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射頻識別技術是20世紀80年代初發展起來的一種先進的識別技術，經過十幾年的發展，已在各行各業，尤其是電子信息行業得到了廣泛的應用。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，他通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環境。射頻識別系統由閱讀器和應答器（標簽）構成。當他工作時，閱讀器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產生感應電流從而獲得能量，發送出自身編碼等信息被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機進行有關處理。高頻功率放大器是閱讀器的關鍵部件，主要功能是對標簽信號的返回信號進行功率放大。 1 工作原理 圖1為射頻識別電路中的高頻功率放大器原理框圖。13．56 MHz輸入方波信號經功率放大器放大輸出一個方波信號，再經過阻抗變換網絡一部分在天線負載產生高頻輸出交流電壓，從天線發射出去。另外一部分通過檢波電路解調出有用信號輸出。 圖2為高頻功率放大器的電路圖 各項參數如下： 2 單元電路設計 （1）選擇丙類放大電路如圖3所示 高頻諧振功率放大器電路可以工作在A類，B類或C類狀態。相比之下C類諧振功放的失真雖不及A類和B類大，但C類適用于輸入信號比較大、輸出功率大、效率高，節約能源的環境下，因此，在大功率射頻功放電路中經常使用。 具體參數如下： ① 確定功率放大器最佳負載： 設晶體管飽和電壓為1 V，則： ② 高頻扼流圈電感量計算，扼流圈的電感量應遠大于放大器的等效負載，取： 集電極與發射極擊穿電壓URCEO≥2VCC，即： URCEO≥18 V 所以選用三極管3DA106A型。 （2）阻抗變換網絡如圖4所示 選用阻抗變換網絡主要有2個作用： ① 濾波作用 可以濾除高頻脈沖電流中的諧波分量只輸出要求信號頻率的電壓和功率。 ② 阻抗匹配作用 通過振蕩回路阻抗的調節，可使振蕩回路呈現高頻功率所要得最佳阻抗值，從而使高頻功放以高效率輸出最大功率。 通過并聯L1C1回路實現諧振、選頻濾波，LC諧振回路工作頻率變化不大，帶寬范圍相對很窄，一般選頻放大器的頻帶Δf與中心頻率f0之比從百分之零點幾到百分之十左右可知，取Δf／f0＝1％，則： 對應品質因數： 由于流過負載RL上的電流為： 其次考慮阻抗變換采用高通L網絡將50Ω負載變換為放大器要求的最佳負載10．7Ω，則： 完整的電路圖中L是電感L1與L2并聯的總電感 滿足上一步對時間常數的要求。 3 諧振電路的調整和測試方法 諧振電路的調整有2種方法：逐點法和掃頻法。本文采用逐點法，以高頻信號發生器為信號源，用示波器或電壓表等測試儀器直接接線測試。測試電路如圖6所示。 將信號發生器的輸出頻率置于fi＝13．56 MHz輸出Vi＝15 V，調可變電容C2，使回路發生諧振，即超高頻毫伏表的指示值達到最大，回路處于諧振狀態，可調試諧振頻率。 幅頻特性的調試方法為： 當中心頻率調整后，就可測試諧振電路的頻率特性，保持輸入信號不變，在諧振頻率f0兩旁逐點改變信號頻率，用示波器或高頻毫伏表測出相應的輸出電壓U0，計算出各點的任意頻率下的單位諧振函數，指出諧振曲線，從曲線上即可求出2Δf0．7和2Δf0．1。 如果2Δf0．7窄了，可以通過調整阻尼電阻R使之變小，從而增加輸入損耗使Δf0．7變寬。 |
