《物聯(lián)網(wǎng)射頻識別(RFID)核心技術(shù)教程》-PPT-7課件

1、物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映電子教案物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程 本書物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程由物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解一書改編而來。物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)詳解2011年11月榮獲陜西省普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，2012年12月修訂出版第2版，2013年榮獲陜西省高等教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。物聯(lián)網(wǎng)-射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程2016年出版，本書適合作為高校教材。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程

2、第7章 RFID電感耦合方式 的射頻前端點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程低頻和高頻RFID采用電感耦合方式進(jìn)行工作。在這種工作方式中，線圈形式的天線相當(dāng)于電感，電感線圈產(chǎn)生交變磁場，使讀寫器與電子標(biāo)簽之間相互耦合，構(gòu)成了電感耦合的工作方式。同時(shí)，線圈產(chǎn)生的電感與射頻電路中的電容組合在一起，形成諧振電路，諧振電路可以實(shí)現(xiàn)低頻和高頻RFID能量和數(shù)據(jù)的傳輸。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 線圈的自感和互感7.1RFID讀寫器的射頻前端7.2RFID電子標(biāo)簽的射頻前端7.3RFID讀寫器與電子標(biāo)簽的電感耦合7.4物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID

3、）核心技術(shù)教程 線圈的自感和互感7.1點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.1.1 磁通量磁通是電磁學(xué)中的一個(gè)重要物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度通過曲面的通量稱為磁通，磁通表示為（7.1）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程圖7.1 通過一個(gè)閉合回路的磁通量點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程讀寫器與電子標(biāo)簽的線圈通常都有很多匝，通過 匝線圈的總磁通為（7.2）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.1.2線圈的電感在RFID中，讀寫器的線圈與電子標(biāo)簽的線圈都有電感。線圈的電感為（7.3）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核

4、心技術(shù)教程7.1.3線圈的互感當(dāng)?shù)谝粋€(gè)線圈上的電流產(chǎn)生磁場，并且該磁場通過第二個(gè)線圈時(shí)，通過第二個(gè)線圈的總磁通與第一個(gè)線圈上電流的比值，稱為兩個(gè)線圈間的互感?；ジ卸x為（7.5）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程讀寫器與電子標(biāo)簽線圈之間的互感示意圖如圖7.4所示。圖7.4 讀寫器與電子標(biāo)簽之間的互感點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程讀寫器與電子標(biāo)簽兩個(gè)線圈之間的互感近似可以表示為（7.5）點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程 RFID讀寫器的射頻前端7.2點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程RFID讀寫器的射頻前端常采

5、用串聯(lián)諧振電路，串聯(lián)諧振電路可以使低頻和高頻RFID讀寫器有較好的能量輸出。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.2.1RFID讀寫器射頻前端的結(jié)構(gòu)對讀寫器天線電路的構(gòu)造有如下要求。（1）讀寫器天線上的電流最大，使讀寫器線圈產(chǎn)生最大 的磁通；（2）功率匹配，最大程度地輸出讀寫器的能量；（3）足夠的帶寬，使讀寫器信號無失真輸出。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程 圖7.5 讀寫器射頻前端天線電路的結(jié)構(gòu)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.2.2 串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路如圖7.6所示，由電阻 、電感 和電容 串聯(lián)而成。圖7.6 串聯(lián)諧振

6、電路點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程1.諧振頻率圖7.6所示的電路，只有當(dāng)頻率為某一特殊值時(shí)，才能產(chǎn)生諧振，此頻率稱為諧振頻率。諧振頻率為(7.11)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程2.品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)定義為(7.12)串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為(7.13)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程3.輸入阻抗在諧振頻率，電感的感抗和電容的容抗相互抵消，輸入阻抗為(7.15)在其它頻率，輸入阻抗為復(fù)數(shù)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（

7、RFID）核心技術(shù)教程4.帶寬圖7.7 串聯(lián)諧振電路的帶寬點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程帶寬可以由品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率求得，如果品質(zhì)因數(shù)越高，則相對帶寬越小。(7.19)(7.20)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程5.有載品質(zhì)因數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，諧振電路總是要與外負(fù)載相耦合，由于外負(fù)載消耗能量，使總的品質(zhì)因數(shù)下降。無載品質(zhì)因數(shù)、外部品質(zhì)因數(shù)和總的品質(zhì)因數(shù)關(guān)系為(7.23)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程RFID電子標(biāo)簽的射頻前端7.3點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心

8、技術(shù)教程RFID電子標(biāo)簽的射頻前端常采用并聯(lián)諧振電路，并聯(lián)諧振電路可以使低頻和高頻RFID電子標(biāo)簽從讀寫器耦合的能量最大。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.3.1 RFID電子標(biāo)簽射頻前端的結(jié)構(gòu)圖7.8 電子標(biāo)簽射頻前端天線電路的結(jié)構(gòu)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.3.2 并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路如圖7.9所示，由電阻、電感和電容并聯(lián)而成。圖7.9 并聯(lián)諧振電路點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程1.諧振頻率諧振角頻率為(7.26)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程2.品質(zhì)因數(shù)并聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為(7.

9、28)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程3.輸入導(dǎo)納在諧振頻率，輸入導(dǎo)納為(7.30)在其它頻率，輸入導(dǎo)納為復(fù)數(shù)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程4.帶寬帶寬可以由品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率求得。(7.32)(7.33)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程5.有載品質(zhì)因數(shù)無載品質(zhì)因數(shù)、外部品質(zhì)因數(shù)和總的品質(zhì)因數(shù)關(guān)系為(7.34)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程例7.4 設(shè)計(jì)一個(gè)由理想電感和理想電容構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，要求在負(fù)載 及 時(shí)，有載品質(zhì)因數(shù) 。討論通過改變電感和電容值提高有載品質(zhì)因數(shù)的途徑。解 有載品質(zhì)因數(shù)為點(diǎn)擊

10、此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程所以電感為諧振時(shí)的角頻率為所以電容為點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程可以通過將電感值降低 倍同時(shí)將電容值提高倍的方法來提高有載品質(zhì)因數(shù)。例如選 ，電感、電容和有載品質(zhì)因數(shù)分別為點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程RFID讀寫器與電子標(biāo)簽的電感耦合7.4點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.4.1電子標(biāo)簽的感應(yīng)電壓當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器產(chǎn)生的磁場區(qū)域后，電子標(biāo)簽的線圈上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，當(dāng)電子標(biāo)簽與讀寫器的距離足夠近時(shí)，電子標(biāo)簽獲得的能量可以使標(biāo)簽開始工作。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（

11、RFID）核心技術(shù)教程圖7.13 電子標(biāo)簽并聯(lián)諧振的等效電路點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程1. 電子標(biāo)簽線圈的感應(yīng)電壓2. 電子標(biāo)簽諧振回路的電壓輸出 電子標(biāo)簽射頻前端采用并聯(lián)諧振電路。3. 電子標(biāo)簽輸出電壓的調(diào)節(jié) 如果提高讀寫器與電子標(biāo)簽之間的耦合因數(shù)（例如減小讀寫器與電子標(biāo)簽之間的距離），或者是提高負(fù)載電阻 ，電壓 可以達(dá)到100V以上。然而，為了數(shù)據(jù)載體的工作，需要穩(wěn)定的3V5V工作電壓（整流以后）。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.4.2電子標(biāo)簽的直流電壓電子標(biāo)簽通過與讀寫器電感耦合，產(chǎn)生交變電壓，該交變電壓通過整流、濾波和穩(wěn)壓后，給電子

12、標(biāo)簽的芯片提供所需的直流電壓。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程圖7.14 電子標(biāo)簽交變電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程7.4.3負(fù)載調(diào)制負(fù)載調(diào)制通過對電子標(biāo)簽振蕩回路的電參數(shù)按照數(shù)據(jù)流的節(jié)拍進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電子標(biāo)簽阻抗的大小和相位隨之改變，從而完成調(diào)制的過程。負(fù)載調(diào)制技術(shù)主要有電阻負(fù)載調(diào)制和電容負(fù)載調(diào)制兩種方式。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程1.電阻負(fù)載調(diào)制 在電阻負(fù)載調(diào)制中，負(fù)載電阻 并聯(lián)一個(gè)電阻 。 稱為負(fù)載調(diào)制電阻，該電阻按數(shù)據(jù)流的時(shí)鐘接通和斷開，開關(guān)S的通斷由二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼控制。2.電容負(fù)載調(diào)制 在電阻負(fù)載調(diào)制中，負(fù)載 并聯(lián)一個(gè)電容 ， 取代了由二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼控制的負(fù)載調(diào)制電阻 。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程圖7.15 電阻負(fù)載調(diào)制的電路原理圖點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程圖7.16 電阻負(fù)載調(diào)制的波形變化過程點(diǎn)擊此處結(jié)束放映