NFC/HF RFID技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，如公交、銀行、物流和零售領(lǐng)域。將NFC和HF RFID標(biāo)簽貼在攜帶疫苗瓶的運(yùn)輸包裝盒或托盤上，當(dāng)嵌入塑料按鈕時(shí)，可以貼在實(shí)際疫苗瓶的封口上，從而可以跟蹤貨物并核實(shí)生產(chǎn)地。本收發(fā)器設(shè)計(jì)基于TRF7960ATB RF前端芯片，可用于PEPS BLE衛(wèi)星模塊、RKE衛(wèi)星模塊、PEPS鑰匙卡、RKE鑰匙卡，以及HVAC網(wǎng)關(guān)等。

方案特點(diǎn)

NFC和HF RFID運(yùn)行在13.56MHz頻段上，支持不同標(biāo)準(zhǔn)和讀取范圍。NFC標(biāo)簽讀取范圍接近幾厘米，可用標(biāo)準(zhǔn)NFC手機(jī)讀取，而HF RFID標(biāo)簽允許使用遠(yuǎn)程讀取器實(shí)現(xiàn)高達(dá)1.5m的鄰近讀取范圍。方案模塊采用SPU通訊方式，支持TRF7960A Direct Mode 2(默認(rèn))、Direct Mode 1、Direct Mode 0模式，用戶可訪問和完全控制TRF7960A的EN2和EN線，以開發(fā)超低功耗的NFC/HF RFID系統(tǒng)。

基于TRF7960的RFID收發(fā)器功能框圖

該方案采用了一個(gè)TPS6122升壓轉(zhuǎn)換器，將+3.3VDC電壓升高到+5VDC，為TRF7960A提供高達(dá)+23dBm電源。模塊采用了一個(gè)4Ω-50Ω阻抗匹配電路，與50Ω天線電路進(jìn)行調(diào)配。該天線電路包括1個(gè)板上4圈線圈，以及串聯(lián)、并聯(lián)的電阻器、電容器等被動(dòng)元件組成。

基于TRF7960的RFID收發(fā)器電路圖

模塊主芯片TRF7960支持ISO/IEC 14443A/B、ISO/IEC 15693、ISO/IEC 18000-3，系統(tǒng)只需1個(gè)13.56MHz晶振就能工作，有助于降低終端讀卡器產(chǎn)品的BOM表成本。

芯齊齊BOM分析

最為低成本RFID模組，本方案基本BOM元器件總數(shù)39個(gè)。由于組件很少，讀卡器IC耗電、占用的空間也很少，因此可以解決敏感度和噪聲衰減問題。

芯齊齊BOM分析顯示，TRF7960是來自TI的高頻(13.56MHz)多標(biāo)準(zhǔn)RFID閱讀器IC產(chǎn)品系列之一，采用超小32-pin QFN封裝。該芯片具有寬泛的操作電壓(2.7～5.5V)，適用于安全訪問控制、產(chǎn)品認(rèn)證以及非接觸支付系統(tǒng)等應(yīng)用。

基于TRF7960的RFID收發(fā)器BOM表

TPS612是TI公司的DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器, 最大輸出5.13V, 最大輸出400mA, 最大輸入5.5V，最高開關(guān)頻率2000kHz。該器件采用SC-70封裝，尺寸2.15x1.4x1mm。

作為高頻低功耗應(yīng)用，方案電路元件應(yīng)首選NP0電容器，特別是前端部分應(yīng)全部采用NP0元件，在電路設(shè)計(jì)及PCB布線時(shí)應(yīng)盡量減少輔線長(zhǎng)度，特別是射頻前端，讓元器件保持緊湊、射頻輸出前端最好保持暢通的輸出。

基于TRF7960的RFID收發(fā)器原型

其他注意事項(xiàng)如下：

(1)去耦電容要靠近芯片，特別是10nF的電容，這樣對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行有效的濾波。

(2)放置2個(gè)電感事應(yīng)成90°排列，以減少2個(gè)電感之間的耦合。

(3)盡量減少布線地的回路，要求接地的過孔盡量靠近元器件或者IC的接地端。

(4)盡量避免在射頻線路中通過數(shù)字信號(hào)。

(5)數(shù)字地和模擬地最好安排在不同的地方，最好之間通過磁珠或電感進(jìn)行連接。

(6)保證芯片中間的部分足夠接地，可以在電路板上打9個(gè)孔，讓芯片充分接地和散熱。

審核編輯：湯梓紅