介電常數(shù)不同（4.2-5.4）且不穩(wěn)定。

軟件生成的AS3991讀寫器的3D圖像

AS3991 Bottom

3991+top

射頻無源器件的選用

阻容器件的選用：

貼片電容，電阻的選用要注意其頻率特性以及固有電感。

電感/頻率特性

SMD 晶體振蕩器的選用

晶體振蕩器在保持系統(tǒng)時(shí)間和頻率方面非常重要。與體積較大的前代產(chǎn)品相比，溫補(bǔ)晶體振蕩器(TCXO)和爐控晶體振蕩器(OCXO)等現(xiàn)代晶體振蕩器具更高的性能。除了努力實(shí)現(xiàn)更精確的頻率輸出和更低功耗外，晶體振蕩器還將繼續(xù)向更小體積的方向發(fā)展。許多采用表面貼(SMT)封裝的產(chǎn)品可以通過拾放和自動(dòng)操作設(shè)備放置在電路板上。

DS0321SW SMD 晶體振蕩器的參數(shù)