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。通過在控制寄存器中選擇所需的協(xié)議可對TRF7970A。到所有控制寄存器的直接存取可根據(jù)需要對不同的讀取器參數(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，所以MCU 可實(shí)時(shí)的處理數(shù)據(jù)。對于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ISO15693，ISO14443A/B 和FeliCa 的低階編碼。發(fā)送數(shù)據(jù)編碼包括自動生成的幀開始（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，則對于MCU 閃存和RAM 的要求將會大大減少。請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，則對于MCU 閃存和RAM 的要求將會大大減少。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)行在自動或者手動模式下（寄存器0x0B，位7）。自動穩(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）。手動模式允許用戶手動配置此穩(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)，還包括多種自動和手動增益控制選項(xiàng)，輸入帶寬可被選擇來包含廣泛范圍的輸入副載波信號選項(xiàng)。通過RSSI 寄存器可獲得接收到的來自應(yīng)答機(jī)、周圍信號源或者內(nèi)部電平的信號強(qiáng)度。輸出可在一個(gè)數(shù)字化副載波信號和任一集成型副載波解碼器間進(jìn)行選擇。
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