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基于51單片機的無線識別裝置系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2013-03-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  3 硬件電路

  3.1 閱讀器與應(yīng)答器2ASK調(diào)制解調(diào)電路

  2ASK的載波信號是2MHz正弦波,它由有源晶振產(chǎn)生的方波經(jīng)過低通濾波器得到。數(shù)字調(diào)制信號從CPU的串口輸出,經(jīng)過模擬開關(guān)MX7501控制信號通斷,產(chǎn)生了2ASK信號。Ll,L2,C1和C2構(gòu)成了二階巴特沃茲低通濾波器,輸出為近似正弦波的2 MHz信號。R1與R4使LC濾波器阻抗匹配。當EN為0時,OUT為0;反之為S1通道信號。圖3給出閱讀器的2ASK調(diào)制電路。

讀器的2ASK調(diào)制電路

  圖4給出了解調(diào)電路。通過匹配網(wǎng)絡(luò)的2ASK信號幅度低,噪聲大,需要經(jīng)過三級處理才能解調(diào)出數(shù)字信號。首先通過OP37中高速運算放大器將信號放大5倍,再經(jīng)過高速比較器MAX910中的比較器A,將毛刺狀信號加寬,減小噪聲,D/A輸出經(jīng)L1,C1和C2組成的低通濾波器,取直流分量,這相當于包絡(luò)檢波。LC低通濾波器的截止頻率為480 HZ。最后將該信號進行比較整形,得到數(shù)字調(diào)制,再經(jīng)QB輸入到單片機串口。

解調(diào)電路

  3.2 發(fā)射電路

  有源晶振產(chǎn)生的8 MHZ方波經(jīng)帶通濾波器取出8 MHz的正弦信號,并通過功率放大器后輸出到線圈上。圖5中,L3,L4,C7和C8構(gòu)成了二階8 MHz的巴特沃茲帶通濾波器,用以濾除諧波分量。VQ1為集射極跟隨器,用以調(diào)節(jié)R3,使其靜態(tài)工作電流約為1.5 mA,該級電路起到與信源隔離的作用。VQ2為丙類放大器,調(diào)節(jié)R7和VQ2的基極偏壓使其工作在丙類放大狀態(tài)。改變C2使其諧振,此時電源電流最小。再調(diào)節(jié)R4和VQ2的基極偏壓,使電源電流更小,輸出幅度更大,以處于丙類放大狀態(tài)。L1為線圈,同時起到諧振電感的作用。C6為線圈的等效電容,經(jīng)測量,約為34 pF;C3為外接電容,它能使并聯(lián)回路諧振在8 MHz。諧振時,L1上的電壓可達45V。閱讀器和應(yīng)答器發(fā)射的另一個信號是2ASK信號,它經(jīng)過運算放大后,通過匹配網(wǎng)絡(luò)直接連接到線圈上。

  3.3 應(yīng)答器電源電路設(shè)計

  應(yīng)答器的整流濾波電路采用單相橋式整流濾波電路。T1為兩個線圈,C1并接在應(yīng)答器線圈兩端,在8 MHz并聯(lián)諧振下,其輸入幅度最大。VD1~VD4采用IN5817型整流二極管,要求整流8 MHz的信號。正常時,C2兩端電壓基本穩(wěn)定,即整流電流全部通過負載R1,因此RL越大,其電壓也越大。這就要求負載盡量少,負載輸入阻抗盡量大。C2的電容值不易太大或太小,太大則吸納的電荷越多,使輸出電壓就越小;導(dǎo)致濾波效果不佳。因此,這里取C2=47μF。在耦合信號幅度一定時,該電路的功率驅(qū)動能力是固定的。實測中發(fā)現(xiàn),當輸入頻率為8 MHz時,輸出電壓為5 V;當負載頻率為1 kHz時。輸出電壓為4.25 V。由此可知,其驅(qū)動功率P=U2/RL=18 mW,應(yīng)答器功耗必須小于該值。L1和L2進一步濾波,也能利用感應(yīng)電勢的作用防止電流大幅度突變,其電路如圖6所示。



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