SL-RFMOD射頻模塊與U2270B方案性能比較

　SL-RFMOD射頻模塊是使用自有專利技術(shù)設(shè)計(jì)的125K通用型讀寫(xiě)基站模塊，該模塊和 U2270B在使用和性能參數(shù)方面有很大的不同。本文簡(jiǎn)單的從電特性、應(yīng)用技術(shù)以及在實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中的是適用性、可靠性等方面對(duì)兩個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的比較和說(shuō)明。希望對(duì)您選取125K射頻卡讀寫(xiě)方案提供有益的參考。

　　1.工作電壓：

　　SL-RFMOD采用先進(jìn)的寬工作電壓電路技術(shù)，可以在2.7V-5.5V的電壓區(qū)間的任何電壓下穩(wěn)定的工作和讀寫(xiě)卡片。U2270B只能在4.5V-5.5V的電壓區(qū)間工作。

　　以水表舉例：由于SL-RFMOD工作電壓最低可以達(dá)到2.7V，所以客戶使用單節(jié)鋰離子電池作為電源，就可以穩(wěn)定的讀寫(xiě)射頻卡。而且2.7V的工作電壓也和水表中常用的單片機(jī)M430系列、PIC系列、AVRMEGA48/88系列的最低工作電壓保持一致。在系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)方面不需要更多的保護(hù)或轉(zhuǎn)換電路。如果客戶使用U2270B作為讀寫(xiě)基站時(shí)系統(tǒng)，則需要工作在5V或更高，系統(tǒng)在這個(gè)電壓下工作，功耗變高，電池有效工作電壓區(qū)間也顯得比較窄，而且要考慮到由于電池放電的不均勻而造成電池的使用壽命短等問(wèn)題。如果客戶使用SL-RFMOD模塊，就可以設(shè)計(jì)出使用單節(jié)高效鋰電池(或雙鋰電)的方案?？蛻綦娐氛w工作電壓低，工作瞬時(shí)功耗低，電池的使用壽命長(zhǎng)，這樣可以有效的降低水表的使用成本。

　　2.時(shí)鐘頻率：

　　SL-RFMOD采用內(nèi)置的石英晶體振蕩器作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，在正常工作環(huán)境下頻率的誤差在 150PPM以內(nèi)。U2270B采用內(nèi)置的RC震蕩電路提供射頻的基準(zhǔn)時(shí)鐘。大家都知道RC震蕩電路的頻率特性和晶體比較在穩(wěn)定性和溫度系數(shù)方面有很大的差異。所以在U2270B的讀寫(xiě)電路中需要在RF管腳上家一個(gè)頻率校準(zhǔn)電阻，在必要的時(shí)候需要對(duì)這個(gè)電阻進(jìn)行調(diào)整才可以達(dá)到理想的輸出頻率。這在生產(chǎn)的過(guò)程中就需要在產(chǎn)品出廠前對(duì)射頻的頻率進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整，大大的增加了生產(chǎn)流程的復(fù)雜性。

　　U2270B的天線驅(qū)動(dòng)電路采用直接耦合的方式，這樣做的一個(gè)直接后果就是當(dāng)外部串接的諧振回路的固有頻率和U2270B的內(nèi)部時(shí)鐘頻率存在誤差的時(shí)候，天線上的實(shí)際發(fā)射頻率也會(huì)發(fā)生變化。在實(shí)際生產(chǎn)中由于采用的器件和天線繞制的一致性無(wú)法保證也就會(huì)引起發(fā)射頻率的偏差，影響卡片的讀寫(xiě)。SL-RFMOD模塊使用經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)的天線驅(qū)動(dòng)電路，可以有效的矯正由于諧振電容和繞制天線的參數(shù)誤差帶來(lái)的發(fā)射頻率的誤差。這樣在選擇與模塊匹配的諧振電路的時(shí)候就有較大的空間。由于模塊的頻率一致性非常高，所以在使用該模塊設(shè)計(jì)讀寫(xiě)設(shè)備大批量生產(chǎn)過(guò)程中可以不需要檢測(cè)產(chǎn)品的頻率特性，這樣可以大大的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和暢頻率。

　　最后一點(diǎn)由于U2270B的天線驅(qū)動(dòng)電路的固有特性，在實(shí)際使用的過(guò)程中天線的頻率除了受內(nèi)部RC 和天線電路的影響外還會(huì)受外部的使用環(huán)境條件和射頻卡在空間的位置的影響。在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)在某些條件下，某些卡片的讀寫(xiě)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定或斷層的問(wèn)題。 SL-RFMOD在這方面也作了大量的改進(jìn)，可以大步的提高讀寫(xiě)設(shè)備對(duì)使用環(huán)境以及射頻卡的兼容性。由于國(guó)內(nèi)射頻卡的生產(chǎn)廠家的測(cè)試環(huán)境的差異，以前很多客戶會(huì)發(fā)現(xiàn)讀寫(xiě)設(shè)備存在挑RF卡片的問(wèn)題，后來(lái)在使用本公司的模塊以后這種現(xiàn)象得到了極大的改觀。

　　3.相位噪聲問(wèn)題：

　　以前在射頻卡讀寫(xiě)時(shí)被忽略的一個(gè)重要的問(wèn)題就是讀寫(xiě)基站的相位噪聲的抑制問(wèn)題。對(duì)于U2270B電路由于其內(nèi)部實(shí)用的時(shí)鐘源的設(shè)計(jì)問(wèn)題，以及外部天線匹配的誤差(實(shí)際上不存在100%匹配的情況)。往往會(huì)在數(shù)據(jù)輸出的同時(shí)引入相位噪聲，也就是在正常的數(shù)據(jù)流的中間出現(xiàn)非法的脈沖跳變，大大的降低了解碼的效率。具體的表現(xiàn)就是在沒(méi)有卡的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸出口上也會(huì)有凌亂的脈沖信號(hào)，這些信號(hào)在放上卡片以后就會(huì)和卡片真實(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)混雜在一起，引起解碼錯(cuò)誤。SL-RFMOD模塊使用特制的調(diào)制解調(diào)電路，可以有效的避免相位噪聲對(duì)卡片數(shù)據(jù)的干擾。在合理的天線發(fā)射功率的情況下(天線振幅在60V-70V之間)，可以完全屏蔽相位噪聲的影響。數(shù)據(jù)輸出口上可以真實(shí)的反應(yīng)卡片的數(shù)據(jù)波形。在沒(méi)有卡片的時(shí)候可以保持穩(wěn)定的電平狀態(tài)。這樣解碼的時(shí)候出錯(cuò)的概率大大的降低，讀寫(xiě)卡的效率也大大的提高。

　　讀寫(xiě)卡片效率的提高直接帶來(lái)的好處就是，交易的時(shí)間的縮短。從另外一個(gè)側(cè)面可以節(jié)省射頻模塊的工作時(shí)間，大大的降低系統(tǒng)工作的瞬時(shí)功耗。如果讀寫(xiě)卡做到更進(jìn)一步的穩(wěn)定可靠，對(duì)天線、卡片、模塊的匹配的條件要求也就越低。整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可量產(chǎn)性、兼容性更高。

　　4.數(shù)據(jù)帶寬

　　U2270B標(biāo)稱的數(shù)據(jù)帶寬為5KHz(125K)，實(shí)際卡片只能工作在f/32或更慢的模式下。目前國(guó)內(nèi)廠家通常使用的是f/32的速率。ATRFMMOD-06ID可以將這個(gè)數(shù)據(jù)帶寬提高一倍達(dá)到10KHz(125K)。實(shí)際卡片可以工作在f /16的模式下。加上T5557卡特有的快速編成模式?？梢源蟠蟮奶岣呖ㄆ灰椎男?。交易效率的提高就意味著更短的通電時(shí)間，和更低的功耗。

　　5.外圍電路

　　由于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)工藝的局限，以及避免由于半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝因起的阻容值得偏差，U2270B在設(shè)計(jì)的時(shí)候把大量的射頻模擬電路放在了芯片的外部。在使用的時(shí)候需要一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的模擬電路作為外部輔助電路才可以工作。例如：控制發(fā)射頻率的RF管腳上跨接的電阻、為了校準(zhǔn)發(fā)射頻率的誤差而添加的二極管網(wǎng)絡(luò)以及INPUT管腳上連接的檢波，濾波電路。這些電路都屬于射頻模擬電路，一般的數(shù)據(jù)電路工程師對(duì)他們的工作原理和參數(shù)的選擇都不甚了解，只能在標(biāo)準(zhǔn)參考電路的基礎(chǔ)上做一些小的調(diào)整。這些因素和電路板的布線，選用的器件的品質(zhì)等都有關(guān)系。

　　外圍電路使用的器件多，電路特性復(fù)雜。和水表自身的數(shù)據(jù)電路混合布線等因素對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的維修、調(diào)試、移植、焊接生產(chǎn)、PCB面積都有影響。

　　SL-RFMOD模塊采用全數(shù)字的設(shè)計(jì)理念。對(duì)外除了電源，天線驅(qū)動(dòng)以外其它的電路都是數(shù)據(jù)信號(hào)，可以直接和各種類型的單片機(jī)的管腳直接連接。天線驅(qū)動(dòng)也只需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的諧振回路(一個(gè)諧振電容，一個(gè)天線，一個(gè)限幅電阻)。如果單片機(jī)的I/O為開(kāi)漏的則在I/O口上需要添加上拉電阻，如果單片機(jī)自帶上拉，則直接串接即可。從外部器件的選取，電路的復(fù)雜度，可維護(hù)性方面該模塊較U2270B電路有不可替代的優(yōu)點(diǎn)。

　　采用SL-RFMOD模塊的設(shè)計(jì)，可以大大的降低產(chǎn)品的故障率(器件越多，故障率越高)、返修率。即使需要返修也可以節(jié)省大量的維修時(shí)間，發(fā)現(xiàn)模塊的輸入，輸出故障直接替換就可以了。對(duì)維修人員只需作簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就可以，更有利于大面積的推廣和銷售，節(jié)省大量的售后服務(wù)的費(fèi)用。另外模塊的化的電路作移植更加容易，產(chǎn)品升級(jí)換代PCB布線更簡(jiǎn)單，并可以節(jié)省大量的PCB的面積減少器件數(shù)量減少焊接成本。

　　本公司的模塊可以大大的降低工程師從事射頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的技術(shù)門(mén)檻，這樣可以有效的簡(jiǎn)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)效率，降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本。

　　6.成品率高

　　使用U2270B生產(chǎn)讀寫(xiě)設(shè)備，由于采用的元器件和工藝的離散特性，很難保證產(chǎn)品的一致性(頻率)。出廠以前往往需要對(duì)射頻頻率進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試不合格還要返回生產(chǎn)線進(jìn)行維修，這在無(wú)形中提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

　　SL-RFMOD模塊在出廠以前都經(jīng)過(guò)多道工序的測(cè)試和篩選。使用該模塊生產(chǎn)的應(yīng)用產(chǎn)品對(duì)射頻部分不需要做特別的測(cè)試和調(diào)整，非常適合大批量的生產(chǎn)，產(chǎn)品的一致性是有保障的。這里講的一致性是指和射頻有關(guān)的發(fā)射頻率、解碼效率等。

　　一次成品率的提高和檢測(cè)工序的簡(jiǎn)化在批量生產(chǎn)的過(guò)程中就意味著更高的經(jīng)濟(jì)效益!

　　7.電磁兼容性

　　使用U2270B設(shè)計(jì)讀寫(xiě)設(shè)備，數(shù)字模擬電路混合布線，選用元器件的經(jīng)驗(yàn)，布線的經(jīng)驗(yàn)等方面都會(huì)影響產(chǎn)品的性能。本公司擁有多年射頻產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在電磁兼容性方面我們作了大量的測(cè)試。公司的產(chǎn)品在電表領(lǐng)域也有應(yīng)用，使用本公司模塊設(shè)計(jì)的電表產(chǎn)品也已經(jīng)通過(guò)了，技術(shù)監(jiān)督部門(mén)的監(jiān)測(cè)。所以公司的模塊在電磁兼容性的方面的特性是值得信賴的。

　　8.可靠性

　　主要是從下面幾個(gè)方面確保公司產(chǎn)品的可靠性的：

　　1.元件選擇：公司模塊中使用的元器件都是從國(guó)際大廠的正式代理處采購(gòu)，元器件都選用符合工業(yè)級(jí)要求的型號(hào)。電阻，電容都采用三星原廠高品質(zhì)的阻容(溫度，電壓特性優(yōu)良)。

　　2.生產(chǎn)工藝：公司是以設(shè)計(jì)為主的高科技企業(yè)，公司的產(chǎn)品都是委托具有多年代工經(jīng)驗(yàn)的大廠生產(chǎn)，測(cè)試。在產(chǎn)品焊接，封裝，出廠各個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)。保證產(chǎn)品的出廠合格率。

　　3.售后保障：公司對(duì)產(chǎn)品提供3個(gè)月包換，一年保修的質(zhì)量承諾。公司使用的電容器都是采用的長(zhǎng)效電容，不存在長(zhǎng)時(shí)間工作老化，失效的問(wèn)題。

　　以上是公司生產(chǎn)的SL-RFMOD模塊和U2270B在各種性能上的比較做的簡(jiǎn)單說(shuō)明。使用公司的模塊設(shè)計(jì)生產(chǎn)射頻卡讀寫(xiě)設(shè)備，從直接硬件成本上也許沒(méi)有太大的優(yōu)勢(shì)，但公司的方案在各個(gè)方面因素結(jié)合在一起綜合考評(píng)的前提下，它的成本優(yōu)勢(shì)還是比較明顯的。在開(kāi)發(fā)費(fèi)用、調(diào)試費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、維修費(fèi)用等多個(gè)方面都是較U2270B有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)的。公司已經(jīng)成功的和多家三表或門(mén)禁廠商建立的合作關(guān)系。公司期待著與您的合作。希望我們能共同在三表、門(mén)禁鎖具、標(biāo)簽識(shí)別、設(shè)備管理、收費(fèi)系統(tǒng)等RF應(yīng)用領(lǐng)域取得進(jìn)步!

　　替代原使用U2270B的產(chǎn)品非常簡(jiǎn)單，只需將SL-RFMOD模塊的第5腳(DATAOUT)的連接到原來(lái)U2270B的第2腳(OUTPUT)位置，SL-RFMOD模塊的第4腳(CFE)連接到原來(lái)U2270B的第6腳(CFE)位置即可。

　　單片機(jī)的程序不用修改。

　　實(shí)際使用SL-RFMOD模塊后，比原先U2270B方案省去很多外圍器件。