CN208768065U - 一种电子设备及其射频识别收发电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于射频识别技术领域，提供了一种电子设备及其射频识别收发电路。在本实用新型中，通过采用调制信号产生模块、EMC滤波模块、匹配模块、发射天线、接收天线以及接收模块的射频识别收发电路，使得调制信号产生模块根据自身产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号，EMC滤波模块对两路调制信号进行EMC滤波，并在匹配模块进行天线匹配后，将滤波后的两路调制信号通过收发天线发送至接收模块，以便接收模块对进行EMC滤波后的两路调制信号进行解调处理，并将解调处理后的有效射频信号进行解码后发送给外部主机进行识别处理，该射频识识别收发电路结构简单且成本低。

Description

一种电子设备及其射频识别收发电路

技术领域

本实用新型属于射频识别技术领域，尤其涉及一种电子设备及其射频识别收发电路。

背景技术

近几年来，随着电子技术的发展，射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术应用相当广泛，其中应用最为广泛且最为典型的应用代表是13.56MHz非接触的读卡通信。

目前，在RFID的非接触读卡通讯技术中，现有技术大多趋向于整体的集成化，即采用专用的RFID芯片直接进行方案开发。然而，虽然当前现有技术在实际应用开发中简单易实现，但专用RFID芯片价格较高，在中低端市场中显现较大的成本压力和竞争压力。

故，有必要提供一种技术方案，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电子设备及其射频识别收发电路，其电路结构简单、成本低。

本实用新型是这样实现的，一种射频识别收发电路，所述射频识别收发电路包括：

调制信号产生模块，用于产生两路载波发射信号，并接收待载发射信息，且根据产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号；

EMC滤波模块，与所述调制信号产生模块连接，用于对所述调制信号产生模块产生的两路调制信号进行EMC滤波；

匹配模块，与所述EMC滤波模块连接，用于进行天线匹配；

发射天线，与所述匹配模块连接，用于将进行EMC滤波后的两路调制信号发送出去；

接收天线，用于接收所述发射天线发送的进行EMC滤波后的两路调制信号；

接收模块，与所述接收天线连接，用于对所述接收天线接收的进行EMC滤波后的两路调制信号进行解调处理，并将解调处理后的有效射频信号进行解码后发送给外部主机进行识别处理。

本实用新型的另一目的在于提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的射频识别收发电路。

在本实用新型中，通过采用包括调制信号产生模块、EMC滤波模块、匹配模块、发射天线、接收天线以及接收模块的射频识别收发电路，使得调制信号产生模块根据自身产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号，EMC滤波模块对两路调制信号进行EMC滤波，并在匹配模块进行天线匹配后，将滤波后的两路调制信号通过收发天线发送至接收模块，以便接收模块对进行EMC滤波后的两路调制信号进行解调处理，并将解调处理后的有效射频信号进行解码后发送给外部主机进行识别处理，该射频识识别收发电路结构简单、成本低，解决了现有技术所存在的因专用RFID芯片价格较高导致的，RFID的非接触读卡通讯技术在中低端市场中显现较大的成本压力和竞争压力的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的射频识别收发电路的模块结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例所提供的射频识别收发电路的模块结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所提供的射频识别收发电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：

图1示出了本实用新型一实施例所提供的射频识别收发电路1的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本实用新型实施例所提供的射频识别收发电路1包括：

调制信号产生模块10，用于产生两路载波发射信号，并接收待载发射信息，且根据产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号；

EMC滤波模块11，与调制信号产生模块10连接，用于对调制信号产生模块产生的两路调制信号进行EMC滤波；

匹配模块12，与EMC滤波模块11连接，用于进行天线匹配；

发射天线13，与匹配模块12连接，用于将进行EMC滤波后的两路调制信号发送出去；

接收天线14，用于接收发射天线发送的进行EMC滤波后的两路调制信号；

接收模块15，与接收天线14连接，用于对接收天线接收的进行EMC滤波后的两路调制信号进行解调处理，并将解调处理后的有效射频信号进行解码后发送给外部主机进行识别处理。

其中，在本实用新型实施例中，调制信号产生模块10产生的两路载波发射信号为相位相差180°的两路载波发射信号，如此将使得根据该两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生的两路调制信号在接入发射天线13时，可以形成完整的差分发射电路，以此有效抑制共模噪声，提高信噪比。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，调制信号产生模块10包括：

载波信号产生单元100，用于产生两路载波发射信号；

调制信号产生单元101，与载波信号产生单元100连接，用于接收待载发射信息，并根据载波信号产生单元产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号。

其中，在本实用新型实施例中，具体实施时，载波信号产生单元100由包含无源晶振及RC起振电路构成，而调制信号产生单元101由多路与非门组实现，而多路与非门组由相同的与非门并联组成。

具体的，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，载波信号产生单元100包括：晶体振荡器XO、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一与非门A1以及第二与非门A2。

其中，第一电容C1的第一端和第二电容C2的第一端均接地，第一电容C1的第二端与晶体振荡器XO的第一端、第一与非门A1的第一输入端和第二输入端以及第一电阻R1的第一端共接，第二电容C2的第二端与晶体振荡器XO的第二端以及第二电阻R2的第一端共接，第二电阻R2的第二端与第一电阻R1的第二端以及第二与非门A2的第一输入端和第二输入端共接，第一与非门A1的输出端输出一路载波发射信号，第二与非门A2的输出端输出另一路载波发射信号。

其中，在本实用新型实施例中，晶体振荡器XO的振荡频率为13.56MHz，其与第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1以及第二电阻R2构成晶振起振电路，并在电路起振后，与第一与非门A1和第二与非门A2形成相位相差180°的两路载波发射信号，使得后端的调制信号产生单元101可以根据相位相差180°的两路载波发射信号形成相位相差180°的两路相位相差180°的调制信号，从而在该两路相位相差180°的调制信号接入天线后可以形成完整的差分发射电路，有效抑制共模噪声比，提高信噪比。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，调制信号产生单元101包括：第三与非门A3、第四与非门A4、第五与非门A5、第六与非门A6、第七与非门A7以及第八与非门A8。

其中，第三与非门A3的第一输入端与第四与非门A4的第一输入端、第五与非门A5的第一输入端、第六与非门A6的第一输入端、第七与非门A7的第一输入端以及第八与非门A8的第一输入端共接，并接收待载发射信息；第三与非门A3的第二输入端与第四与非门A4的第二输入端、第五与非门A5的第二输入端、第一与非门A1的输出端、第一电阻R1的第二端、第二电阻R2的第二端以及第二与非门A2的第一输入端和第二输入端共接，第六与非门A6的第二输入端与第七与非门A7的第二输入端、第八与非门A8的第二输入端以及第二与非门A2的输出端共接，第三与非门A3的输出端与第四与非门A4的输出端以及第五与非门A5的输出端共接，并输出一路调制信号，第六与非门A6的输出端与第七与非门A7的输出端以及第八与非门A8的输出端共接，并输出另一路调制信号。

其中，在本实用新型实施例中，第三与非门A3与第四与非门A4以及第五与非门A5形成一路与非门组，其根据第一与非门A1输出的一路载波发射信号和接收到的待载发射信息生成一路调制信号，并在生成该路调制信号的同时增强其驱动力；同理，第六与非门A6与第七与非门A7以及第八与非门A8形成另一路与非门组，其根据第二与非门A2输出的另一路载波发射信号和接收到的待载发射信息生成另一路调制信号，并在生成该路调制信号的同时增强其驱动力。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，EMC滤波模块11包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电容C3以及第四电容C4。

其中，第一电感C1的第一端和第二电感L2的第一端分别接收一路调制信号，第一电感L1的第二端与第三电容C3的第一端连接，第二电感L2的第二端与第四电容C4的第一端连接，第三电C3容的第二端与第四电容C4的第二端接地。

其中，在本实用新型实施例中，第一电感L1与第三电容C3形成一路EMC滤波电路，其对经由第三与非门A3、第四与非门A4以及第五与非门A5生成的一路调制信号进行EMC滤波处理，以滤除该路调制信号中的电磁波，进而保证该路调制信号不受电磁波的干扰；同理，第二电感L2与第四电容C4形成另一路EMC滤波电路，其对经由第六与非门A6、第七与非门A7以及第八与非门A8生成的另一路调制信号进行EMC滤波处理，以滤除该路调制信号中的电磁波，进而保证该路调制信号不受电磁波的干扰。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，匹配模块12包括：第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第三电阻R3以及第四电阻R4。

其中，第五电容C5的第一端与第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端以及第一电感L1的第二端连接，第五电容C5的第二端与第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端、第十一电容C11的第一端、第十二电容C12的第一端以及第三电阻R3的第一端连接，第十一电容C11的第二端与第十二电容C12的第二端、第十三电容C13的第二端以及第十四电容C14的第二端共接于地，第八电容C8的第一端与第九电容C9的第一端、第十电容C10的第一端以及第二电感L2的第二端连接，第八电容C8的第二端与第九电容C9的第二端、第十电容C10的第二端、第十三电容C13的第一端、第十四电容C14的第一端以及第四电阻R4的第一端连接，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第二端均与发射天线T1连接。

其中，在本实用新型实施例中，第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第十一电容C11、第十二电容C12和第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十三电容C13以及第十四电容C14构成可调型并联电容组，实现LC谐振匹配微调的便利性，以此增强电路可调行；此外，第三电阻R3与第四电阻R4为限流电阻，用以对匹配电路中的电流进行限流处理，以确保电路的可靠性。

具体的，第五电容C5与第六电容C6以及第七电容C7形成并联电容组，提供电路匹配微调的便利性，并且匹配结果实现第五电容C5至第七电容C7并联后取值为33pF；第八电容C8与第九电容C9以及第十电容C10形成并联电容组，提供电路匹配微调的便利性，并且匹配结果实现第八电容C8至第十电容C10并联后取值为33pF；第十一电容C11与第十二电容C12形成并联电路，提供电路匹配微调的便利性，并且匹配结果实现第十一电容C11与第十二电容C12并联后取值为80pF；第十三电容C13与第十四电容C14形成并联电路，提供电路匹配微调的便利性，其中匹配结果实现第十三电容C13与第十四电容C14并联后取值为80pF。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图2所示，接收模块15包括：

低通滤波单元150，与接收天线T2连接，用于对接收天线T2接收的进行EMC滤波后的两路调制信号进行有效信号提取；

解码单元151，与低通滤波单元150连接，用于对低通滤波单元150提取的有效射频信号进行解码，并将解码后的信号发送给外部主机进行识别处理。

其中，在本实用新型实施例中，低通滤波单元150由RC低通滤波电路组成，其可滤波13.56MHz的载波信号，以此提取接收跳线T2接收到的调制信号中的低频有效信息。

具体的，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，低通滤波单元150包括：二极管D1、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第十五电容15、第十六电容C16、第十七电容C17以及第十八电容C18。

其中，二极管D1的阳极与接收天线T2连接，二极管D2的阴极与第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端以及第十五电容C15的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第十五电容C15的第二端、第十六电容C16的第二端、第七电阻R7的第二端以及第十八电容C18的第一端共接于地，第六电阻R6的第二端与第十六电容C16的第一端以及第十七电容C17的第一端连接，第十七电容C17的第二端与第七电阻R7的第一端共接。

进一步地，作为本实用新型一优选实施方式，如图3所示，解码单元151包括：第八电阻R8、第九电阻R9以及比较器COMP1。

其中，第八电阻R8的第一端与第七电阻R7的第一端以及比较器COMP1的正相输入端连接，第八电阻R8的第二端与第九电阻R9的第一端、比较器COMP1的负相输入端以及第十八电容C18的第二端连接，第九电阻R9的第二端与比较器COMP1的电源端连接，比较器COMP1的输出端与外部主机(图中未示出)连接。

其中，在本实用新型实施例中，第八电阻R8和第九电阻R9向比较器COMP1的负端提供稳定的比较电压值，比较器OMP1的正端采集低通滤波后有效的低频信息(射频信号)的电压信号，并进行解码后形成最终的接收信息发送给外接主机识别处理。

下面以图3所示的电路为例对本实用新型所提供的射频识别收发电路10的工作原理作具体说明，详述如下：

如图3所示，由电容C1、电容C2、振荡频率为13.56MHz的晶体振荡器XO、电阻R1、电阻R2、与非门A1以及与非门A2组成的电路生成两路相位相差180°的载波发射信号，并且该两路相位相差180°的载波发射信号经由与非门A1和与非门A2发送给后端电路。

由与非门A3至与非门A8的后端电路在接收与非门A1和与非门A2输出的两路相位相差180°的载波发射信号的同时，也接收待载发射信息，并根据该待载发射信息和两路相位相差180°的载波发射信号分别生成两路相位相差180°的调制信号，并经由电感L1、电感L2、电容C3以及电容C4构成的EMC电路滤波后发送给后端电路。

由电容C5至电容C14构成的后端电路，在完成与天线的匹配后，经由发送天线T1与接收天线T2将两路相位相差180°的调制信号发送给后端的接收电路。由电容C15至电容C18以及电阻R5至电阻R7的低通滤波电路对两路相位相差180°的调制信号进行低通滤波后，将提取到的低频有效信息发送至比较器COMP1，进而使得由比较器COMP1、电阻R8以及电阻R9构成的解码电路对提取到的低频有效信息进行解码，以形成最终的接收信息发送给外部主机进行识别处理。

在本实施例中，本实用新型提供的射频识别收发电路1通过采用价格便宜的晶体振荡器、电阻、电容、与非门以及比较器等元器件集成具有现有的专用RFID芯片的功能，不仅结构简单，且很大程度上降低了成本。

进一步地，本实用新型还提供了一种电子设备，该电子设备包括射频识别收发电路1。需要说明的是，由于本实用新型实施例所提供的射频识别收发电路1和图1至图3所的射频识别收发电路1相同，因此，本实用新型实施例所提供的电子设备中的射频识别收发电路1的具体工作原理，可参考前述关于图1至图3的详细描述，此处不再赘述。

在本实用新型中，通过采用包括调制信号产生模块、EMC滤波模块、匹配模块、发射天线、接收天线以及接收模块的射频识别收发电路，使得调制信号产生模块根据自身产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号，EMC滤波模块对两路调制信号进行EMC滤波，并在匹配模块进行天线匹配后，将滤波后的两路调制信号通过收发天线发送至接收模块，以便接收模块对进行EMC滤波后的两路调制信号进行解调处理，并将解调处理后的有效射频信号进行解码后发送给外部主机进行识别处理，该射频识识别收发电路结构简单、成本低，解决了现有技术所存在的因专用RFID芯片价格较高导致的，RFID的非接触读卡通讯技术在中低端市场中显现较大的成本压力和竞争压力的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频识别收发电路，其特征在于，所述射频识别收发电路包括：

调制信号产生模块，用于产生两路载波发射信号，并接收待载发射信息，且根据产生的两路载波发射信号和接收的待载发射信息产生两路调制信号；

EMC滤波模块，与所述调制信号产生模块连接，用于对所述调制信号产生模块产生的两路调制信号进行EMC滤波；

匹配模块，与所述EMC滤波模块连接，用于进行天线匹配；

发射天线，与所述匹配模块连接，用于将进行EMC滤波后的两路调制信号发送出去；

接收天线，用于接收所述发射天线发送的进行EMC滤波后的两路调制信号；

接收模块，与所述接收天线连接，用于对所述接收天线接收的进行EMC滤波后的两路调制信号进行解调处理，并将解调处理后的有效射频信号进行解码后发送给外部主机进行识别处理。

2.根据权利要求1所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述调制信号产生模块包括：

载波信号产生单元，用于产生两路载波发射信号；

调制信号产生单元，与所述载波信号产生单元连接，用于接收所述待载发射信息，并根据所述载波信号产生单元产生的两路载波发射信号和接收的所述待载发射信息产生两路调制信号。

3.根据权利要求2所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述载波信号产生单元包括：

晶体振荡器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一与非门以及第二与非门；

所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端均接地，所述第一电容的第二端与所述晶体振荡器的第一端、所述第一与非门的第一输入端和第二输入端以及所述第一电阻的第一端共接，所述第二电容的第二端与所述晶体振荡器的第二端以及所述第二电阻的第一端共接，所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端以及所述第二与非门的第一输入端和第二输入端共接，所述第一与非门的输出端输出一路载波发射信号，所述第二与非门的输出端输出另一路载波发射信号。

4.根据权利要求3所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述调制信号产生单元包括：

第三与非门、第四与非门、第五与非门、第六与非门、第七与非门以及第八与非门；

所述第三与非门的第一输入端与所述第四与非门的第一输入端、所述第五与非门的第一输入端、所述第六与非门的第一输入端、所述第七与非门的第一输入端以及所述第八与非门的第一输入端共接，并接收所述待载发射信息；所述第三与非门的第二输入端与所述第四与非门的第二输入端、所述第五与非门的第二输入端、所述第一与非门的输出端、所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第二端以及所述第二与非门的第一输入端和第二输入端共接，所述第六与非门的第二输入端与所述第七与非门的第二输入端、所述第八与非门的第二输入端以及所述第二与非门的输出端共接，所述第三与非门的输出端与所述第四与非门的输出端以及所述第五与非门的输出端共接，并输出一路调制信号，所述第六与非门的输出端与所述第七与非门的输出端以及所述第八与非门的输出端共接，并输出另一路调制信号。

5.根据权利要求1所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述EMC滤波模块包括：

第一电感、第二电感、第三电容以及第四电容；

所述第一电感的第一端和所述第二电感的第一端分别接收一路调制信号，所述第一电感的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述匹配模块包括：

第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第三电阻以及第四电阻；

所述第五电容的第一端与所述第六电容的第一端、所述第七电容的第一端以及所述第一电感的第二端连接，所述第五电容的第二端与所述第六电容的第二端、所述第七电容的第二端、所述第十一电容的第一端、所述第十二电容的第一端以及所述第三电阻的第一端连接，所述第十一电容的第二端与所述第十二电容的第二端、所述第十三电容的第二端以及所述第十四电容的第二端共接于地，所述第八电容的第一端与所述第九电容的第一端、所述第十电容的第一端以及所述第二电感的第二端连接，所述第八电容的第二端与所述第九电容的第二端、所述第十电容的第二端、所述第十三电容的第一端、所述第十四电容的第一端以及所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第二端均与所述发射天线连接。

7.根据权利要求1所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述接收模块包括：

低通滤波单元，与所述接收天线连接，用于对所述接收天线接收的进行EMC滤波后的两路调制信号进行有效信号提取；

解码单元，与所述低通滤波单元连接，用于对低通滤波单元提取的有效射频信号进行解码，并将解码后的信号发送给所述外部主机进行识别处理。

8.根据权利要求7所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述低通滤波单元包括：

二极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十五电容、第十六电容、第十七电容以及第十八电容；

所述二极管的阳极与所述接收天线连接，所述二极管的阴极与所述第五电阻的第一端、所述第六电阻的第一端以及所述第十五电容的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第十五电容的第二端、所述第十六电容的第二端、所述第七电阻的第二端以及所述第十八电容的第一端共接于地，所述第六电阻的第二端与所述第十六电容的第一端以及所述第十七电容的第一端连接，所述第十七电容的第二端与所述第七电阻的第一端共接。

9.根据权利要求8所述的射频识别收发电路，其特征在于，所述解码单元包括：

第八电阻、第九电阻以及比较器；

所述第八电阻的第一端与所述第七电阻的第一端以及所述比较器的正相输入端连接，所述第八电阻的第二端与所述第九电阻的第一端、所述比较器的负相输入端以及所述第十八电容的第二端连接，所述第九电阻的第二端与所述比较器的电源端连接，所述比较器的输出端与所述外部主机连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9任一项所述的射频识别收发电路。