射频识别技术编码与调制.pptx

射频识别技术编码与调制射频识别技术编码与调制2 23.1 信号与编码信号与编码 3.1.1数据和信号 数据可定义为表意的实体，分为模拟数据和数字数据。模拟数据在某些时间间隔上取连续的值，例如，语音、温度、压力等。数字数据取离散值，为人们所熟悉的例子是文本或字符串。在射频识别应答器中存放的数据是数字数据。第1页/共54页3 33.1 信号与编码信号与编码3.1.1数据和信号 模拟信号在时域表现为连续的变化，在频域其频谱是离散的。模拟信号用来表示模拟数据。数字信号是一种电压脉冲序列，数据取离散值，通常可用信号的两个稳态电平来表示，一个表示二进制的0，另一个表示二进制的1。第2页/共54页4 43.1 信号与编码信号与编码3.1.2 信道1、传输介质 传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之间的物理传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之间的物理传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之间的物理传输介质是数据传输系统里发送器和接收器之间的物理通路。通路。通路。通路。无线传输无线传输无线传输无线传输：射频识别所用的频率为射频识别所用的频率为135 kHz（LF）及）及ISM频率的频率的13.56 MHz（HF），），433 MHz（UHF），），869 MHz（UHF），），915 MHz（UHF），），2.45 GHz（UHF），），5.8 GHz（SHF）。）。第3页/共54页5 53.1 信号与编码信号与编码3.1.2 信道1、信道容量对在给定条件，给定通信路径或信道上的数据传输速率称为信道容量。第4页/共54页6 63.1 信号与编码信号与编码3.1.3 数据编码(信源编码和信道编码)信源编码是对信源信息进行加工处理，模拟数据要经过采样、量化和编码变换为数字数据，为降低所需要传输的数据量，在信源编码中还采用了数据压缩技术。信道编码是将数字数据编码成适合于在数字信道上传输的数字信号，并具有所需的抵抗差错的能力，即通过相应的编码方法使接收端能具有检错或纠错能力。第5页/共54页7 73.1 信号与编码信号与编码3.1.3 数据编码1、数字基带信号波形 第6页/共54页3.1 信号与编码信号与编码(1)单极性矩形脉冲（NRZ码）此波形中的零电平和正电平分别代表0码和1码；此种脉冲极性单一，具有直流分量，仅适合于近距离传输信息；这种波形在码元脉冲之间无空隙间隔，在全部码元时间内传送码脉冲，称为不归零码（NRZ码）第7页/共54页3.1 信号与编码信号与编码（2）双极性矩形脉冲这种信号用脉冲电平的正和负来表示0码和1码；从信号的一般统计特性来看，由于1码和1码出现的概率相等，所以波形无直流分量，可以传输较远的距离；第8页/共54页3.1 信号与编码信号与编码（3）单极性归零码码脉冲出现的持续时间小于码元的宽度，即代表数码的脉冲在小于码元的间隔内电平回归零值，所以称为归零码；特点是码元间隔明显，有利于码元定时信号的提取，但码元的能量小；第9页/共54页3.1 信号与编码信号与编码（4）曼彻斯特码每一位的中间有一个跳变。位中间的跳变既作为时钟，又作为数据：从高到低的跳变表示1，从低到高的跳变表示0.曼彻斯特码也是一种归零码。第10页/共54页12123.1 信号与编码信号与编码3.1.3 数据编码2、数字基带信号的频谱（单个数字码的频谱）第11页/共54页13133.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器 3.2.13.2.1、曼彻斯特码和密勒码、曼彻斯特码和密勒码、曼彻斯特码和密勒码、曼彻斯特码和密勒码 1 1、曼彻斯特（曼彻斯特（曼彻斯特（曼彻斯特（ManchesterManchester）码）码）码）码（1）编码方式）编码方式 在曼彻斯特码中，在曼彻斯特码中，1码是前半（码是前半（50%）位为高，后半）位为高，后半（50%）位为低；）位为低；0码是前半（码是前半（50%）位为低，后半（）位为低，后半（50%）位为高位为高;NRZ码和数据时钟进行异或便可得到曼彻斯特码，同样，码和数据时钟进行异或便可得到曼彻斯特码，同样，曼彻斯曼彻斯 特码与数据时钟异或后，便可得到数据的特码与数据时钟异或后，便可得到数据的NRZ码。码。第12页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器（2 2）曼彻斯特编码器）曼彻斯特编码器）曼彻斯特编码器）曼彻斯特编码器虽然可以简单的采用虽然可以简单的采用虽然可以简单的采用虽然可以简单的采用NRZNRZ码与数据时钟异或的方法来获得曼码与数据时钟异或的方法来获得曼码与数据时钟异或的方法来获得曼码与数据时钟异或的方法来获得曼彻斯特码，但是简单的异或方法具有缺陷，如图，由于上升彻斯特码，但是简单的异或方法具有缺陷，如图，由于上升彻斯特码，但是简单的异或方法具有缺陷，如图，由于上升彻斯特码，但是简单的异或方法具有缺陷，如图，由于上升沿和下降沿的不理想，在输出中会产生尖峰脉冲沿和下降沿的不理想，在输出中会产生尖峰脉冲沿和下降沿的不理想，在输出中会产生尖峰脉冲沿和下降沿的不理想，在输出中会产生尖峰脉冲P P，因此需，因此需，因此需，因此需要改进；要改进；要改进；要改进；第13页/共54页15153.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器(2)(2)、曼彻斯特编码器、曼彻斯特编码器、曼彻斯特编码器、曼彻斯特编码器 改进后的电路如下图所示，该电路的特点是采用了一个改进后的电路如下图所示，该电路的特点是采用了一个改进后的电路如下图所示，该电路的特点是采用了一个改进后的电路如下图所示，该电路的特点是采用了一个D D触发器，从触发器，从触发器，从触发器，从而消除了尖峰脉冲的影响。从图可以看出，需要一个数据时钟的而消除了尖峰脉冲的影响。从图可以看出，需要一个数据时钟的而消除了尖峰脉冲的影响。从图可以看出，需要一个数据时钟的而消除了尖峰脉冲的影响。从图可以看出，需要一个数据时钟的2 2倍频信号倍频信号倍频信号倍频信号2CLK2CLK。2CLK2CLK可以从载波分频获得。可以从载波分频获得。可以从载波分频获得。可以从载波分频获得。编码器电路 第14页/共54页16163.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器(2)(2)、曼彻斯特编码器时序图、曼彻斯特编码器时序图 曼彻斯特码编码器时序波形图示例 起始位为起始位为1，数据为，数据为00的时序波形如上图，的时序波形如上图，D触发器采用上升沿触发，由图可见，由于触发器采用上升沿触发，由图可见，由于2CLK被倒相，是其下降沿对被倒相，是其下降沿对D端采样，避开了可能会遇到的尖峰端采样，避开了可能会遇到的尖峰P，所以消除了尖峰，所以消除了尖峰P的影响。的影响。第15页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器(3)、曼彻斯特解码器、曼彻斯特解码器 曼彻斯特码与数据时钟异或便可恢复出曼彻斯特码与数据时钟异或便可恢复出曼彻斯特码与数据时钟异或便可恢复出曼彻斯特码与数据时钟异或便可恢复出NRZNRZ码数据码数据码数据码数据信号。曼彻斯特解码工作是阅读器的任务，阅读器中都信号。曼彻斯特解码工作是阅读器的任务，阅读器中都信号。曼彻斯特解码工作是阅读器的任务，阅读器中都信号。曼彻斯特解码工作是阅读器的任务，阅读器中都有有有有MCUMCU，其解码工作可由，其解码工作可由，其解码工作可由，其解码工作可由MCUMCU的软件程序实现。的软件程序实现。的软件程序实现。的软件程序实现。在此引入起始位、信息位流、结束位：起始位采用在此引入起始位、信息位流、结束位：起始位采用在此引入起始位、信息位流、结束位：起始位采用在此引入起始位、信息位流、结束位：起始位采用1 1码、码、码、码、结束位采用无跳变低电平，信息位流的结束位采用无跳变低电平，信息位流的结束位采用无跳变低电平，信息位流的结束位采用无跳变低电平，信息位流的1 1用用用用NRZNRZ的的的的1010码，码，码，码，信息位流的信息位流的信息位流的信息位流的0 0用用用用NRZNRZ的的的的0101表示。表示。表示。表示。第16页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器(4)(4)软件实现方法软件实现方法软件实现方法软件实现方法 1 1、编码、编码、编码、编码 通常，采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如下图所示，起通常，采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如下图所示，起通常，采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如下图所示，起通常，采用曼彻斯特码传输数据信息时，信息块格式如下图所示，起始位采用始位采用始位采用始位采用1 1码，结束位采用无跳变低电平码，结束位采用无跳变低电平码，结束位采用无跳变低电平码，结束位采用无跳变低电平 当当当当MCUMCU得时钟频率较高时，可将曼彻斯特码和得时钟频率较高时，可将曼彻斯特码和得时钟频率较高时，可将曼彻斯特码和得时钟频率较高时，可将曼彻斯特码和2 2倍数据时钟频率的倍数据时钟频率的倍数据时钟频率的倍数据时钟频率的NRZNRZ码相对应，如表所示，码相对应，如表所示，码相对应，如表所示，码相对应，如表所示，当输出数据当输出数据当输出数据当输出数据1 1的曼彻斯特码时，可输出对应的的曼彻斯特码时，可输出对应的的曼彻斯特码时，可输出对应的的曼彻斯特码时，可输出对应的NRZNRZ码码码码1010；当输出数据当输出数据当输出数据当输出数据0 0的曼彻斯特码时，可输出对应的的曼彻斯特码时，可输出对应的的曼彻斯特码时，可输出对应的的曼彻斯特码时，可输出对应的NRZNRZ码码码码0101；结束位的对应结束位的对应结束位的对应结束位的对应NRZNRZ码为码为码为码为0000。第17页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器(4)软件实现方法软件实现方法 2 2、解码、解码、解码、解码 在解码时，在解码时，在解码时，在解码时，MCUMCU可以采用可以采用可以采用可以采用2 2倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯倍数据时钟频率对输入数据的曼彻斯特码进行读入。特码进行读入。特码进行读入。特码进行读入。首先判断起始位，其码序为首先判断起始位，其码序为首先判断起始位，其码序为首先判断起始位，其码序为1010；然后将读入的然后将读入的然后将读入的然后将读入的10,0110,01组合转换成组合转换成组合转换成组合转换成NRZNRZ码的码的码的码的1 1和和和和0 0；若读到若读到若读到若读到0000组合，则表示收到了结束位。组合，则表示收到了结束位。组合，则表示收到了结束位。组合，则表示收到了结束位。从上页编码表可以看出，从上页编码表可以看出，从上页编码表可以看出，从上页编码表可以看出，1111组合是非法码，出现的原因可能是传输组合是非法码，出现的原因可能是传输组合是非法码，出现的原因可能是传输组合是非法码，出现的原因可能是传输错误或产生了碰撞冲突，因此曼彻斯特码可以用于碰撞冲特的检测，错误或产生了碰撞冲突，因此曼彻斯特码可以用于碰撞冲特的检测，错误或产生了碰撞冲突，因此曼彻斯特码可以用于碰撞冲特的检测，错误或产生了碰撞冲突，因此曼彻斯特码可以用于碰撞冲特的检测，而而而而NRZNRZ码不具有此特性。码不具有此特性。码不具有此特性。码不具有此特性。第18页/共54页20203.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器2 2、密勒（、密勒（、密勒（、密勒（MillerMiller）码）码）码）码 （1 1）密勒码编码方式）密勒码编码方式）密勒码编码方式）密勒码编码方式 其编码规则如下表所示，密勒码的逻辑其编码规则如下表所示，密勒码的逻辑其编码规则如下表所示，密勒码的逻辑其编码规则如下表所示，密勒码的逻辑0 0的电平和前位有关，的电平和前位有关，的电平和前位有关，的电平和前位有关，逻辑逻辑逻辑逻辑1 1虽然在中间有跳变，但是上跳还是下跳取决于前位结束虽然在中间有跳变，但是上跳还是下跳取决于前位结束虽然在中间有跳变，但是上跳还是下跳取决于前位结束虽然在中间有跳变，但是上跳还是下跳取决于前位结束时的电平。时的电平。时的电平。时的电平。bit(i-1)bit i密勒码编码规则1bit i的起始位置不变化，中间位置跳变00bit i的起始位置跳变，中间位置不跳变10bit i的起始位置不跳变，中间位置不跳变第19页/共54页21213.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器2 2、密勒（、密勒（、密勒（、密勒（MillerMiller）码）码）码）码 密勒码波形及与密勒码波形及与NRZNRZ码、曼彻斯特码的波形关系码、曼彻斯特码的波形关系 从图中能看出，倒相的曼彻斯特码的上跳沿正好是密勒码波形从图中能看出，倒相的曼彻斯特码的上跳沿正好是密勒码波形中的跳变沿，因此由曼彻斯特码来产生密勒码，编码器电路就中的跳变沿，因此由曼彻斯特码来产生密勒码，编码器电路就十分简单。十分简单。第20页/共54页22223.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器2 2、密勒（、密勒（、密勒（、密勒（MillerMiller）码）码）码）码 （2 2）密勒码编码器）密勒码编码器）密勒码编码器）密勒码编码器 密勒码的传输格式如下图所示，起始位为密勒码的传输格式如下图所示，起始位为密勒码的传输格式如下图所示，起始位为密勒码的传输格式如下图所示，起始位为1 1，结束位，结束位，结束位，结束位为为为为0 0，数据位流包括传送数据和它的校验码。，数据位流包括传送数据和它的校验码。，数据位流包括传送数据和它的校验码。，数据位流包括传送数据和它的校验码。用曼彻斯特码产生密勒码的电路用曼彻斯特码产生密勒码的电路 第21页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器2 2、密勒（、密勒（、密勒（、密勒（MillerMiller）码）码）码）码 （3 3）软件编码）软件编码）软件编码）软件编码 从密勒码的编码规则可以看出，从密勒码的编码规则可以看出，从密勒码的编码规则可以看出，从密勒码的编码规则可以看出，NRZNRZ码可以转换为两位码可以转换为两位码可以转换为两位码可以转换为两位NRZNRZ码表码表码表码表示的密勒码值，其转换关系如下表所示示的密勒码值，其转换关系如下表所示示的密勒码值，其转换关系如下表所示示的密勒码值，其转换关系如下表所示 密勒码的软件编程流程图如下页图所示，在存储式应答器中，密勒码的软件编程流程图如下页图所示，在存储式应答器中，密勒码的软件编程流程图如下页图所示，在存储式应答器中，密勒码的软件编程流程图如下页图所示，在存储式应答器中，可将数据的可将数据的可将数据的可将数据的NRZNRZ码转换为用两位码转换为用两位码转换为用两位码转换为用两位NRZNRZ码表示的密勒码，存放于存储码表示的密勒码，存放于存储码表示的密勒码，存放于存储码表示的密勒码，存放于存储器中，但存储器的容量需要增加一倍，数据时钟频率也需要提高一器中，但存储器的容量需要增加一倍，数据时钟频率也需要提高一器中，但存储器的容量需要增加一倍，数据时钟频率也需要提高一器中，但存储器的容量需要增加一倍，数据时钟频率也需要提高一倍。倍。倍。倍。第22页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器2 2、密勒（、密勒（、密勒（、密勒（MillerMiller）码）码）码）码 （3 3）软件编码）软件编码）软件编码）软件编码其编程流程图如右图所示：其编程流程图如右图所示：其编程流程图如右图所示：其编程流程图如右图所示：第23页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器2 2、密勒（、密勒（、密勒（、密勒（MillerMiller）码）码）码）码 （4 4）解码）解码）解码）解码 解码功能由阅读器完成，阅读器中都有解码功能由阅读器完成，阅读器中都有解码功能由阅读器完成，阅读器中都有解码功能由阅读器完成，阅读器中都有MCUMCU，因此采用软，因此采用软，因此采用软，因此采用软件编码方法最为方便。软件解码时：件编码方法最为方便。软件解码时：件编码方法最为方便。软件解码时：件编码方法最为方便。软件解码时：首先应判断起始位，在读出电平由高到低的跳变沿时，便获首先应判断起始位，在读出电平由高到低的跳变沿时，便获首先应判断起始位，在读出电平由高到低的跳变沿时，便获首先应判断起始位，在读出电平由高到低的跳变沿时，便获取了起始位取了起始位取了起始位取了起始位然后对以然后对以然后对以然后对以2 2倍数据时钟频率读入的位值进行每两位一次转换：倍数据时钟频率读入的位值进行每两位一次转换：倍数据时钟频率读入的位值进行每两位一次转换：倍数据时钟频率读入的位值进行每两位一次转换：0101和和和和1010都转换为都转换为都转换为都转换为1,001,00和和和和1111都转换为都转换为都转换为都转换为0 0。这样便获得了数据的。这样便获得了数据的。这样便获得了数据的。这样便获得了数据的NRZNRZ码。码。码。码。还需要说明的是：密勒码的停止位的电位是随其前位的不同而还需要说明的是：密勒码的停止位的电位是随其前位的不同而还需要说明的是：密勒码的停止位的电位是随其前位的不同而还需要说明的是：密勒码的停止位的电位是随其前位的不同而不同的，既可以位不同的，既可以位不同的，既可以位不同的，既可以位0000，也可以为，也可以为，也可以为，也可以为1111，因此在判别时为保证正确，因此在判别时为保证正确，因此在判别时为保证正确，因此在判别时为保证正确，应预知传输的位数或传输以字节为单位。应预知传输的位数或传输以字节为单位。应预知传输的位数或传输以字节为单位。应预知传输的位数或传输以字节为单位。此外，为保证起始位的一致，停止位后应有规定位数的间歇。此外，为保证起始位的一致，停止位后应有规定位数的间歇。此外，为保证起始位的一致，停止位后应有规定位数的间歇。此外，为保证起始位的一致，停止位后应有规定位数的间歇。第24页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器3 3、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码 在在在在RFIDRFID的的的的ISO/IEC 14443ISO/IEC 14443标准（近耦合非接触式标准（近耦合非接触式标准（近耦合非接触式标准（近耦合非接触式ICIC卡标卡标卡标卡标准）中规定：准）中规定：准）中规定：准）中规定：载波频率为载波频率为载波频率为载波频率为13.56MHz13.56MHz；数据传输速率为数据传输速率为数据传输速率为数据传输速率为106kbps106kbps；在从阅读器向应答器的数据传输中，在从阅读器向应答器的数据传输中，在从阅读器向应答器的数据传输中，在从阅读器向应答器的数据传输中，ISO/IEC14443ISO/IEC14443标标标标 准的准的准的准的TYPE ATYPE A中采用修正密勒码方式对载波进行调制。中采用修正密勒码方式对载波进行调制。中采用修正密勒码方式对载波进行调制。中采用修正密勒码方式对载波进行调制。第25页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器3 3、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码（1 1）编码规则）编码规则）编码规则）编码规则TYPE ATYPE A中定义如下三种时序：中定义如下三种时序：中定义如下三种时序：中定义如下三种时序：时序时序时序时序X X：在：在：在：在64/fc64/fc处，产生一个处，产生一个处，产生一个处，产生一个PausePause（凹槽）；（凹槽）；（凹槽）；（凹槽）；时序时序时序时序Y Y：在整个位期间（：在整个位期间（：在整个位期间（：在整个位期间（128/fc128/fc）不发生调制；）不发生调制；）不发生调制；）不发生调制；时序时序时序时序Z Z：在位期间的开始产生一个：在位期间的开始产生一个：在位期间的开始产生一个：在位期间的开始产生一个PausePause。在上述时序说明中，在上述时序说明中，在上述时序说明中，在上述时序说明中，fcfc为载波频率为载波频率为载波频率为载波频率13.56MHz13.56MHz，PausePause脉冲的底宽为脉冲的底宽为脉冲的底宽为脉冲的底宽为0.53.0us0.53.0us，90%90%幅度宽度不大于幅度宽度不大于幅度宽度不大于幅度宽度不大于4.5us4.5us。这三种时序用于对帧编码，即修正的密勒码。这三种时序用于对帧编码，即修正的密勒码。这三种时序用于对帧编码，即修正的密勒码。这三种时序用于对帧编码，即修正的密勒码。第26页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器3 3、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码（1 1）编码规则）编码规则）编码规则）编码规则修正密勒码的编码规则如下：修正密勒码的编码规则如下：修正密勒码的编码规则如下：修正密勒码的编码规则如下：逻辑逻辑逻辑逻辑1 1为时序为时序为时序为时序X X 逻辑逻辑逻辑逻辑0 0为时序为时序为时序为时序Y Y 但下述两种情况除外：但下述两种情况除外：但下述两种情况除外：但下述两种情况除外：1 1、若相邻有两个或更多的、若相邻有两个或更多的、若相邻有两个或更多的、若相邻有两个或更多的0 0，则从第二个，则从第二个，则从第二个，则从第二个0 0开始采用时序开始采用时序开始采用时序开始采用时序Z Z；2 2、直接与起始位相连的所有、直接与起始位相连的所有、直接与起始位相连的所有、直接与起始位相连的所有0 0，用时序，用时序，用时序，用时序Z Z表示；表示；表示；表示；通信开始用时序通信开始用时序通信开始用时序通信开始用时序Z Z表示表示表示表示 通信结束用逻辑通信结束用逻辑通信结束用逻辑通信结束用逻辑0 0加时序加时序加时序加时序Y Y表示表示表示表示 无信息用至少两个时序无信息用至少两个时序无信息用至少两个时序无信息用至少两个时序Y Y表示表示表示表示第27页/共54页29293.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器3 3、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码（2 2）编码器）编码器）编码器）编码器假设输出数据为假设输出数据为假设输出数据为假设输出数据为01 101001 1010 第28页/共54页3.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器3 3、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码（2 2）编码器工作原理）编码器工作原理）编码器工作原理）编码器工作原理使能信号使能信号使能信号使能信号e e激活编码器电路，使其开始工作，修正密勒码编码器位激活编码器电路，使其开始工作，修正密勒码编码器位激活编码器电路，使其开始工作，修正密勒码编码器位激活编码器电路，使其开始工作，修正密勒码编码器位于阅读器中，因此使能信号于阅读器中，因此使能信号于阅读器中，因此使能信号于阅读器中，因此使能信号e e可由可由可由可由MCUMCU产生，并保证在其有效后的产生，并保证在其有效后的产生，并保证在其有效后的产生，并保证在其有效后的一定时间内数据一定时间内数据一定时间内数据一定时间内数据NRZNRZ码开始输入。码开始输入。码开始输入。码开始输入。从上图从上图从上图从上图b b所示波形中，所示波形中，所示波形中，所示波形中，a a和和和和b b异或后形成的波形异或后形成的波形异或后形成的波形异或后形成的波形c c有一个特点，即其上有一个特点，即其上有一个特点，即其上有一个特点，即其上升沿正好对应于升沿正好对应于升沿正好对应于升沿正好对应于X X，Z Z时序所需要的起始位置，用波形时序所需要的起始位置，用波形时序所需要的起始位置，用波形时序所需要的起始位置，用波形c c控制计数器控制计数器控制计数器控制计数器开始，对开始，对开始，对开始，对1.356MHz1.356MHz时钟计数，若按模时钟计数，若按模时钟计数，若按模时钟计数，若按模8 8计数，则波形计数，则波形计数，则波形计数，则波形d d中中中中PausePause脉脉脉脉宽为宽为宽为宽为8/13.56=0.59us8/13.56=0.59us，满足，满足，满足，满足TYPE ATYPE A中凹槽脉冲底宽的要求。波形中凹槽脉冲底宽的要求。波形中凹槽脉冲底宽的要求。波形中凹槽脉冲底宽的要求。波形d d中注出相应的时序为中注出相应的时序为中注出相应的时序为中注出相应的时序为ZZXXYXYZYZZXXYXYZY，完成了修正密勒码的编码，完成了修正密勒码的编码，完成了修正密勒码的编码，完成了修正密勒码的编码，送完数据后，拉低使能电平，编码器停止工作。送完数据后，拉低使能电平，编码器停止工作。送完数据后，拉低使能电平，编码器停止工作。送完数据后，拉低使能电平，编码器停止工作。总结：波形总结：波形总结：波形总结：波形c c实际上就是曼彻斯特码的反相波形。用它的上升沿使实际上就是曼彻斯特码的反相波形。用它的上升沿使实际上就是曼彻斯特码的反相波形。用它的上升沿使实际上就是曼彻斯特码的反相波形。用它的上升沿使输出波形跳变便产生了密勒码，而用其上升沿产生一个凹槽就是修输出波形跳变便产生了密勒码，而用其上升沿产生一个凹槽就是修输出波形跳变便产生了密勒码，而用其上升沿产生一个凹槽就是修输出波形跳变便产生了密勒码，而用其上升沿产生一个凹槽就是修正的密勒码。正的密勒码。正的密勒码。正的密勒码。第29页/共54页31313.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器3 3、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码、修正密勒码 （3 3）解码器）解码器）解码器）解码器修正密勒码解码器原理框图 由解码器得到的修正密勒码是应答器模拟电路解调以后得到的载波包络。由于载波受数据信号的调制，凹槽出现时没有由解码器得到的修正密勒码是应答器模拟电路解调以后得到的载波包络。由于载波受数据信号的调制，凹槽出现时没有13.56MHz载波，因此对应答器中的载波，因此对应答器中的13.56MHz载波要做相应的处理，以得到正常的载波要做相应的处理，以得到正常的128分频的数据时钟。分频的数据时钟。第30页/共54页32323.2 RFID3.2 RFID中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编中常用的编码方式与编/解码器解码器解码器解码器修正密勒码解码 解码时序波形图示例 第31页/共54页33333.3 脉冲调制脉冲调制 脉冲调制：1、概念：将数据的NRZ码变换为更高频率的脉冲串，该脉冲串的脉冲波形参数受NRZ码的值0和1调制。2、主要的调制方式为频移键控FSK和相移键控PSK。第32页/共54页34343.3 脉冲调制脉冲调制3.3.1 3.3.1 频移键控频移键控频移键控频移键控FSKFSK方式方式方式方式1 1、FSKFSK波形波形波形波形 FSK FSK是指对已调脉冲波形的频率进行控制，是指对已调脉冲波形的频率进行控制，是指对已调脉冲波形的频率进行控制，是指对已调脉冲波形的频率进行控制，FSKFSK调制方式用于调制方式用于调制方式用于调制方式用于频率低于频率低于频率低于频率低于135KHz135KHz的情况。的情况。的情况。的情况。下图是下图是下图是下图是FSKFSK的例子，数据传输速率为的例子，数据传输速率为的例子，数据传输速率为的例子，数据传输速率为fc/40fc/40，fcfc为射频载波频率。为射频载波频率。为射频载波频率。为射频载波频率。FSKFSK调制时对应数据调制时对应数据调制时对应数据调制时对应数据1 1的脉冲频率的脉冲频率的脉冲频率的脉冲频率f1=fc/5f1=fc/5，对应数据，对应数据，对应数据，对应数据0 0的脉冲频率的脉冲频率的脉冲频率的脉冲频率f0=fc/8f0=fc/8；FSK脉冲调制波形 第33页/共54页35353.3 脉冲调制脉冲调制3.3.1 3.3.1 频移键控频移键控频移键控频移键控FSKFSK方式方式方式方式2 2、FSKFSK调制调制调制调制FSKFSK方式的实现很容易，如下图所示，图中，频率为方式的实现很容易，如下图所示，图中，频率为方式的实现很容易，如下图所示，图中，频率为方式的实现很容易，如下图所示，图中，频率为fc/8fc/8和和和和fc/5fc/5的的的的脉冲可由射频分频获得，数据的脉冲可由射频分频获得，数据的脉冲可由射频分频获得，数据的脉冲可由射频分频获得，数据的NRZNRZ码对两个门电路进行控制，便码对两个门电路进行控制，便码对两个门电路进行控制，便码对两个门电路进行控制，便可获得可获得可获得可获得FSKFSK波形输出。波形输出。波形输出。波形输出。FSK实现的原理框图 第34页/共54页36363.3 脉冲调制脉冲调制3.3.1 3.3.1 频移键控频移键控频移键控频移键控FSKFSK方式方式方式方式3 3、FSKFSK解调解调解调解调FSK解调电路原理图 第35页/共54页37373.3 脉冲调制脉冲调制3.3.1 3.3.1 频移键控频移键控频移键控频移键控FSKFSK方式方式方式方式3 3、FSKFSK解调解调解调解调FSKFSK解调工作原理如下：解调工作原理如下：解调工作原理如下：解调工作原理如下：（1 1）触发器）触发器）触发器）触发器D1D1将输入将输入将输入将输入FSKFSK信号变为窄脉冲。触发器信号变为窄脉冲。触发器信号变为窄脉冲。触发器信号变为窄脉冲。触发器D1D1采用采用采用采用74HC7474HC74，当当当当/Q/Q端为高时，端为高时，端为高时，端为高时，FSKFSK上跳沿将上跳沿将上跳沿将上跳沿将QQ端置高，但由于此时为低，故端置高，但由于此时为低，故端置高，但由于此时为低，故端置高，但由于此时为低，故CLCL端为低，又使端为低，又使端为低，又使端为低，又使QQ端回到低电平。端回到低电平。端回到低电平。端回到低电平。QQ端的该脉冲使十进计数器端的该脉冲使十进计数器端的该脉冲使十进计数器端的该脉冲使十进计数器40174017复复复复零并可重新计数。零并可重新计数。零并可重新计数。零并可重新计数。（2 2）40174017计数器对计数器对计数器对计数器对125KHz125KHz时钟计数，由于数据宽为时钟计数，由于数据宽为时钟计数，由于数据宽为时钟计数，由于数据宽为40/fc=40Tc40/fc=40Tc（TcTc为载波周期），所以对于数据为载波周期），所以对于数据为载波周期），所以对于数据为载波周期），所以对于数据0 0，FSKFSK方波周期方波周期方波周期方波周期T0=8TcT0=8Tc。当计至。当计至。当计至。当计至第第第第7 7个时钟时，个时钟时，个时钟时，个时钟时，Q7Q7输出为高，使输出为高，使输出为高，使输出为高，使/CLKen/CLKen为高，计数器不再计第为高，计数器不再计第为高，计数器不再计第为高，计数器不再计第8 8个个个个时钟，此时时钟，此时时钟，此时时钟，此时Q7Q7为高，当触发器为高，当触发器为高，当触发器为高，当触发器D1D1的的的的QQ输出端在下一个输出端在下一个输出端在下一个输出端在下一个FSKFSK波形上波形上波形上波形上跳时，触发器跳时，触发器跳时，触发器跳时，触发器D2D2的的的的/Q/Q端输出为低。端输出为低。端输出为低。端输出为低。FSKFSK波形上跳同时也将计数器复波形上跳同时也将计数器复波形上跳同时也将计数器复波形上跳同时也将计数器复零并重新计数。零并重新计数。零并重新计数。零并重新计数。（3 3）因此，在数据）因此，在数据）因此，在数据）因此，在数据0 0的对应的对应的对应的对应FSKFSK波形频率下，波形频率下，波形频率下，波形频率下，触发器触发器触发器触发器D2D2的的的的/Q/Q输出端为输出端为输出端为输出端为低，即数据低，即数据低，即数据低，即数据0 0的的的的NRZNRZ码电平。码电平。码电平。码电平。第36页/共54页3.3 脉冲调制脉冲调制3.3.1 3.3.1 频移键控频移键控频移键控频移键控FSKFSK方式方式方式方式3 3、FSKFSK解调解调解调解调FSKFSK解调工作原理如下：解调工作原理如下：解调工作原理如下：解调工作原理如下：（4 4）对于数据）对于数据）对于数据）对于数据1 1，由于，由于，由于，由于FSKFSK波形周期波形周期波形周期波形周期T1=5TcT1=5Tc，故计数器，故计数器，故计数器，故计数器40174017的的的的Q7Q7脚始脚始脚始脚始终为低，在这期间触发器终为低，在这期间触发器终为低，在这期间触发器终为低，在这期间触发器D2D2的的的的/Q/Q端保持为高，即数据端保持为高，即数据端保持为高，即数据端保持为高，即数据1 1的的的的NRZNRZ电平。电平。电平。电平。第37页/共54页39393.3 脉冲调制脉冲调制3.3.2 3.3.2 相移键控相移键控相移键控相移键控PSKPSK方式方式方式方式1 1、PSKPSK波形波形 PSK调制方式通常有两种：调制方式通常有两种：PSK1和和PSK2。采用。采用PSK1调制时调制时，若在数据位的起始处出现上升沿或下降沿（即出现，若在数据位的起始处出现上升沿或下降沿（即出现1，0或或0，1交替），则相位将于位起始处跳变交替），则相位将于位起始处跳变180。而。而PSK2调制时调制时，相位在数据位为，相位在数据位为1时从位起始处跳变时从位起始处跳变180，在数据位为，在数据位为0时时则相位不变。则相位不变。第38页/共54页3.3 脉冲调制脉冲调制3.3.2 3.3.2 相移键控相移键控相移键控相移键控PSKPSK方式方式方式方式1 1、PSKPSK波形波形波形波形 PSK1 PSK1是一种绝对码方式，是一种绝对码方式，是一种绝对码方式，是一种绝对码方式，PSK2PSK2是一种相对码方式。是一种相对码方式。是一种相对码方式。是一种相对码方式。PSK1PSK1和和和和PSK2PSK2调制波形如下图所示，图中假设调制波形如下图所示，图中假设调制波形如下图所示，图中假设调制波形如下图所示，图中假设PSKPSK速速速速率为数据位速率的率为数据位速率的率为数据位速率的率为数据位速率的8 8倍。倍。倍。倍。对于二进制，绝对调相记为对于二进制，绝对调相记为对于二进制，绝对调相记为对于二进制，绝对调相记为2PSK2PSK，相对调相记为，