第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
第-03-章--RFID的无线通信原理--电感耦合通信PPT课件
如果读写器线圈的圈数为N1，电 子标签线圈的圈数为N2，线圈都为
圆形，线圈的半径分别为R1、R2，
两个线圈圆心之间的距离为d，两
个线圈平行放置，其中一个线圈的
半径远小于d时，则两个线圈之间
2021的互感M12=?
5
二、RFID读写器的射频前端
⒈ RFID读写器的射频前端电路结构
射频前端：实现射频能量和信息传输的射频前端电路。
电子标签天线功能：低频和高频RFID电子标签的天线用于耦合读写器天
线的磁通，该磁通向电子标签提供电源，并在读写器与电子标签之间传
递信息。
电子标签天线构造要求：
电子标签天线上感应的电压最大，以使电子标签线圈输出最大的
电压。
功率匹配，以最大程度地耦合来自读写器的能量。
足够的带宽，以使电子标签接收的信号无失真。
二进制数据编码信号用于控制开关S。当二进制数据编码信号为1时，设
开关S闭合，则此时应答器负载电阻为RL和Rmod并联；当二进制数据编码
信号为0时，开关S断开，应答器负载电阻为RL。
电阻负载调制时，应答器的负载电阻值有两个对应值，即RL（S断开时）
和RL与Rmod的并联值RL//Rmod（S闭合时）。显然，RL//Rmod小于RL。
射频前端电路结构？
并联谐振电路
并联谐振电路的组成？
电感、电容并联而成
2021
C
14
⒉ 并联谐振
特性参数：
谐振频率
品质因素
输入阻抗
电感L：储存磁能并产生感抗
带宽
XL=? 电容C：储存电场能并产生容抗
XC=? 谐振条件：当电感L储存的平均磁能与电容C储存的平均场能相等时，电
路产生谐振，此时电感L的感抗和电容C的容抗相互抵消，输入阻抗为纯
第7章RFID电感耦合方式射频前端
Q R
0L
(7.28)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
3.输入导纳
在谐振频率，输入导纳为
Y in
1 R
在其它频率，输入导纳为复数。
(7.30)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
4.带宽
带宽可以由品质因数和谐振频率求得。
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。在这种工作 方式中，线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场， 使读写器与电子标签之间相互耦合，构成了电感耦合的工作方式。 同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形成谐 振电路，谐振电路可以实现低频和高频RFID能量和数据的传输。
功率损耗
Q 0L
R
(7.12) (7.13)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
பைடு நூலகம்
3.输入阻抗
在谐振频率，电感的感抗和电容的容抗相互抵消，
输入阻抗为
Zin R
在其它频率，输入阻抗为复数。
(7.15)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.5 读写器射频前端天线电路的结构
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.2.2 串联谐振电路
思考与练习_物联网：射频识别（RFID）核心技术详解（第3版）_[共2页]
![思考与练习_物联网：射频识别（RFID）核心技术详解（第3版）_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/2dce610576a20029bc642d23.png)
第7章 RFID 电感耦合方式的射频前端174电容负载调制的特性如下。
• 在电阻负载调制中，读写器和电子标签在工作频率下都处于谐振状态；而在电容负载调制中，由于接入了电容mod C ，电子标签回路失谐，又由于读写器与电子标签的耦合作用，导致读写器也失谐。
• 开关S 的通断控制电容mod C 按数据流的时钟接通和断开，使电子标签的谐振频率在两个频率之间转换。
• 通过定性分析可以知道，电容mod C 的接入使电子标签电感线圈上的电压下降。
• 由于电子标签电感线圈上的电压下降，使读写器电感线圈上的电压上升。
• 电容负载调制的波形变化，与电阻负载调制的波形变化相似，但此时读写器电感线圈上电压不仅发生振幅的变化，也发生相位的变化，相位变化应尽量减小。
7.5 本章小结低频和高频RFID 是采用电感耦合方式进行工作的。
在这种工作方式中，线圈形式的天线相当于电感，线圈产生的电感与电容组合在一起，形成谐振电路，读写器和电子标签的射频前端都采用谐振电路。
同时，电感线圈产生交变磁场，使读写器天线与电子标签天线之间相互耦合，构成了电感耦合方式的能量传输和数据传输。
电感有自感和互感两种，读写器线圈、电子标签线圈分别都有自感，同时读写器线圈与电子标签线圈之间形成互感。
RFID 读写器的射频前端采用串联谐振电路，串联谐振电路可以使读写器天线上的电流最大，使读写器线圈产生最大的磁通，能最大程度地输出读写器的能量。
RFID 电子标签的射频前端常采用并联谐振电路，并联谐振电路可以使电子标签天线上感应的电压最大，使电子标签线圈输出最大的电压，使电子标签最大程度地耦合来自读写器的能量。
读写器与电子标签之间有电感耦合。
读写器通过电感耦合给电子标签提供能量，并通过整流电路可以产生电子标签芯片工作的直流电压。
负载调制是电子标签经常使用的向读写器传输数据的方法，电子标签负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种方式。
7.6 思考与练习7.1 磁通是怎么定义的？线圈的自感与磁通有什么关系？两个线圈的互感与磁通有什么关系？7.2 RFID 读写器的射频前端常采用哪种谐振电路，为什么？7.3 串联谐振时，电感和电容的储能一样吗？串联谐振电路的谐振频率是什么?什么是串联谐振电路的频带宽度？频带宽度与品质因数有什么关系？7.4 某高频RFID 工作频率为6.78MHz ，采用串联谐振的射频前端电路，若线圈天线。
射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
1.产品的追溯功能
2.数据的读写功能
3.小型化和多样化的形状
4.耐环境性
5.可重复使用
6.穿透性
7.数据的记忆容量大
2、RFID标签的应用及防伪特点
应用1：2009年五粮液集团投入2亿元的巨资购买R F I D系统，以满足五粮液高端产品对安全防伪和产品追溯管理等功能的需求，构建一个完整的RFID整体解决平台。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?
答：
11比特应答器是字节为1比特的应答器。
2应用于电子防盗系统。
3射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?
答：
①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
生成公钥
随机生成数字k作为私钥，我们将其乘以曲线上称为生成点G的预定点，在曲线上的其他位置产生另一个点，即相应的公钥K.
生成器点G被指定为secp256k1标准的一部分，并且对于所有密钥始终相同
5.8说明射频识别中阅读器与应答器的三次认证过程。
答：
三次认证过程
阅读器发送查询口令的命令给应答器，应答器作为应答响应传送所产生的一个随机数RB给阅读器。
第2章电感耦合方式的射频前端
2.2画出图2.26中P点处的电压波形，并进一步比较图2.26所示电路与图2.28(a)所示电路的不同点。
答：
图2.26所示电路与图2.28（a）所示电路的不同点：
图2.26所示的电路里面加入了滤波电路和跟随电路，而图2.28（a）没有。并且图2.28有二极管，来进行确定导通哪个三极管，但是图2.28（a）没有，这就使得图2.28（a）变成了标准正弦波。
RFID电感耦合方式的射频前端工作原理介绍
RFID电感耦合方式的射频前端工作原理介绍引言：IoT的核心技术之一就是RFID，对于RFID的组件RFID读写器和电子标签的工作原理，你了解嘛？其实RFID的两种组件是通过天线进行通信，采用电感耦合的方式进行。
总结要点（1）了解线圈的电感和互感的概念。
（2）了解串并联谐振电路的概念。
（3）RFID读写器的射频前端采用串联谐振电路。
（4）RFID电子标签的射频前端采用并联谐振电路。
（5）RFID的读写器和电子标签通过电感耦合传输信息。
（6）了解负载调制以及功率匹配的概念。
概念解析（1）谐振电路，谐振电路能够有选择性的让一部分频率的信号通过，同时衰减通带外的信号。
（2）谐振电路参数，我们常用谐振频率、品质因数、输入阻抗和频带宽度等参数进行对谐振电路描述。
（3）谐振频率，也就是外部信号以特定的频率输入谐振电路后使的谐振电路的容抗等于感抗，这个特定的频率就是谐振频率，也称之为工作频率。
（4）品质因数，定义为谐振电路的平均储能与功率损耗的比值，我们常用特性阻抗与回路电阻比值表示，故而可知Q因子是一个无量纲参数。
串联谐振和并联谐振串联谐振电路并联谐振电路小总结：（1）串联谐振电路和并联谐振电路的谐振频率计算公式一样。
（2）串联谐振和并联谐振的电阻R越小，也就是电路损耗越小，那么品质因数就越高，也就是信号的选择性越好，同时频带宽度BW也就越窄。
（3）通常实际使用的是有载品质因数，由于外部负载的能量损耗，故而有载品质因数会下降，这是采用计算外部品质因数。
电感耦合电感耦合小总结：（1）RFID读写器和电子标签之间采用电感耦合，读写器通过电感耦合给电子标签提供能量，同时传输信息通信。
电感耦合是符合法拉第电磁感应定律。
（2）电子标签输出电压的调节，电子标签获取的是交流电压，经过全波整流电路、滤波电路和稳压电路后输出直流温度电压。
（3）电子标签通过负载调制的方式向读写器传输数据，也就是负载调制通过对电子标签振荡回路的电参数根据数据流进行调节，进行编码调制传输数据信息。
电感耦合方式的射频前端
– 安培定理指出，电流流过一个导体时，在此导 体的周围会产生一个磁场 。
a
H i
H i 2πa
12
2 电感耦合方式的射频前端
• 电感线圈的交变磁场
– 在电感耦合的RFID系统中，阅读器天线电路的 电感常采用短圆柱形线圈结构 。
X
线圈
i1
a O
r
Y
v1=V1msin(ωt)
BZ
L
L
C C
（a）串联谐振回路
（b）并联谐振回路
次级线圈 初级 线圈
C2
C1
（c）具有初级和次级线圈的耦合电路
在阅读器中，串联谐振回路具 有电路简单、成本低，激励可 采用低内阻的恒压源，谐振时 可获得最大的回路电流等特点， 被广泛采用。
3
2 电感耦合方式的射频前端
• 串联谐振回路
R1是电感线圈L损耗的等
（1）谐振时，回路电抗X= 0，阻抗Z=R为最小值， RS 且为纯阻
（2）谐振时，回路电流最 Vs 大，即，且与同相
（3）电感与电容两端电压 的模值相等，且等于外加 电压的Q倍
L
R1
C
I
RL
7
2 电感耦合方式的射频前端
• 串联谐振回路
回路的品质因数
RS
Q 0L 1 1 L 1
线圈上就会产生感应电压，
当距离足够近，应答器天线
14
2 电感耦合方式的射频前端
• 应答器的天线电路
– Microchip 公司的13.56 MHz应答器（无源射频 卡）MCRF355和MCRF360芯片的天线电路
Ant.A
L1 C
MCRF355
Ant.B
电感耦合方式的射频前端
电感耦合方式的射频前端射频（Radio Frequency, RF）前端是无线通信系统中一个重要的部件，它负责接收和发送无线信号。
电感耦合方式是一种常用于射频前端的连接方式，它通过电感器件来实现信号的传输和耦合。
本文将详细介绍电感耦合方式的射频前端，包括其原理、应用和优缺点等。
原理电感耦合方式的射频前端采用电感器件来进行信号的耦合和传输。
其原理是利用电感的感应作用，将输入信号通过电感的磁场耦合到输出端，从而实现信号的传输。
电感耦合方式通常包含一个输入电感和一个输出电感。
输入电感将信号输入到射频前端，而输出电感将信号输出到下一级电路。
通过调节电感的参数，如感应系数和自感系数等，可以实现对信号的传输和耦合的精确控制。
应用电感耦合方式的射频前端在无线通信系统中有着广泛的应用。
1. 无线通信电感耦合方式的射频前端可以用于各种无线通信系统，如移动通信、卫星通信和无线网络等。
它可以实现对无线信号的接收、放大和发送等功能，为无线通信提供了关键的连接方式。
2. 射频识别（RFID）射频识别技术是一种无线识别技术，通过射频信号实现对物体的识别和跟踪。
电感耦合方式的射频前端在RFID系统中扮演着重要的角色，它可以将射频信号传输到读写器和标签之间，实现对标签的读取和写入操作。
3. 无线充电近年来，无线充电技术得到了广泛的应用。
电感耦合方式的射频前端可以用于无线充电系统中，通过电感耦合将电能传输到无线充电设备中，实现对设备的充电。
这种方式的充电方式相比传统的插座充电更为便捷和灵活。
优缺点电感耦合方式的射频前端具有以下优点和缺点：优点•传输效率高：电感耦合方式可以实现高效的信号传输和耦合，提高了系统的传输效率。
•灵活性强：电感耦合方式可以通过调节电感参数来实现对信号的精确控制，具有较高的灵活性。
•结构简单：电感耦合方式的射频前端结构相对简单，易于制造和维护。
缺点•磁场干扰：电感耦合方式容易受到外部磁场的干扰，可能会影响信号质量。
04--RFID的射频前端
1 1 B 2 2 2 2 2 2 2 ( a / 2) r ( b / 2) r 4 π (a / 2) (b / 2) r
0 Ni1ab
4.2 应答器天线电路
4.2.1应答器天线电路的连接
1）MCRF355和MCRF360芯片的天线电路
Microchip公司的13.56MHz应答器（无源射频卡）芯片
1 1 2 2 wC CvC CQ 2Vsm 2 cos（ t) 2 2
1 L 1 2 2 2 2 2 C I R cos (t ) LI 0 m cos (t ) 2 0m 2 CR 2
1 2 1 2 2 wL Li LI 0 m sin (t ) 2 2
4.1 阅读器天线电路
电感L和电容C上存储的能量和为
1 w wL wC LI 0m2 2
w是一个不随时间变化的常数，说明回路中存储的 能量保持不变，只在线圈和电容器间相互转换。
从能量的角度看，品质因数Q 可表示为
回路储能 Q 2π 每周期耗能
4.1 阅读器天线电路
5. 谐振曲线和通频带
1）谐振曲线 回路中电流幅值与外加电压频率之间的关系曲线，称 为谐振曲线。 .
第4章 RFID的射频前端
• 4.1 阅读器天线电路 • 4.5 射频低噪声放大
• 4.2 应答器天线电路
• 4.3 阅读器和应答器
器的设计
• 4.6 射频功率放大器 的设计 • 4.7 射频振荡器的设 计 • 4.8 混频器的设计
之间的电感耦合
• 4.4 射频滤波器的设
计
引言
• 从能量和信息传输的基本原理来说，射频识别技术在工
1 L ( R1 j L) 1 j C C Z （ L》R1 ) 1 1 CR1 1 ( R1 j L) R1 j( L ) j(C ) j C C L L
(射频识别技术及应用)电感耦合方式的射频前端
80%
标签
由耦合元件及芯片组成，每个标 签具有唯一的电子编码，附着在 物体上标识目标对象。
电感耦合方式工作原理
读写器通过天线发射高 频振荡波，在周围空间 形成交变电磁场。
当标签进入读写器的电 磁场时，其天线通过电 磁感应原理产生感应电 流，从而获得能量并被 激活。
标签将自身信息通过内 置天线以反射调制的方 式发送出去。
射频识别技术及应用电感耦合 方式的射频前端目CONTENCT录
• 射频识别技术概述 • 电感耦合方式射频前端组成及工作
原理 • 电感耦合方式射频前端关键技术与
挑战
目
CONTENCT
录
• 电感耦合方式射频前端在各领域应 用现状
• 电感耦合方式射频前端未来发展趋 势预测
• 总结与展望
01
射频识别技术概述
射频识别技术定义
射频识别（RFID）
一种无线通信技术，利用射频信号自动识别目标对象并获取相关 数据。
非接触式识别
通过无线电波进行通信，无需直接接触或光学可视即可完成识别 。
射频识别技术发展历程
早期探索
20世纪60年代开始，研究者们开始探索利用无线电 波进行自动识别的可能性。
技术成熟
随着微电子技术和无线通信技术的发展，RFID技术 逐渐成熟并应用于多个领域。
在工业自动化和智能制造领域，电感耦合方式射频前端可用于实现无线
传感器网络、工业物联网等应用场景中的无线通信和数据采集。
03
医疗保健和可穿戴设备
在医疗保健和可穿戴设备领域，电感耦合方式射频前端可用于实现无线
生命体征监测、医疗数据传输等应用场景。
产业发展趋势预测
产业链整合
随着电感耦合方式射频前端市场的不断扩大，产业链上下游企业将进一步整合，形成更加紧密的合作关系，提高整个 产业的竞争力。
(完整版)射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
第1章RFID概论1.2简述RFID的基本原理答：1.4简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。
答：原理：①电感耦合:应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。
②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz, 915mhz, 2.45ghz，5.5ghz,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。
②应用于电子防盗系统。
③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?答：①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
④若有需要，应能和高层处理交互信息。
1.10 RFID标签和条形码各有什么特点?它们有何不同?答：特点：RFID标签：①RFID可以识别单个非常具体的物体。
②RFID可以同时对多个物体进行识读。
③RFID采用无线射频，可以透过外部材料读取数据。
④RFID的应答器可存储的信息量大，并可以多次改写。
⑤易于构成网络应用环境。
条形码：①条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。
②条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。
③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。
不同点：而RFID不要求看见目标，RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。
1.12参阅有关资料，对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.4.2电子标签的直流电压
电子标签通过与读写器电感耦合，产生交变电压，
该交变电压通过整流、滤波和稳压后，给电子标签的芯片
提供所需的直流电压。
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.14 电子标签交变电压转换为直流电压
而成。
图7.9 并联谐振电路
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
1.谐振频率
谐振角频率为
0
1 LC
(7.26)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
2.品质因数
并联谐振电路的品质因数为
R Q 0 L
(7.28)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.4.3负载调制
负载调制通过对电子标签振荡回路的电参数按照数
据流的节拍进行调节，使电子标签阻抗的大小和相位随之
改变，从而完成调制的过程。负载调制技术主要有电阻负 载调制和电容负载调制两种方式。
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
读写器与电子标签线圈之间的互感示意图如图
7.4所示。
图7.4 读写器与电子标签之间的互感
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
读写器与电子标签两个线圈之间的互感近似可
以表示为
2 0N1 N 2 R12 R2
M 12
2 R12 d
2 3/ 2
（7.5）
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.1.1 磁通量
磁通是电磁学中的一个重要物理量。磁感应强 度通过曲面的通量称为磁通，磁通表示为
Φ B dS
S
（7.1）
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.1 通过一个闭合回路的磁通量
点击此处结束放映
耦合的能量最大。
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.3.1 RFID电子标签射频前端的结构
图7.8 电子标签射频前端天线电路的结构
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.3.2 并联谐振电路
并联谐振电路如图7.9所示，由电阻、电感和电容并联
7.4.1电子标签的感应电压
当电子标签进入读写器产生的磁场区域后，电子 标签的线圈上就会产生感应电压，当电子标签与读写器 的距离足够近时，电子标签获得的能量可以使标签开始 工作。
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.13 电子标签并联谐振的等效电路
点击此处结束放映
7.2.1RFID读写器射频前端的结构
对读写器天线电路的构造有如下要求。 （1）读写器天线上的电流最大，使读写器线圈产生最大 的磁通； （2）功率匹配，最大程度地输出读写器的能量；
（3）足够的带宽，使读写器信号无失真输出。
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.5 读写器射频前端天线电路的结构
码一致，表明电阻负载调制完成了信息传递的工作。
点击此处结束放映
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.1
线圈的自感和互感 RFID读写器的射频前端 RFID电子标签的射频前端 RFID读写器与电子标签的电感耦合
7.2
7.3
7.4
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.1
线圈的自感和互感
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.2
RFID读写器的射频前端
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
RFID读写器的射频前端常采用串联谐振电路，串
联谐振电路可以使低频和高频RFID读写器有较好的能量
输出。
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
电容和有载品质因数分别为
533 .5 L 267 nH 2
C 258 2 516pF QL 1.1 2 2.2
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.4
RFID读写器与电子标签的电感耦合
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
才能产生谐振，此频率称为谐振频率。
谐振频率为
f0
1 2 LC
(7.11)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
2.品质因数
品质因数定义为
平均储能 Q 0 功率损耗 串联谐振电路的品质因数为
Q
(7.12)
0 L
R
(7.13)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
因数越高，则相对带宽越小。
BW 2 1
0
Q
(7.19)
Q
2 1
0
0
BW
(7.20)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
5.有载品质因数
实际应用中，谐振电路总是要与外负载相耦合，
由于外负载消耗能量，使总的品质因数下降。
无载品质因数、外部品质因数和总的品质因数关
3.输入阻抗
在谐振频率，电感的感抗和电容的容抗相互抵消，
输入阻抗为
Zin R
在其它频率，输入阻抗为复数。
(7.15)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
4.带宽
图7.7 串联谐振电路的带宽
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
带宽可以由品质因数和谐振频率求得，如果品质
系为
1 1 1 QL Q Qe
(7.23)
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.3
RFID电子标签的射频前端
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
RFID电子标签的射频前端常采用并联谐振电路，
并联谐振电路可以使低频和高频RFID电子标签从读写器
图7.15 电阻负载调制的电路原理图
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.16 电阻负载调制的波形变化过程
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.16（a）为电子标签数据的二进制数据编码，图 7.16（b）为电子标签线圈两端的电压，图7.16（c）为读写 器线圈两端的电压，图7.16（d）为读写器线圈解调后的电 压。可以看出，图7.16（a）与图7.16（d）的二进制数据编
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.1.3线圈的互感
当第一个线圈上的电流产生磁场，并且该磁场
通过第二个线圈时，通过第二个线圈的总磁通与第一 个线圈上电流的比值，称为两个线圈间的互感。互感 定义为
M 12
12
I1
（7.5）
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。在这种工作 方式中，线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场，
使读写器与电子标ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ之间相互耦合，构成了电感耦合的工作方式。 同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形成谐 振电路，谐振电路可以实现低频和高频RFID能量和数据的传输。
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
读写器与电子标签的线圈通常都有很多匝，通 过
N
匝线圈的总磁通为
NΦ
（7.2）
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.1.2线圈的电感
在RFID中，读写器的线圈与电子标签的线圈都 有电感。线圈的电感为
L
I
（7.3）
谐振时的角频率为
0 2f 0
所以电容为
1 LC
C
533.5 109 2 13.5610
1
6 2
258pF
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
可以通过将电感值降低
n 倍同时将电容值提高 n
n2
，电感、
倍的方法来提高有载品质因数。例如选
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.2.2 串联谐振电路
串联谐振电路如图7.6所示，由电阻 、电感 和电
容 串联而成。
图7.6 串联谐振电路
点击此处结束放映
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
1.谐振频率
图7.6所示的电路，只有当频率为某一特殊值时，
物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）