基于51单片机的无线识别装置系统设计

　　3 硬件电路

　　3．1 阅读器与应答器2ASK调制解调电路

　　2ASK的载波信号是2MHz正弦波，它由有源晶振产生的方波经过低通滤波器得到。数字调制信号从CPU的串口输出，经过模拟开关MX7501控制信号通断，产生了2ASK信号。Ll，L2，C1和C2构成了二阶巴特沃兹低通滤波器，输出为近似正弦波的2 MHz信号。R1与R4使LC滤波器阻抗匹配。当EN为0时，OUT为0；反之为S1通道信号。图3给出阅读器的2ASK调制电路。

　　图4给出了解调电路。通过匹配网络的2ASK信号幅度低，噪声大，需要经过三级处理才能解调出数字信号。首先通过OP37中高速运算放大器将信号放大5倍，再经过高速比较器MAX910中的比较器A，将毛刺状信号加宽，减小噪声，D／A输出经L1，C1和C2组成的低通滤波器，取直流分量，这相当于包络检波。LC低通滤波器的截止频率为480 HZ。最后将该信号进行比较整形，得到数字调制，再经QB输入到单片机串口。

　　3．2 发射电路

　　有源晶振产生的8 MHZ方波经带通滤波器取出8 MHz的正弦信号，并通过功率放大器后输出到线圈上。图5中，L3，L4，C7和C8构成了二阶8 MHz的巴特沃兹带通滤波器，用以滤除谐波分量。VQ1为集射极跟随器，用以调节R3，使其静态工作电流约为1．5 mA，该级电路起到与信源隔离的作用。VQ2为丙类放大器，调节R7和VQ2的基极偏压使其工作在丙类放大状态。改变C2使其谐振，此时电源电流最小。再调节R4和VQ2的基极偏压，使电源电流更小，输出幅度更大，以处于丙类放大状态。L1为线圈，同时起到谐振电感的作用。C6为线圈的等效电容，经测量，约为34 pF；C3为外接电容，它能使并联回路谐振在8 MHz。谐振时，L1上的电压可达45V。阅读器和应答器发射的另一个信号是2ASK信号，它经过运算放大后，通过匹配网络直接连接到线圈上。

　　3．3 应答器电源电路设计

　　应答器的整流滤波电路采用单相桥式整流滤波电路。T1为两个线圈，C1并接在应答器线圈两端，在8 MHz并联谐振下，其输入幅度最大。VD1～VD4采用IN5817型整流二极管，要求整流8 MHz的信号。正常时，C2两端电压基本稳定，即整流电流全部通过负载R1，因此RL越大，其电压也越大。这就要求负载尽量少，负载输入阻抗尽量大。C2的电容值不易太大或太小，太大则吸纳的电荷越多，使输出电压就越小；导致滤波效果不佳。因此，这里取C2=47μF。在耦合信号幅度一定时，该电路的功率驱动能力是固定的。实测中发现，当输入频率为8 MHz时，输出电压为5 V；当负载频率为1 kHz时。输出电压为4．25 V。由此可知，其驱动功率P=U2/RL=18 mW，应答器功耗必须小于该值。L1和L2进一步滤波，也能利用感应电势的作用防止电流大幅度突变，其电路如图6所示。