无源旧标签的结构本刊编辑概要本文分析了无源 !标签的概念工作原理和内部结构在文章的最后还对超高频标签的结构进行了介绍关键词射频识别标签无源结构 ! ! 盯 ! !∀ 盯 前言日。有源盯旧标签产生并发射信号日「丫厂它需要一个内部电源功率系统是自动识别系统集成电路然后播出响应信号给读者电源可以更换电池或一的一种和其他自动识别技术相比技术具有很多优点例个密封的单位或者可以连接到一个外部电源从理论上讲有源 标签也可以没有电池例如在如快速扫描一个阅读器同时可以读取多个标签标签体积的设备中有源标签可小型化与多样化可以重复使用标签的抗污染能力和耐久能力比较强标签以在没有太阳能或者其它可用能源供电情况下工作无源签本身不带电池旧标数据的记忆容量大具有穿透性和无屏障阅读依靠读卡器发送的电磁能量工作旧技术的这些优点使得能力以及安全性强等正是由于日「旧无源旧标签技术得到了极其快速的发展用用并且在多个领域获得了很大地应无源干旧标签接收读写器发射的信号并对其进行调制后反例如门禁管理防伪应用交通运输医疗应用动物监控防盗应射给读写器无源磁能量工作旧标签本身不带电池依靠读卡器发送的电供应链管理等等系统一般由电子标签和读写器两个部分组成如图所电池辅助旧丫一型的无源标签是为辅助功能增加不辅助电池的一种无源标签电池辅助无源标签的波形调整和快速反应时间有助于增大信号强度以弥补读写器在标签数据处理过程中所损失的能量电池辅助无源标签还可以用来驱动传感器和调节器工作半无源广播信号旧标签都有自己的内部电源芯片的权力能量是反映回到读者但没有当有供电的反应时由于无源的应用标签结构简单经济实用因而获得了广泛下面重点介绍图系统的基本模型到底怎么区旧有对「无源旧标签的工作原理使用频率方面众所周知分呢,最近源电子标签可分为有源和无源两种。生产厂商大多遵循国际电信联盟的规范 使用的频率有种分别为一国际自动识别制造商协会 一即 !以及 无源 !主要使无源及其他技术名词进行了说明界定给出了一个清晰的用前二种频率划分无线旧标签的性能受标签大小有源旧标签调制形式电路值器件功耗以及调制深度的极大影响日位存储器内部备有一个用以存储标签数据 !∀# 是 !公司生产的 !器件卜以一定频内部还有一个通导电阻极低的调制门控管既可用于日也可用于直接贴接而电内部有个率工作当读卡器发射电磁波使标签天线电感式电压达到即时容只需外部电感该器件近乎以调制发送数据调制深器件工作以受彻斯特格式将数据发送回去度决定了标签的线圈电压从高至低的变化亦即区分调数据发送是通过调谐与去调谐外部谐振回路来完成的具谐状态和去调谐状态图体过程如下当数据为逻辑高电平时门控管截止将调谐电图示出了器件 的连接方法路调谐于读卡器的截波频率最大值这就是调谐状态感应电压达到其中图外接个电感和个电容相应的谐振频率为如此进行调谐与去调谐在标签线圈上产生一个幅度调谐去调谐调制信号读卡器检测电压波形包络就能重构来自标签的数据信号门控管的开关频率为完成全部位数据约需上式中镇是互感系数是两个电感间祸合系数《镇在发送完全部数据后器件进入的休眠模式当一个标签进入休眠模式时读卡器可以去读取其它标签的数据不会产生任何数据冲突当然这个功能受到下列因素的影响标签至读卡器的距离两者的方位标签的移动以及标签的空间分布无源旧标签的结构无源旧标签由旧谐振电容和天线组成天线与电容组成谐振回路性能调谐在读卡器的载波频率以获得最佳天线旧标签天线有两种天线形式线绕电感天线在介质基板上压印或印刷刻腐的盘旋状天线天线形式由载波频率图2外接2个电感标签封装形式 性能和组装成本等因素决定日级例如频率小于图3是外接2个电容和1个电感个电容:频率为时需要电感量这类天线只能用线绕电感制作频f(调谐)=1/ZP率在时几圈线绕电感就可以或使用介质基板上的刻f(去调谐)=1/ZPCT=C1CZ/Cl+CZ腐天线天线与 贴接选择天线后贴接在天线上下一步就是如何将硅贴接也有两种基本方法接在天线上使用板上芯片裸芯片直接贴前者常用于线绕天线 而后者用于刻腐天线是将谐振电容和一起封装在同一个管壳中天线则用烙铁或熔焊工艺连接在日的个外接端了上由于大多数日用... 卡一种符合150标准厚度(07于6)规格的卡因此COB的.典型厚度约为o4mm两种常见的CO日封装形式是}S下采用的一旧AZ《MOAZ)和美国HE}公司采用的Worldl裸芯片直接贴接减少了中间步骤批量应用倒装工艺广泛地用于低成本和大图3外接2个电容个电感直接贴接也有两种方法可供选择¹引线焊接º图4是MCRF36O连接方法只需外接2个电感就可以了..5价然后将焊球倒装在天线的印制走线上料是金的高度约2引线焊接工艺较简单采用倒装工艺时芯片焊盘上需制作专门的焊球材由于它内部有一个电容所以频率计算公式与MCRF355相同裸芯片直接用引线焊接在天线上焊接.区再用黑色环氧树脂密封对小批量生产这种工艺的成本较;低而对于大批量生产最好采用倒装工艺外接元件值通常在三分之一至二分之一处优化例如在天线A与天线B之间电感线圈是3圈的话那么天线B至VSS之间为1圈同电容当MCRF35制作成COB时内置2个串联的68尸f相。1连接在天线A至天线B之间电容C在天线日至vsD标签MCR厂35下面通过两组无源RFI/360来深刻体会其内之间部结构为了达到设计的性能标签应准确地调谐在读卡器的载波频率然而使用的元件总会有偏差的引起读数距离的变化电感的误差可控制在卜2%电源稳压电路以内因此读数距离主要由电容误差日「360引起的外接电容的误差应在5%以内值大于10R.的内部电容是用氧化硅制作的同一硅片上的误差在5%以内而不同批次的误差在10%左右0的存储器数据可以托付生产厂在出厂前编程好也可以在现场用接触式编程器编程MCRF355尸火II二一C=100PFF份、tnAaPdA图5UHF无源RFID芯片的结构图-F由于R旧.标签所处的电磁环境是十分复杂的输入信号的..二‘vAtn功率可以变化几百倍甚至几千倍因此为了芯片在大小不同.的场强中均可以正常工作必须设计可靠的电源稳压电路反向散射调制电路¼解调电路s调制与解调电路是标签与读卡器进行通信的关键电路.目前绝大部分的UHFFR旧标签采用的是ASK调制时钟提取/产生电路图4MCRF360¾启动信号产生电路4F旧标签的结构超高频无源RF超高频无源R旧为使标签在进入读卡器场区后数字电路可以正确复位以.响应读卡器的指令必须设计可靠的启动信号产生电路用来.标签(UHF)是指工作频率在30OM无外接电源供电的RF旧标签之提供数字单元的复位信号间的超高频频段内这种超高频无需外部电参考源产生电路]标签由于其工作频率高无源RFD源可读写距离长À控制单元F旧标签的控制单元是处理指令的数字电路R制造成本低目前成为了RF旧研究的重点方向之一有可F旧领域的主流产品能成为在不久的将来R.对于U日F频段RF旧标签的研究国际上许多研究单位已经.etm}公司在J取得了一些出色的成果例如ASSC上发表了最.小RF输入功率可低至167娜W的UHF无源RFID标签[1]这篇存储器图6为U日「无源RF旧标签芯片照片F文章由于其超低的输入功率已经成为R旧标签设计的一篇经典文章被多次引用在2005年究院设计的一款最小输入功率仅为27“W读写距离可达12m..D标签芯片【2〕在超小超薄的RFIF旧标签设计上的245GR.sSCC会议上提出了面积仅为01smm日本日立公司在2006年I.xo.15mmF旧标签芯片国内在芯片厚度仅为75月m的R.发表了瑞士联邦技术研RFIO标签领域的研究差距目前与国外顶尖的科研成果还有不小的需要国内科研工作者加倍的努力一个完整超高频无源RF旧标签由天线和标签芯片两部分组成其中标签芯片一般包括以下几部分电路.如图5所示图6带上天线的RFID芯片照片电源恢复电路5无源RF旧标签芯片工作时所需要的能量完全来源于读卡器.产生的电磁波的能量因此电源恢复电路需要将标签天线感.应出的超高频信号转换为芯片工作需要的直流电压为芯片提结语关于RF旧应用的论文很多但具体介绍RF旧标签结构的文.章却不多希望本文能让读者们进一步认识标签的内部结构从而对RF旧的认识更加深刻J习1国技术与应用供能量
