一种增加TypeB卡识读距离控制电路、控制方法、装置与流程

一种增加typeb卡识读距离控制电路、控制方法、装置
技术领域
1.本发明涉及信息传输技术领域，具体是一种增加typeb卡识读距离控制电路、控制方法、装置。


背景技术：

2.中国专利第201811446632.5公布了一种用于rfid读写器的信号处理电路、rfid读写器及rfid系统，中国专利第202080021205.1公布了一种附带增强天线的rfid标签、具备附带增强天线的rfid标签的导体以及包含附带增强天线的rfid标签的rfid系统。
3.上述专利公布的方法，为市面主流产品，虽然技术成熟，操作简单，但也存一些缺点。一是现行typeb卡识读主要基于rf芯片自带的rx，tx电路，因此通常读卡距离比较短。二是需要通过更改卡片结构增强读卡距离，不是很通用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种增加typeb卡识读距离控制电路、控制方法、装置，由于受限于rf芯片自身功率和频率，本发明提供了一种非传统的控制方法，将rf的发送接收链路重新搭建一套电路，不使用rf芯片自带的tx和rx。因此可以实现自行控制发射功率的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增加typeb卡识读距离的控制电路，包括：发送调制模块，利用载波发生电路产生高频载波信号，将rf芯片产生的基带信号与载波信号调制后发出；放大模块，包含可调增益电路，用于将发送调制模块发出的信号进行放大处理；发送滤波模块，对放大后的信号进行过滤，滤除无用信息后发出，形成返回信号；返回滤波模块，接收返回信号后对返回信号进行过滤，滤除无用信息；衰减模块，包含信号衰减电路，将过滤后的返回信号进行衰减，使得返回信号衰减到可被后端电路接收范围；返回调制模块，将衰减后的返回信号进行调制，分开基带信号与载波信号，接收基带信号并返回至rf芯片。
6.作为本发明进一步的方案，所述发送调制模块包括：rf芯片，rf芯片sigout产生基带信号，基带信号频率为13.56mhz；载波信号产生电路，载波信号产生电路由振荡器产生并在通讯信道上传输的通常比基带信号的频率13.56mhz高的高频电波；调制电路，将rf芯片产出的基带信号调制到载波电路产生的载波信号上。
7.作为本发明再进一步的方案，所述发送滤波模块包括：发射滤波电路，滤除设定频率以外的其他杂波；发射电路，包含tx天线，发射已经滤掉杂波的放大后频带信号。
8.作为本发明再进一步的方案，所述返回滤波模块包括：接收电路，包含rx天线，接收卡片传回的返回信号；接收滤波电路，滤除设定频率以外的其他信号，保留有用信息。
9.作为本发明再进一步的方案，所述返回调制模块包括：解调电路，将卡片返回的原始信号与其载波信号分离，将原始信号送入nrz-l编码电路；nrz-l编码电路，将卡片原始信号进行nrz编码后返回rf芯片。
10.一种增加typeb卡识读距离的控制方法，包括步骤：s1、将rf芯片产生的基带信号经过发送调制模块进行调制，形成调制信号发出；s2、发出的调制信号经过放大模块中的可调增益电路进行放大处理，放大到设定的幅度值且保持与调制信号变化规律一致，保证信号不失真；s3、放大后的信号通过发送滤波模块进行滤波，放大后的调制信号中其他杂波也会被一同放大，通过发送滤波模块滤除设定频率以外的其他杂波，并将去噪后的信号发出，形成返回信号；s4、接收返回信号的同时会接收一部分杂波，通过返回滤波模块进行返回滤波；s5、接收返回信号后结合衰减模块对返回信号进行衰减，衰减至后端电路可接收范围；s6、对返回信号进行返回调制处理，将基带信号与载波信号分离，将基带信号返回至rf芯片中，完成typeb卡识读过程。
11.作为本发明再进一步的方案，所述步骤s1包括：s11、rf芯片产生10110101、10100101频率为13.56mhz的基带信号，形成比特流，将其送入幅移键控调制电路；s12、通过载波信号产生电路振荡器产生载波信号，载波信号为高于基带信号频率的高频电波，载波发生器产生高频的正弦波信号，并送入幅移键控调制电路；s13、幅移键控调制电路中载波幅度随着调制信号的变化而变化，载波在二进制信号控制下通断，使用乘法器对步骤s1以及步骤s2输入的信号进行调制，调制类型分为2ask和msk，2ask调制系统中，数字信息只有0和1两种，所调制的载波信号的幅度变化状态有两种：无载波输出时代表发送0；有载波输出时代表发送1，2ask信号表示为，为输出波形，为基带单极性波形，是角频率为的余弦波，通过幅移键控调制电路将rf芯片产生的基带信号调制到载波电路产生的载波信号上，形成调制信号；作为本发明再进一步的方案，所述步骤s6中对返回信号进行返回调制处理包括相干解调与转码操作，带通滤波器输出点的波形与输入端衰减电路的波形相同，滤波后的信号与本地恢复的同步载波相乘，得到波形，其表达式为：，为滤波后的波形信号，是角频率为的余弦波，是角频率为且平移角度的余弦波，经低通滤波器滤掉高频分量输出为：
，得到波形，其中为输出波形，为平移角度的余弦波，的值为0或者π，经抽样判决，恢复原基带信号。
12.一种增加typeb卡识读距离的装置，包括上述一种增加typeb卡识读距离的控制电路，并采用上述一种增加typeb卡识读距离的控制方法进行信号处理。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）增加了typeb卡的识读距离；（2）识读距离可通过增益调节电路调节。
附图说明
14.图1是本发明rf芯片sigout产生并发出13.56mhz示意图；图2是本发明载波发生电路产生的载波信息示意图；图3为幅移键控调制示意图；图4是本发明可调增益电路，放大已调信号示意图；图5为本发明rx天线接收到卡片返回信息并滤除无用信息之后的信息示意图；图6是本发明信号衰减后解调和nrz-l转码示意图；图7是本发明信号衰减后解调和nrzi转码示意图；图8是本发明的整体流程图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，诸如改变调制方式或改变信号放大方式，都属于本发明保护的范围。
16.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
17.如图8所示，一种增加typeb卡识读距离的控制电路，包括：发送调制模块，利用载波发生电路产生高频载波信号，将rf芯片产生的基带信号与载波信号调制后发出；放大模块，包含可调增益电路，用于将发送调制模块发出的信号进行放大处理；发送滤波模块，对放大后的信号进行过滤，滤除无用信息后发出，形成返回信号；返回滤波模块，接收返回信号后对返回信号进行过滤，滤除无用信息；衰减模块，包含信号衰减电路，将过滤后的返回信号进行衰减，使得返回信号衰减到可被后端电路接收范围；返回调制模块，将衰减后的返回信号进行调制，分开基带信号与载波信号，接收基带信号并返回至rf芯片。
18.作为本发明进一步的方案，所述发送调制模块包括：rf芯片，rf芯片sigout产生基带信号，基带信号频率为13.56mhz；载波信号产生电路，载波信号产生电路由振荡器产生并在通讯信道上传输的通常比基带信号的频率13.56mhz高的高频电波；调制电路，将rf芯片产出的基带信号调制到载波电路产生的载波信号上。
19.作为本发明再进一步的方案，所述发送滤波模块包括：发射滤波电路，滤除设定频率以外的其他杂波；发射电路，包含tx天线，发射已经滤掉杂波的放大后频带信号。
20.作为本发明再进一步的方案，所述返回滤波模块包括：接收电路，包含rx天线，接收卡片传回的返回信号；接收滤波电路，滤除设定频率以外的其他信号，保留有用信息。
21.作为本发明再进一步的方案，所述返回调制模块包括：解调电路，将卡片返回的原始信号与其载波信号分离，将原始信号送入nrz-l编码电路；nrz-l编码电路，将卡片原始信号进行nrz编码后返回rf芯片。
22.具体的，图6是接收滤波器滤除无用信息后的并进行解调和nrz-l转码流程，以便后端解调和nrz-l转码电路进行相干解调和转码工作。信号的解调过程，实质上是接收的已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程。不考虑噪声时，带通滤波器输出点的波形与输入端衰减电路的波形相同，滤波后的信号与本地恢复的同步载波相乘，得到波形，其表达式为：，为滤波后的波形信号，是角频率为的余弦波，是角频率为且平移角度的余弦波，经低通滤波器滤掉高频分量输出为：，得到波形，其中为输出波形，为平移角度的余弦波，的值为0或者π，经抽样判决，恢复出原数字信号，如图7所示。t为抽样时刻，判别规则为x》0，判为0；x《0判为1，传回rf芯片sigin引脚，完成接收过程，卡片传回信息为01011101、10101001。
23.一种增加typeb卡识读距离的控制方法，包括步骤：s1、将rf芯片产生的基带信号经过发送调制模块进行调制，形成调制信号发出；s2、发出的调制信号经过放大模块中的可调增益电路进行放大处理，放大到设定的幅度值且保持与调制信号变化规律一致，保证信号不失真；具体的，图4是可调增益电路，放大已调信号示意图，图中的为高电压，为低电压。放大电路亦称为放大器，它是使用最为广泛的电子电路之一、也是构成其他电子电路的基础单元电路。所谓放大，就是将输入的微弱信号(简称信号，指变化的电压、电流等)放大到所需要的幅度值且与原输入信号变化规律一致的信号，即进行不失真的放大。
24.s3、放大后的信号通过发送滤波模块进行滤波，放大后的调制信号中其他杂波也会被一同放大，通过发送滤波模块滤除设定频率以外的其他杂波，并将去噪后的信号发出，
形成返回信号；s4、接收返回信号的同时会接收一部分杂波，通过返回滤波模块进行返回滤波；s5、接收返回信号后结合衰减模块对返回信号进行衰减，衰减至后端电路可接收范围；具体的，图5为本发明发射电路rx天线接收到卡片返回信息并进行信号衰减之后的信息示意图。
25.s6、对返回信号进行返回调制处理，将基带信号与载波信号分离，将基带信号返回至rf芯片中，完成typeb卡识读过程。
26.作为本发明再进一步的方案，所述步骤s1包括：s11、rf芯片产生10110101、10100101频率为13.56mhz的基带信号，形成比特流，将其送入幅移键控调制电路；具体的，图1所示为本发明rf芯片sigout产生并发出13.56mhz示意图，rf芯片产生10110101、10100101频率为13.56mhz的比特流，送入幅移键控调制电路。
27.s12、通过载波信号产生电路振荡器产生载波信号，载波信号为高于基带信号频率的高频电波，载波发生器产生高频的正弦波信号，并送入幅移键控调制电路；具体的，图2为本实施例载波信号发生电路产生的载波信息示意图，载波发生器产生高频的正弦波，并送入幅移键控调制条路。
28.s13、图3为幅移键控调制示意图，幅移键控调制电路中载波幅度随着调制信号的变化而变化，载波在二进制信号控制下通断，使用乘法器对步骤s1以及步骤s2输入的信号进行调制，调制类型分为2ask和msk，2ask调制系统中，数字信息只有0和1两种，所调制的载波信号的幅度变化状态有两种：无载波输出时代表发送0；有载波输出时代表发送1，2ask信号表示为，为输出波形，为基带单极性波形，是角频率为的余弦波，通过幅移键控调制电路将rf芯片产生的基带信号调制到载波电路产生的载波信号上，形成调制信号；一种增加typeb卡识读距离的装置，包括上述一种增加typeb卡识读距离的控制电路，并采用上述一种增加typeb卡识读距离的控制方法进行信号处理。
29.结合图8整体流程图，rf芯片发出调制信号（基带信号），载波信号产生电路产生载波，调制电路用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化形成已调信号（频带信号），可调增益电路调节已调信号放大倍数，发射滤波电路滤除设定频率以外的杂波，发射电路发射已滤除杂波后的放大频带信号；接收电路接收卡片传回的信号，信号衰减电路将收到的返回信号衰减到正常范围，接收滤波电路滤除卡片传回信号上面设定频率以外的其他信号，解调电路和转码从已衰减后的卡片返回信号分离出固定频率信号，并对已分离出来的信号进行重新编码，传回rf芯片。本控制电路、控制方法、装置与传统方法相比，极大的增加了typeb卡片识读距离。
30.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。