RI-R6C-001A集成電路的原理與應用

RI-R6C-001A集成電路的原理與應用

摘要：RI-R6C-001A芯片是Texas Instruments公司生產的RF收發器，可實現ISO15693協議電子標簽的閱讀。該芯片內含接收、發射和控制接口三部分。文中介紹了RI-R6C-001A的結構、原理和特性，并給出了典型應用電路。

    關鍵詞：射頻；收發器；電子標簽；RI-R6C-001A

１　概述

電子標簽是時下最為先進的非接觸感應技術。ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ芯片是美國德州儀器（ＴＩ）和荷蘭飛利浦公司（Ｐｈｉｌｉｐｓ）開發出的一種廉價的非接觸感應芯片。這種芯片的無源最大讀寫距離可達１．２米以上。它與條形碼相比，無須直線對準掃描，而且讀寫速度快，可多目標識別和運動識別，每秒最多可同時識別５０個，頻率為１３．５６ＭＨｚ ±７ｋＨｚ（國際通用）的目標。它采用國際統一且不重復的８字節（６４ｂｉｔ）唯一識別內碼（Ｕｎｉｑｕｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ，簡稱ＵＩＤ），其中第１～４８ｂｉｔ共６字節為生產廠商的產品編碼，第４９～５６ｂｉｔ １個字節為廠商代碼（ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６－６／ＡＭ１），(范文先生網www.ycxgx.cn收集整理)最高字節固定為“ＥＯ”。其使用壽命大于１０年或讀寫１０萬次，無機械磨損、機械故障，可在惡劣環境下使用，工作溫度為－２５～＋７０℃?可反復讀寫且扇區可以獨立一次鎖定，并能根據用戶需要鎖定重要信息；現有的產品一般采用４字節扇區，內存從５１２ｂｉｔ～２０４８ｂｉｔ不等。

ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ芯片采用柔性封裝，它的超薄和多種大小不一的外型，使它可封裝在紙張和塑膠制品（ＰＶＣ、ＰＥＴ）中，既可應用于不同安防場合，也可再層壓制卡。國際標準化組織已把這種非接觸感應芯片寫入國際標準ＩＳＯ１５６９３中。其主要原因是因為該芯片具有封裝任意、內存量大、可讀可寫、防沖撞等獨特的功能。

２　引腳排列與功能

圖１所示為（ＲＩ－ＲＲＣ－００１Ａ芯片和引腳排列）。

３　內部結構

收發器需要５Ｖ外加電源，在實際操作中最小電壓為３Ｖ，最大電壓為５．５Ｖ，典型電壓為５Ｖ。電損耗取決于天線阻抗和輸出網絡的配置。由于電源紋波和噪聲會嚴重影響整個系統的性能，因此，德州儀器推薦使用標準電源。

射頻收發器內部的輸出晶體管是一個低阻場效應管，電耗直接在ＴＸ＿ＯＵＴ腳消耗，推薦用５Ｖ電源供電，最好驅動５０Ω天線。在輸出端連接一個簡單的諧振電路或者匹配網絡可以降低諧波抑制，用選通方波驅動輸出晶體管能達到１００％的調制度。調整連接輸出晶體管的電阻（典型電路中的Ｒ２）能獲得１０％的調制度，增大這個電阻，調制度也隨之增加。通過發射編碼器變換的數據可按照事先選擇好的射頻協議進行傳輸，通信速率應為５～１２０ｋＢ，而且至少要有一個速率滿足已選擇感應器協議的要求。

接收器通過外部電阻連接到天線后可將來自電子標簽的調制信號通過二極管包絡檢波進行解調，接收解碼器輸出到控制器的數據是二進制數據格式，通信速率和射頻協議由已選擇的模式確定。在輸出數據時，接收的數據串中已檢測并標志了啟動、停止、錯誤位。

    該系統的正常時鐘頻率為１３．５６ＭＨｚ，但是振蕩器的工作頻率范圍為４ＭＨｚ～１６ＭＨｚ。

在電源被重新啟動后，設備為默認配置。ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ系統有三個有效電源模式。主要模式是滿載模式，而空載模式僅出現在與電路有關的標準振蕩器和最小系統工作中的標準振蕩器停振時，掉電模式則完全關斷設備內部的偏置系統。當ＳＣＬＯＣＫ保持高電平時，可在ＤＩＮ端的輸出脈沖上升沿喚醒電路。

ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ芯片的串行通信接口通常使用三根線，其中的ＳＣＬＯＣＫ為串行雙向時鐘；ＤＩＮ為數據輸入，ＤＯＵＴ為數據輸出。參見圖２所示的ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ內部結構圖。

４　典型電路應用

圖３所示是ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ的典型應用電路，該電路可驅動５０Ω的天線，當電源電壓為５Ｖ時，輸出射頻的功率為２００ｍＷ，而當電源電壓為３Ｖ時，輸出射頻功率為８０ｍＷ。

圖3

    由于電路中的發射器一直工作，因此，應增大集成電路散熱片的尺寸以增加散熱面積。設計電路時，應避免過大的分布電容，當電路板分布電容過高時，可配合晶振調整電容Ｃ５的值，以減少時鐘的不穩定性。推薦Ｃ５值為２２ｐＦ。通過軟件處理可使收發器的調制度在１００％～１０％范圍內調整。ＩＳＯ１５６９３協議規定標簽允許執行１０％～３０％之間的調制度（除１００％之外），通過改變電阻Ｒ２的值可以達到這個要求。

５　結束語

ＲＩ－Ｒ６Ｃ－００１Ａ集成電路是一種高性能、廉價的非接觸感應收發芯片，它讀寫速度快，并實現可多目標識別和運動中識別，因而可廣泛應用于物流管理、車輛防盜、證件防偽、城市出租車管理、圖書館管理、槍支管理等領域，隨著我國電子標簽標準的制定，該器件將擁有更大的開發應用價值。

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