基于51單片機的無線識別裝置系統(tǒng)設(shè)計

　　3 硬件電路

　　3．1 閱讀器與應(yīng)答器2ASK調(diào)制解調(diào)電路

　　2ASK的載波信號是2MHz正弦波，它由有源晶振產(chǎn)生的方波經(jīng)過低通濾波器得到。數(shù)字調(diào)制信號從CPU的串口輸出，經(jīng)過模擬開關(guān)MX7501控制信號通斷，產(chǎn)生了2ASK信號。Ll，L2，C1和C2構(gòu)成了二階巴特沃茲低通濾波器，輸出為近似正弦波的2 MHz信號。R1與R4使LC濾波器阻抗匹配。當(dāng)EN為0時，OUT為0；反之為S1通道信號。圖3給出閱讀器的2ASK調(diào)制電路。

　　圖4給出了解調(diào)電路。通過匹配網(wǎng)絡(luò)的2ASK信號幅度低，噪聲大，需要經(jīng)過三級處理才能解調(diào)出數(shù)字信號。首先通過OP37中高速運算放大器將信號放大5倍，再經(jīng)過高速比較器MAX910中的比較器A，將毛刺狀信號加寬，減小噪聲，D／A輸出經(jīng)L1，C1和C2組成的低通濾波器，取直流分量，這相當(dāng)于包絡(luò)檢波。LC低通濾波器的截止頻率為480 HZ。最后將該信號進(jìn)行比較整形，得到數(shù)字調(diào)制，再經(jīng)QB輸入到單片機串口。

　　3．2 發(fā)射電路

　　有源晶振產(chǎn)生的8 MHZ方波經(jīng)帶通濾波器取出8 MHz的正弦信號，并通過功率放大器后輸出到線圈上。圖5中，L3，L4，C7和C8構(gòu)成了二階8 MHz的巴特沃茲帶通濾波器，用以濾除諧波分量。VQ1為集射極跟隨器，用以調(diào)節(jié)R3，使其靜態(tài)工作電流約為1．5 mA，該級電路起到與信源隔離的作用。VQ2為丙類放大器，調(diào)節(jié)R7和VQ2的基極偏壓使其工作在丙類放大狀態(tài)。改變C2使其諧振，此時電源電流最小。再調(diào)節(jié)R4和VQ2的基極偏壓，使電源電流更小，輸出幅度更大，以處于丙類放大狀態(tài)。L1為線圈，同時起到諧振電感的作用。C6為線圈的等效電容，經(jīng)測量，約為34 pF；C3為外接電容，它能使并聯(lián)回路諧振在8 MHz。諧振時，L1上的電壓可達(dá)45V。閱讀器和應(yīng)答器發(fā)射的另一個信號是2ASK信號，它經(jīng)過運算放大后，通過匹配網(wǎng)絡(luò)直接連接到線圈上。

　　3．3 應(yīng)答器電源電路設(shè)計

　　應(yīng)答器的整流濾波電路采用單相橋式整流濾波電路。T1為兩個線圈，C1并接在應(yīng)答器線圈兩端，在8 MHz并聯(lián)諧振下，其輸入幅度最大。VD1～VD4采用IN5817型整流二極管，要求整流8 MHz的信號。正常時，C2兩端電壓基本穩(wěn)定，即整流電流全部通過負(fù)載R1，因此RL越大，其電壓也越大。這就要求負(fù)載盡量少，負(fù)載輸入阻抗盡量大。C2的電容值不易太大或太小，太大則吸納的電荷越多，使輸出電壓就越??；導(dǎo)致濾波效果不佳。因此，這里取C2=47μF。在耦合信號幅度一定時，該電路的功率驅(qū)動能力是固定的。實測中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輸入頻率為8 MHz時，輸出電壓為5 V；當(dāng)負(fù)載頻率為1 kHz時。輸出電壓為4．25 V。由此可知，其驅(qū)動功率P=U2/RL=18 mW，應(yīng)答器功耗必須小于該值。L1和L2進(jìn)一步濾波，也能利用感應(yīng)電勢的作用防止電流大幅度突變，其電路如圖6所示。