频谱分析仪的RFID和NFC是怎样应用的

2020-02-17来源: elecfans关键字:频谱分析仪  RFID  NFC

RFID系统、特别是带有反向散射无源终端的RFID系统,给测试和诊断带来了独特的挑战。定时测量是尤其要注意的一个问题,因为它可能要求系统阅读器,非常迅速地、无差错地从多个终端中读取ID数据。


大多数RFID系统采用瞬变时分双工(TDD)方案,其中询问器和终端依次在同一条信道上通信。为使用串行TDD复用方案在非常短的时期内读取多个ID终端,标准要求非常精确的定时。因此,数据交换上的定时测量带来了独特的RFID挑战。瞬变RFID信号通常包含频谱效率低下的调制,其采用专用PCM符号编码和解码。调试接收这些异常信号的零差询问器或终端要求特殊的信号分析仪功能。传统上,扫频分析仪、矢量信号分析仪和示波器一直用于无线数据链路开发。这些限制使其在现代RFID产品开发和生产中的应用效率很低。


在历史上,频谱分析仪一直是检定发射机RF频谱输出的首选工具,以保证满足辐射法规限制。传统的扫频分析仪主要是为分析连续信号开发的,而不是为与现代RFID产品相关的间歇性RF瞬变开发的。这会导致各种测量问题,特别是精确地捕获和检定瞬变RF信号。类似的,矢量信号分析仪在捕获瞬变RF信号方面的能力非常小,其最初也是为CW信号研制的。尽管大多数矢量信号分析仪为流行的频谱效率低的调制提供了全面的解调能力,但当前产品几乎不能支持频谱效率低的RFID调制及特殊的PCM解码要求。这使得当前一代矢量信号分析仪对RFID工程师的价值很小。


长期来,示波器一直是分析基带信号的重要工具。最近几年,某些示波器已经把取样速度扩展到非常高的微波频率。但是,对RFID系统上的UHF或更高频率的测量,它们仍是次优工具。相对于现代实时频谱分析仪,快速示波器的测量动态范围明显要低得多,并缺少调制和解码功能。


实时频谱分析仪解决了传统测量工具的局限性,为RFID工程师提供了效率高得多测试和诊断感受。脉冲式终端读取和写入要求使用为瞬变信号优化的RF分析仪。由于独特的实时结构和时间相关显示功能,泰克实时频谱分析仪产品系列特别适合检定瞬变信号。RTSA拥有必要的数字处理速度,可以使用实时快速傅立叶变换(FFT)把输入信号从时域无缝地变换到频域,然后再捕获数据记录。这使RTSA能够实时比较频谱幅度与用户设置的频率模板。然后RTSA可以触发捕获感兴趣的频谱事件,然后详细进行脱机分析。

频谱分析仪的RFID和NFC是怎样应用的

这对RFID应用是一种重要功能,因为它允许工程师开始捕获以初始频谱突发开头的整个瞬变询问器和终端交互。此外,泰克频率模板触发(FMT)专利技术可以可靠地捕获现实频谱环境中复杂的询问器和终端交互,在这些环境中,其它信号的实际幅度可能要更大。


RSA3408A拥有充足的内存功能及高精度触发能力,可以捕获阅读器和终端之间的整个交换。然后可以使用完整的数据记录,迅速诊断系统交互。实时频谱分析仪全面使用时间相关多域分析技术,用户可以在不同画面之间使用高精度时间相关标尺,显示多个测量域。例如,可以把一个标尺放在错误的符号位上,仪器将关联这个标尺,即时对应功率随时间变化画面或频谱图。


时间相关的多个分析域大大增强了诊断能力和可靠性,可以在不同画面中有效确定引起事件的异常波形。


除了能够有效触发和捕获瞬变RFID信号外,RTSA还提供了测试测量业内第一个RFID分析软件包。通过这一软件包,RSA3408A可以解调、解码和测量许多RFID应用中使用的特殊信号。


与RFID应用使用的传统测试设备相比,现代RSA3408A可以提供快得多、更加高效的诊断和检定体验。为演示RTSA的辅助工具,下面我们将考察某些常见的RFID测量……


RFID测量

在把产品推向市场时,RFID工程师面临着各种设计挑战。首先,产品必须满足把能量辐射到频谱中相关的本地频率法规。其次,询问器和终端交互必须可靠地一起运行。为此,询问器和终端必须符合相应的行业标准。最后,为保证竞争力,必须优化RFID系统的性能,以吸引某个细分市场。这可能意味着使每秒交易数量达到最大,在密集的阅读器环境中运行或扩大阅读器在更远距离内通信的能力。


为说明RTSA和RFID分析软件怎样成为RFID测试不可或缺的组成部分,我们先介绍为遵守政府法规而检定频谱辐射时必须进行的主要测量。


遵守政府法规

政府法规要求必须在功率、频率和带宽上控制发送的信号。这些法规防止有害的干扰,保证每台发射机在频谱上对频段中的其它用户是好邻居。配有RFID软件的RSA3408A可以简便地测量政府法规规定的频谱参数。


对脉冲式信号进行功率测量可能对许多频谱分析仪极具挑战性。RTSA的瞬变信号优化功能可以简单地测量脉冲式RFID分组传输中的功率。FFT分析在分组传输过程中对任何一定时间周期都提供一个完整的频谱帧,而不需要象老式扫频分析仪那样同步调谐扫描与分组突发。此外,传统频谱分析仪需要校正系数,补偿连续对数视频放大器(SLVA)峰值检测电路,而RTSA则使用真正的RMS检测方法,对大多数法规测量都能精确地读取功率。


另一个重要的频谱辐射测量项目是信号的载频。可以通过两种方式表达这一测量:实际绝对载频或分配的一定信道频率的载频误差。在解调信号时,RTSA将显示载频误差。在频谱分析模式下,可以选择测量按钮,然后使用载频软键,来显示绝对载频。解调后的载频测量有一个明显优势是,它不要求信号位于跨度的中心。这特别适合跳频信号。


类似的,也可以通过两种方式获得占用带宽(OBW)或辐射带宽(EBW)。在解调模式下,RTSA显示OBW和EBW及载频和传输功率电平。在实时频谱分析仪模式下,测量键下也提供了带宽测量。


通过使用这些预编程的自动测量功能,可以迅速精确地获得基本法规数据。这消除了对传统频谱分析仪连接同轴电缆,测量瞬变RFID信号的麻烦。RTSA识别调制,只需按一个按钮就可以提供答案。


满足行业标准

可靠的询问器和终端交互要求遵守各种行业标准,如ISO 18000-6 C类规范。这在基本测试之上增加了许多测试,以满足政府频谱辐射要求。RF一致性测试对终端和阅读器之间可靠地互操作至关重要。


RSA3408A的RFID软件包含ISO 18000-4模式1和ISO18000-6 A类、B类和C类标准所需的关键测量。RTSA上预编程的测量消除了检查这些信号格式要求的大部分设置时间。

例如,ISO 18000-6 C类的一项重要测量是开机时间和关机时间。必须立即打开载波能量的上升时间,以保证终端采集足够的能量、以便正确运行。信号还必须稳定到稳定水平。在传输结束时,信号突发的下降时间必须足够快,避免干扰其它传输。


在解调模式下,选择相应的RFID标准和类型,压下分析仪的软键,选择Power On/Down.然后RTSA会自动测量开机上升时间、关机下降时间、功率稳定时间、过冲和下冲。为查看更详细的信息,RTSA还在测量窗口中显示波形特点。


询问器和终端之间的通信通过开机周期中的ASK信号突发完成。这些信号突发构成了RF包络,对互操作能力非常重要。调制脉冲包络包含着确保阅读器和终端之间兼容能力必不可少的特点。RTSA的RFID软件自动测量RF包络指标,如开机脉宽、关机脉宽、占空比、开机纹波、关机纹波和RF包络边沿斜率。


RSA3408A可以检定各种调制包络,包括DSB-ASK、SSB-ASK和PR-ASK.为简化协议传输跟踪工作,RFID软件用索引号标记各个突发。分析仪进一步把突发划分成包络编号,在细节画面中显示各个符号参数。


测试专有通信方案

许多RFID和NFC设备采用为特定市场应用优化的专有通信方案。RTSA提供了各种灵活的调制测量,可以使用手动配置的测量来测试专有系统。该仪器允许用户定义调制类型、解码格式和数据速率。可以设置频率对系统进行测试,包括低频(LF)频段(125kHz-135kHz), 高频(HF)频段(13.56MHz), 超高频(UHF)频段(868-928MHz),甚至包括S频段微波(2.45GHz)。

例如,用户可以手动设置RSA,测试NFC设备是否符合ISO 18092,测试其与符合ISO 14443 A型和B型的设备的互操作能力。用户只需把RTSA的频率设成13.56MHz,把调制类型设成ASK或BPSK (B型卡/目标),把解码格式设成Modified Miller, Manchester或NRZ,把数据速率设成106、212或424Kb/s.


RSA3408A全面的通用调制测量功能支持许多调制类型,其数据速率可以高达51.2Mbps.此外,它支持多个解码方案,使其成为专有RFID或NFC系统的理想工具。


获得竞争优势

一旦满足基本规范,非常重要的一点是优化RFID产品的部分功能,在特定细分市场中获得竞争优势。RTSA特别适合最大限度地提高系统性能,同时最大限度地减少工程师实现所需目标必需完成的工作。


其中一个实例是优化一定时间内可能的终端读取数量。这可以提高整体系统容量,使其更能吸引高利润大批量应用。使容量达到最大的一个重要要素是使每个终端应答的双向时间(TAT)达到最小。提供的RF 功率、路径增噪和符号速率变化可能会延长终端回复询问器

[1] [2]
关键字:频谱分析仪  RFID  NFC 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic488516.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:基于AT89C52单片机的转速测量仪设计
下一篇:一文看懂lcr测试仪测试原理及主要功能

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

频谱分析仪的应用领域及工作原理---安泰频谱仪维修
频谱分析仪广泛应用于无线电技术的各个领域,例如:电子对抗、卫星通讯、移动通讯、散射通讯、雷达、远控远测、侦察干扰、射电天文、卫星导航、航空航天和频谱监测等领域。频谱分析仪对各种类型的信号进行丈量和分析时,可丈量信号的不同特性。例如:信号的传输和反射特性丈量、谐波失真丈量、三阶交调丈量、激励响应测试、载噪比测试、信道功率丈量、相位噪声丈量、卫星频谱丈量、互调丈量和电磁干扰丈量等等。频谱仪根据工作原理的不同可分为即时频谱仪和扫频调谐式频谱仪两种。其中,即时频谱仪还可分为多通道滤波器频谱仪和快速傅氏变换频谱仪;扫频调谐式频谱仪还可分为扫描射频调谐型频谱仪和超外差式频谱仪。频谱分析仪的工作原理首先,将被测模拟信号经模数转换模块
发表于 2020-03-09
频谱分析仪的应用领域及工作原理---安泰频谱仪维修
示波器和频谱分析仪的指标区别
   示波器和频谱分析仪是工程师日程工作中常用到的测试仪器,安泰工程师从实时带宽、动态范围、灵敏度和功率测量准确度四个方面比较了示波器和频谱仪的分析性能指标的区别:1、实时带宽  对于示波器来说,带宽通常是其测量频率范围。而频谱仪则有中频带宽、分辨带宽等带宽定义。这里,我们以能对信号进行实时分析的实时带宽作为讨论对象。  对于频谱仪来说,末级模拟中频的带宽通常可以作为其信号分析的实时带宽,大多数的频谱分析的实时带宽只有几兆赫兹,通常较宽的实时带宽通常为几十兆赫兹,当然目前带宽最宽的FSW 频谱仪可以达到500兆赫兹。而示波器的实时带宽为其实时取样的有效模拟带宽,一般为数百兆赫兹,高的可达数千
发表于 2020-02-14
示波器和频谱分析仪的指标区别
频谱分析仪在RFID和NFC的测试测量应用
  RFID系统、特别是带有反向散射无源终端的RFID系统,给测试和诊断带来了独特的挑战。定时测量是尤其要注意的一个问题,因为它可能要求系统阅读器,非常迅速地、无差错地从多个终端中读取ID数据。  大多数RFID系统采用瞬变时分双工(TDD)方案,其中询问器和终端依次在同一条信道上通信。为使用串行TDD复用方案在非常短的时期内读取多个ID终端,标准要求非常精确的定时。因此,数据交换上的定时测量带来了独特的RFID挑战。瞬变RFID信号通常包含频谱效率低下的调制,其采用专用PCM符号编码和解码。调试接收这些异常信号的零差询问器或终端要求特殊的信号分析仪功能。传统上,扫频分析仪、矢量信号分析仪和示波器一直用于无线数据链路开发。这些限制使
发表于 2020-02-10
艾尔麦无线频谱分析仪ASA介绍
艾尔麦公司(AirMagnet)的无线局域网安全和管理产品在市场中占有相当重要的位置,通过不断扩大的业务量,它一直是这个领域内公司的领头羊之一。AirMagnet Spectrum Analyzer--频谱分析仪(ASA),是AirMagnet的最新产品,这是一款相当令人期待的产品,因为它加入了RF(Radio Frequency,无线电频率)的分析能力,这一起是以前AirMagnet产品的一个小小的缺陷。RF分析是相当重要的,这是因为那些数据包级别的产品(如AirMagnet的Enterprise、Laptop 和Handheld Analyzer)都是依赖于要能够接收到和解码WLAN的信号,但有时在一个无线局域网中故障是由RF
发表于 2020-02-10
艾尔麦无线频谱分析仪ASA介绍
简介AT5010频谱分析仪
频谱分析仪的制造商并不多。 我们通常知道的频谱分析仪是Hewlett-Packard(HP的测试设备现已与安捷伦分离),Marconi,Huimei和自制的Antaixin。 相比之下,惠普的频谱分析仪具有最佳性能,但其价格相当可观。 早期惠美的5010频谱分析仪相对便宜。 国产安泰5010频谱分析仪的功能类似于惠美5010,但价格便宜得多。 接下来,以国产安泰5010频谱分析仪,也就At5010频谱分析仪为例进行一个简介。AT5010频谱分析仪简介AT频谱分析仪可以很好地用于远程控制,对讲机,无绳电话,CATV和通信系统,如有线和无线故障检测以及信号频率分析和比较。 AT5010频谱分析仪可以检测手机的射频电路。本地振荡器信号
发表于 2020-02-10
简介AT5010频谱分析仪
基于AVR和RFID的电子防丢防盗器设计
老人、小孩或宠物;被偷手机、行李等贵重物品;遗忘钥匙、钱包等物件的事情几乎每天都在发生。电子防丢防盗器属于安防类产品,它可以减少遗忘或丢失物品对人们造成的损失和不便。基于电子防丢防盗器的应用现状和发展需求,本文利用RFID技术设计了一款带有彩色液晶触摸屏的电子防丢防盗器,为物联网技术的应用以及安防类产品的发展提供了一个较好的应用方案。借助nRF24L01芯片的DPL和ACK PAYLOAD等功能,结合触摸屏设计方法,本文设计了基于nRF24L01、ATmega48PA和TFT图形LCD的电子防丢防盗器,可以对被监护的老人、小孩或者被保护的物品起到有效地防丢、防盗、防遗忘的作用。采用高性能控制器,实现彩色液晶触摸屏显示、无线遥控
发表于 2020-02-26
基于AVR和RFID的电子防丢防盗器设计
小广播
更多每日新闻
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved