RFID接收模块设计仿真+文献综述(8)
其中Ac为接收机载波信号的幅度，m(t)为有用信号，而本振信号为：
两者混频以后的信号经过低通滤波以后得到：
由上面的公式可以看出，两者相位上的差异可能导致接收到的有用信号为零。要消除零点，可以改变进入接收机混频器的本振信号的相位；或者改变发射RF信号的本振频率。这两种办法的缺陷都必须动态调整，并且当标签运动时必须自适应跟踪，一方面需要判决电路，另一方面需要随时改变相位或者频率，在硬件上开销很大，并且实现困难。
经过仔细分析后，采用I/Q两路正交接收机结构来消除零点效应。当I支路达到零点时，Q支路正好处于最大值处。当基带选用合适的合并电路时，利用I/Q两个支路可以有效的避免接收机的零点效应。
综合以上结论，在综合考虑电子标签到读写器的编码方案、读写器的硬件和性能要求等方面的因素后，读写器的接收电路结构选取为I/Q两支路正交的零中频接收机。
3.4 本文主要工作与特点
本文单单对RFID收发技术中的接收技术进行研究和方案论证。将重点对接收模块的设计进行详细的探讨和分析。主要工作如下：RFID读写器接收电路的原理设计，射频接口芯片选型分析，其中包括：本振频率信号产生器的选择；混频器模块的选型；带通滤波器的选择；低通滤波器的选型；功率放大器的选型；乘法集成器电路的选型；功率分配器的选型；电压比较器的选型。RFID读写器接收部分射频接口的ADS仿真，包括：系统频带选择性分析仿真；系统传输信号的瞬态仿真分析；系统谐波仿真分析。以及读写器接收部分射频接口部分仿真的总结工作。
4 RFID读写器接收电路的设计
4.1 接收机原理图设计
零中频接收机方案具有高集成和低功耗的特点，但是对于本系统来说，由于接收到的基带信号采用的是不同于一般通信系统的双向间隔编码，对该码制的解调，如果采用软件处理会大大增加MCU的负担，占用很多资源，并且影响系统的实时处理能力。因此，本系统采用了将I/Q两路信号首先自乘，转换为单极性信号，然后通过电压比较器与基准电压比较的方法完成信号的A/D转换。优化后的接收部分原理如图。
图4.1就是所设计内容的系统组成。本系统采用了将I/Q两路信号首先自身相乘，转换为单机信号，采用通过电压比较器与基准电压比较的方法完成信号的A/D转换，下图就是接收模块部分原理框图。
其工作过程如下：
1、接收天线将接收到的载波信号经LAN放大后送至90度相移功分器。
2、90度相移功分器将载波信号分成正交的两路信号：一路是没有相移的载波信号，一路是相移90度的载波信号。这两路信号同是送到两个完全相同的解调电路进行处理。
3、解调电路的工作过程为：载波信号首先通过混频器与本征信号进行混频，解调出与相移相对应的信号成分，送至放大器放大至合适的电压。经放大器放大后的信号送入低通滤波器滤除残留载波。为补偿低通滤波器的衰减同时保证后续电路处理的信号幅度要求，讲解调后的信号再次放大，然后送至乘法器进行处理。乘法器送来的解调信号进行自乘，使相对于虚地的负极性的脉冲信号反转为正极性信号。
4、两路解调电路分别处理后的信号，相加后再次放大，经电容耦合（去除直流分量）至电压比较器。
5、电压比较器将放大后完整的解调信号电压与设定的基准电压比较后还原成返回信息的基带信号，送至解码器进行处理。
6、在本电路中为保证解调电路的精确，还用放大器产生了精确的2.5V虚地电压，作为放大、乘法器等电路的中间电位（虚地）使用，从而保证接收电路的稳定性。