揭秘RFID與NFC收發(fā)連接器電路 —電路圖天天讀（97）

　　TRF7970A用于13.56MHz RFID/近場(chǎng)通信系統(tǒng)的集成模擬前端和數(shù)據(jù)組幀器件。內(nèi)置編程選項(xiàng)使得此器件適合于廣泛的相鄰或者附近識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用。它能夠執(zhí)行以下三種模式中的任一模式：RFID/NFC 讀取器、NFC 對(duì)等點(diǎn)、或者卡仿真模式。內(nèi)置用戶可配置編程選項(xiàng)使得此器件適合于范圍寬廣的應(yīng)用。通過(guò)在控制寄存器中選擇所需的協(xié)議可對(duì)TRF7970A。到所有控制寄存器的直接存取可根據(jù)需要對(duì)不同的讀取器參數(shù)進(jìn)行微調(diào)。

　　應(yīng)用電路圖解

　　一個(gè)并行或者串行接口（SPI） 可被用于MCU 和TRF7970A讀取器間的通信。當(dāng)使用內(nèi)置的硬件編碼器和解碼器的時(shí)候，發(fā)射和接收功能使用一個(gè)128 字節(jié)FIFO 寄存器。對(duì)于直接發(fā)射或者接收功能，由于編碼器或者解碼器可被旁路繞開(kāi)，所以MCU 可實(shí)時(shí)的處理數(shù)據(jù)。對(duì)于MCU I/O 接口，TRF7970A支持從1.8V 至5.5V 的數(shù)據(jù)通信電平。當(dāng)使用一個(gè)5V 電源時(shí)，發(fā)射器有一個(gè)等同于50Ω 負(fù)載的100 mW （+20 dBm） 或者200 mW （+23 dBm） 的可選輸出功率水平。發(fā)射器支持具有可選調(diào)制深度的通斷鍵控（OOK） 和幅移鍵控（ASK） 調(diào)制。TRF7970A還有一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸引擎，此引擎包含針對(duì)ISO15693，ISO14443A/B 和FeliCa 的低階編碼。發(fā)送數(shù)據(jù)編碼包括自動(dòng)生成的幀開(kāi)始（SOF）、幀結(jié)束（EOF）、循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）、和奇偶校驗(yàn)位。幾個(gè)集成的電壓穩(wěn)壓器確保了對(duì)于完整讀取器系統(tǒng)適當(dāng)?shù)碾娫丛肼曇种?。?nèi)置的可編程輔助電壓穩(wěn)壓器VDD_X（引腳32）為微控制器和讀取器系統(tǒng)內(nèi)的附加外部電路提供高達(dá)20mA 的電源。

　　TRF7970A使用并行微控制器接口的讀取器系統(tǒng)

　　圖4-1顯示了最靈活的TRF7970A應(yīng)用電路原理圖。ISO15693，ISO14443 和FeliCa 系統(tǒng)都可被設(shè)定址。由于DATA_CLK 線路上的低時(shí)鐘頻率，并行接口是將TRF7970A連接至MCU 的最穩(wěn)健耐用的方法圖4-1顯示了匹配至一個(gè)50Ω 端口，這樣可實(shí)現(xiàn)到一個(gè)適當(dāng)匹配的50Ω 天線電路或者RF 測(cè)量設(shè)備的連接（例如，一個(gè)頻譜分析儀或者一個(gè)功率計(jì)）。

　　電路原理圖

　　圖4-1顯示了一個(gè)并行MCU 接口的示例應(yīng)用電路原理圖。

　　圖4-1. 應(yīng)用電路原理圖- 并行MCU 接口

　　一個(gè)MSP430F2370（32kB 閃存，2k BRAM）顯示在圖4-1中。最小MCU 需求取決于應(yīng)用要求和編碼風(fēng)格。如果只需支持一個(gè)ISO 協(xié)議或者一個(gè)協(xié)議的有限命令集，則對(duì)于MCU 閃存和RAM 的要求將會(huì)大大減少。請(qǐng)注意遞歸目錄和防沖突命令比單槽運(yùn)行要求更多的RAM。例如，ISO15693（含主機(jī)接口）目前的基準(zhǔn)固件大約為8kB，使用512B RAM；對(duì)于所有支持的協(xié)議（具有同樣的主機(jī)接口），此基準(zhǔn)固件接近12kB 并且最少使用1kB 的RAM。為了實(shí)現(xiàn)直接模式0 運(yùn)行需要一個(gè)GPIO 運(yùn)行頻率能達(dá)到13.56MHz 的MCU。

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　　TRF7970A使用包含從器件選擇（SS） 模式的SPI 讀取器系統(tǒng)

　　圖4-2顯示了針對(duì)使用串行端口接口（SPI） 的ISO15693 和ISO14443 系統(tǒng)而進(jìn)行了優(yōu)化的TRF7970A應(yīng)用電路原理圖。較短的SPI 線路，無(wú)線電設(shè)備頻率線路的正確隔離，和一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕拥貐^(qū)域?qū)τ诒苊飧蓴_十分重要。DATA_CLK 線路上的推薦時(shí)鐘頻率為2MHz。圖4-2顯示了匹配至一個(gè)50Ω 端口，這樣可實(shí)現(xiàn)到一個(gè)適當(dāng)匹配的50Ω 天線電路或者RF 測(cè)量設(shè)備的連接（例如，一個(gè)頻譜分析儀或者一個(gè)功率計(jì)）。

　　電路原理圖

　　圖4-2顯示了一個(gè)具有SS 模式MCU 接口的SPI 的示例應(yīng)用電路原理圖。

　　圖4-2. 應(yīng)用電路原理圖- 具有SS 模式MCU 接口的SPI

　　一個(gè)MSP430F2370（32kB 閃存，2kB RAM）圖4-2。最小MCU 需求取決于應(yīng)用要求和編碼風(fēng)格。如果只需支持一個(gè)ISO 協(xié)議或者一個(gè)協(xié)議的有限命令集，則對(duì)于MCU 閃存和RAM 的要求將會(huì)大大減少。用戶應(yīng)該注意遞歸目錄/防沖突命令比單槽運(yùn)行要求更多的RAM。例如，ISO15693（含主機(jī)接口）目前的基準(zhǔn)固件大約為8kB，使用512B RAM；對(duì)于所有支持的協(xié)議（具有同樣的主機(jī)接口），此基準(zhǔn)固件接近12kB并最少使用1kB 的RAM。為了實(shí)現(xiàn)直接模式0 運(yùn)行需要一個(gè)GPIO 運(yùn)行頻率能達(dá)到13.56MHz 的MCU。

　　電源設(shè)計(jì)思路

　　TRF7970A正電源輸入VIN（引腳2）為3 個(gè)內(nèi)部穩(wěn)壓器提供輸出電壓VDD_RF，VDD_A和VDD_X。所有穩(wěn)壓器使用外部旁路電容器用于電源噪音過(guò)濾并必須如參考電路原理圖中指示的那樣進(jìn)行連接。這些穩(wěn)壓器提供一個(gè)RFID 讀取器系統(tǒng)所需的高電源抑制比（PSRR）。通過(guò)VIN（引腳2）為所有穩(wěn)壓器供電。這些穩(wěn)壓器并不是獨(dú)立的并且在寄存器0x0B 中有公共控制位用于輸出電壓設(shè)置。這些穩(wěn)壓器可被配置運(yùn)行在自動(dòng)或者手動(dòng)模式下（寄存器0x0B，位7）。自動(dòng)穩(wěn)壓器設(shè)置模式確保PSRR 和RF 輸出的最高可能電源電壓之間達(dá)到最優(yōu)折中方案（為了保證最大RF 功率輸出）。手動(dòng)模式允許用戶手動(dòng)配置此穩(wěn)壓器的設(shè)置。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析：

　　系統(tǒng)有一個(gè)雙輸入接收器架構(gòu)，還包括多種自動(dòng)和手動(dòng)增益控制選項(xiàng)，輸入帶寬可被選擇來(lái)包含廣泛范圍的輸入副載波信號(hào)選項(xiàng)。通過(guò)RSSI 寄存器可獲得接收到的來(lái)自應(yīng)答機(jī)、周圍信號(hào)源或者內(nèi)部電平的信號(hào)強(qiáng)度。輸出可在一個(gè)數(shù)字化副載波信號(hào)和任一集成型副載波解碼器間進(jìn)行選擇。
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