射频识别技术3_编码与调制.ppt

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d Z e Z X X Y X Y Z Y
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（b）波形图示例
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码 （2）编码器工作原理 使能信号e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e可由MCU产生，并保证在其有效后的一定 时间内数据NRZ码开始输入。 从上图b所示波形中，a和b异或后形成的波形c有一个特点，即其上 升沿正好对应于X，Z时序所需要的起始位置，用波形c控制计数器开 始，对1.356MHz时钟计数，若按模8计数，则波形d中Pause脉宽为 8/13.56 = 0.59us，满足TYPE A中凹槽脉冲底宽的要求。波形d中注 出相应的时序为ZZXXYXYZY，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。 总结：波形c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正 的密勒码。
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码 （1）编码规则 TYPE A中定义如下三种时序： 时序X：在64/fc处，产生一个Pause（凹槽）； 时序Y：在整个位期间（128/fc）不发生调制； 时序Z：在位期间的开始产生一个Pause。 在上述时序说明中，fc为载波频率13.56MHz， Pause脉冲的底宽为0.5~3.0us，90%幅度宽度不大于 4.5us。这三种时序用于对帧编码，即修正的密勒码。
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3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
(3)、曼彻斯特解码器 曼彻斯特码与数据时钟异或便可恢复出NRZ码数据信
号。曼彻斯特解码工作是阅读器的任务，阅读器中都有 MCU，其解码工作可由MCU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1码、 结束位采用无跳变低电平，信息位流的1用NRZ的10码， 信息位流的0用NRZ的01表示。
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。
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3.1 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 通路。
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3.1 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。
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3.1 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。
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码 （1）编码规则
修正密勒码的编码规则如下： 逻辑1为时序X 逻辑0为时序Y 但下述两种情况除外： 1、若相邻有两个或更多的0，则从第二个0开始采用时序Z； 2、直接与起始位相连的所有0，用时序Z表示； 通信开始用时序Z表示 通信结束用逻辑0加时序Y表示 无信息用至少两个时序Y表示
3.1 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。
3.1 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）
g(t) G(w)
2π τ

2
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码 （2）编码器
假设输出数据为01 1010
编码器 数据 NRZ 码 输入 b 异 或 c a 13.56MHz 时钟 e 13.56MHz 128 分频 数据时钟 使能 计数器 d 修正密勒码 输出
（a）修正密勒码编码器原理框图
a b c
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3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
2、密勒（Miller）码
（3）软件编码 从密勒码的编码规则可以看出，NRZ码可以转换为两位NRZ码表 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， 可将数据的NRZ码转换为用两位NRZ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 倍。
3.2.1、曼彻斯特码和密勒码 1、 曼彻斯特（Manchester）码
数据时钟 CLK
NRZ 码数据
1
0
0
1
1
0
曼彻斯特码
（1）编码方式 在曼彻斯特码中，1码是前半（50%）位为高，后半 （50%）位为低；0码是前半（50%）位为低，后半（50%） 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， 曼彻斯 特码与数据时钟异或后，便可得到数据的NRZ码。
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
2、密勒（Miller）码
（1）密勒码编码方式 其编码规则如下表所示，密勒码的逻辑0的电平和前位有关， 逻辑1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。
bit(i1) × 0 1
bit i 1 0 0
密勒码编码规则 bit i的起始位置不变化，中 间位置跳变 bit i的起始位置跳变，中间 位置不跳变 bit i的起始位置不跳变，中 间位置不跳变
0
2
t
2π τ
0
4π τ
w
（a）单个脉冲波形
（b）单个脉冲的频谱
g t
A 0
2 其他
t

波形
G


g (t )e jt dt
A
sin / 2
12
/ 2 A Sa / 2
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
f Hz
104
无线传输：
105 106 107 108 109 1010 1011
125kHz
13.56MHz
869M 2.45G 433M 915M 5.8G
波段 LF MF HF VHF UHF SHF EHF
射频识别所用的频率为<135 kHz（LF）及ISM频率的13.56 MHz（H F），433 MHz（UHF），869 MHz（UHF），915 MHz（UHF）， 2.45 GHz（UHF），5.8 GHz（SHF）。
10 起始位
00
01
10
00
11
10
00 停止位
数据信息位
3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
3、修正密勒码
在RFID的ISO/IEC 14443标准（近耦合非接触式IC卡标 准）中规定： 载波频率为13.56MHz； 数据传输速率为106kbps； 在从阅读器向应答器的数据传输中，ISO/IEC14443标 准的TYPE A中采用修正密勒码方式对载波进行调制。
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3.1 信号与编码
3.1.3 数据编码 1、数字基带信号波形
0 0 1 1 0 1 0 （a） NRZ 码
（b）双极性 矩形脉冲
（c）单极性 归零波形
（d）曼彻斯特码
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3.1 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）
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3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
2、密勒（Miller）码
（2）密勒码编码器 密勒码的传输格式如下图所示，起始位为1，结束位 为0，数据位流包括传送数据和它的校验码。
起始位 信息位流 结束位
编码控制 非门 曼彻斯特码 1 CLK 7474 D CL VCC
Q
PR
Q
密勒码输出
用曼彻斯特码产生密勒码的电路
第三章 编码与调制
3.1 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 。
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3.1 信号与编码
(2)、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D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2倍 频信号2CLK。2CLK可以从载波分频获得。
编码控制 7486 数据 CLK 异 或 7404 2CLK 1 非门 VCC CLK CL
Q
PR D 74HC74 输出
Q
编码器电路
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3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
(2)、曼彻斯特编码器时序图
使能（PR 端）
2CLK
CLK
DATA（数据）
异或输出
74HC74Q
74 HC74 Q （输出）
1
0
0
曼彻斯特码编码器时序波形图示例
起始位为1，数据为00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2CLK被倒相，是其下降沿对D端采样，避开了可能会遇到的 尖峰P，所以消除了尖峰P的影响。
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3.2 RFID中常用的编码方式与编/解码器
（2）曼彻斯特编码器 虽然可以简单的采用NRZ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 沿和下降沿的不理想，在输出中会产生尖峰脉冲P，因此需要 改进；