SL-RFMOD射頻模塊與U2270B方案性能比較

　　SL-RFMOD射頻模塊是使用自有專利技術(shù)設(shè)計(jì)的125K通用型讀寫基站模塊，該模塊和U2270B在使用和性能參數(shù)方面有很大的不同。本文簡單的從電特性、應(yīng)用技術(shù)以及在實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)過程中的是適用性、可靠性等方面對(duì)兩個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)簡單的比較和說明。希望對(duì)您選取125K射頻卡讀寫方案提供有益的參考。  

    1．工作電壓：  

    SL-RFMOD采用先進(jìn)的寬工作電壓電路技術(shù)，可以在2.7V－5.5V的電壓區(qū)間的任何電壓下穩(wěn)定的工作和讀寫卡片。U2270B只能在4.5V－5.5V的電壓區(qū)間工作。  

    以水表舉例：由于SL-RFMOD工作電壓最低可以達(dá)到2.7V，所以客戶使用單節(jié)鋰離子電池作為電源，就可以穩(wěn)定的讀寫射頻卡。而且2.7V的工作電壓也和水表中常用的單片機(jī)M430系列、PIC系列、AVRMEGA48/88系列的最低工作電壓保持一致。在系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)方面不需要更多的保護(hù)或轉(zhuǎn)換電路。如果客戶使用U2270B作為讀寫基站時(shí)系統(tǒng)，則需要工作在5V或更高，系統(tǒng)在這個(gè)電壓下工作，功耗變高，電池有效工作電壓區(qū)間也顯得比較窄，而且要考慮到由于電池放電的不均勻而造成電池的使用壽命短等問題。如果客戶使用SL-RFMOD模塊，就可以設(shè)計(jì)出使用單節(jié)高效鋰電池（或雙鋰電）的方案?？蛻綦娐氛w工作電壓低，工作瞬時(shí)功耗低，電池的使用壽命長，這樣可以有效的降低水表的使用成本。  

    2．時(shí)鐘頻率：  

    SL-RFMOD采用內(nèi)置的石英晶體振蕩器作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，在正常工作環(huán)境下頻率的誤差在150PPM以內(nèi)。U2270B采用內(nèi)置的RC震蕩電路提供射頻的基準(zhǔn)時(shí)鐘。大家都知道RC震蕩電路的頻率特性和晶體比較在穩(wěn)定性和溫度系數(shù)方面有很大的差異。所以在U2270B的讀寫電路中需要在RF管腳上家一個(gè)頻率校準(zhǔn)電阻，在必要的時(shí)候需要對(duì)這個(gè)電阻進(jìn)行調(diào)整才可以達(dá)到理想的輸出頻率。這在生產(chǎn)的過程中就需要在產(chǎn)品出廠前對(duì)射頻的頻率進(jìn)行測試和調(diào)整，大大的增加了生產(chǎn)流程的復(fù)雜性。  

    U2270B的天線驅(qū)動(dòng)電路采用直接耦合的方式，這樣做的一個(gè)直接后果就是當(dāng)外部串接的諧振回路的固有頻率和U2270B的內(nèi)部時(shí)鐘頻率存在誤差的時(shí)候，天線上的實(shí)際發(fā)射頻率也會(huì)發(fā)生變化。在實(shí)際生產(chǎn)中由于采用的器件和天線繞制的一致性無法保證也就會(huì)引起發(fā)射頻率的偏差，影響卡片的讀寫。SL-RFMOD模塊使用經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的天線驅(qū)動(dòng)電路，可以有效的矯正由于諧振電容和繞制天線的參數(shù)誤差帶來的發(fā)射頻率的誤差。這樣在選擇與模塊匹配的諧振電路的時(shí)候就有較大的空間。由于模塊的頻率一致性非常高，所以在使用該模塊設(shè)計(jì)讀寫設(shè)備大批量生產(chǎn)過程中可以不需要檢測產(chǎn)品的頻率特性，這樣可以大大的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和暢頻率。  

    最后一點(diǎn)由于U2270B的天線驅(qū)動(dòng)電路的固有特性，在實(shí)際使用的過程中天線的頻率除了受內(nèi)部RC和天線電路的影響外還會(huì)受外部的使用環(huán)境條件和射頻卡在空間的位置的影響。在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)在某些條件下，某些卡片的讀寫會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定或斷層的問題。SL-RFMOD在這方面也作了大量的改進(jìn)，可以大步的提高讀寫設(shè)備對(duì)使用環(huán)境以及射頻卡的兼容性。由于國內(nèi)射頻卡的生產(chǎn)廠家的測試環(huán)境的差異，以前很多客戶會(huì)發(fā)現(xiàn)讀寫設(shè)備存在挑RF卡片的問題，后來在使用本公司的模塊以后這種現(xiàn)象得到了極大的改觀。 

    3．相位噪聲問題：  

    以前在射頻卡讀寫時(shí)被忽略的一個(gè)重要的問題就是讀寫基站的相位噪聲的抑制問題。對(duì)于U2270B電路由于其內(nèi)部實(shí)用的時(shí)鐘源的設(shè)計(jì)問題，以及外部天線匹配的誤差（實(shí)際上不存在100%匹配的情況）。往往會(huì)在數(shù)據(jù)輸出的同時(shí)引入相位噪聲，也就是在正常的數(shù)據(jù)流的中間出現(xiàn)非法的脈沖跳變，大大的降低了解碼的效率。具體的表現(xiàn)就是在沒有卡的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)輸出口上也會(huì)有凌亂的脈沖信號(hào)，這些信號(hào)在放上卡片以后就會(huì)和卡片真實(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)混雜在一起，引起解碼錯(cuò)誤。SL-RFMOD模塊使用特制的調(diào)制解調(diào)電路，可以有效的避免相位噪聲對(duì)卡片數(shù)據(jù)的干擾。在合理的天線發(fā)射功率的情況下（天線振幅在60V-70V之間），可以完全屏蔽相位噪聲的影響。數(shù)據(jù)輸出口上可以真實(shí)的反應(yīng)卡片的數(shù)據(jù)波形。在沒有卡片的時(shí)候可以保持穩(wěn)定的電平狀態(tài)。這樣解碼的時(shí)候出錯(cuò)的概率大大的降低，讀寫卡的效率也大大的提高。  

    讀寫卡片效率的提高直接帶來的好處就是，交易的時(shí)間的縮短。從另外一個(gè)側(cè)面可以節(jié)省射頻模塊的工作時(shí)間，大大的降低系統(tǒng)工作的瞬時(shí)功耗。如果讀寫卡做到更進(jìn)一步的穩(wěn)定可靠，對(duì)天線、卡片、模塊的匹配的條件要求也就越低。整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可量產(chǎn)性、兼容性更高。  

    4．?dāng)?shù)據(jù)帶寬  

    U2270B標(biāo)稱的數(shù)據(jù)帶寬為5KHz（125K），實(shí)際卡片只能工作在f/32或更慢的模式下。目前國內(nèi)廠家通常使用的是f/32的速率。ATRFMMOD-06ID可以將這個(gè)數(shù)據(jù)帶寬提高一倍達(dá)到10KHz(125K)。實(shí)際卡片可以工作在f/16的模式下。加上T5557卡特有的快速編成模式?？梢源蟠蟮奶岣呖ㄆ灰椎男省＝灰仔实奶岣呔鸵馕吨痰耐姇r(shí)間，和更低的功耗。  

    5．外圍電路  

    由于半導(dǎo)體設(shè)計(jì)工藝的局限，以及避免由于半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝因起的阻容值得偏差，U2270B在設(shè)計(jì)的時(shí)候把大量的射頻模擬電路放在了芯片的外部。在使用的時(shí)候需要一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的模擬電路作為外部輔助電路才可以工作。例如：控制發(fā)射頻率的RF管腳上跨接的電阻、為了校準(zhǔn)發(fā)射頻率的誤差而添加的二極管網(wǎng)絡(luò)以及INPUT管腳上連接的檢波，濾波電路。這些電路都屬于射頻模擬電路，一般的數(shù)據(jù)電路工程師對(duì)他們的工作原理和參數(shù)的選擇都不甚了解，只能在標(biāo)準(zhǔn)參考電路的基礎(chǔ)上做一些小的調(diào)整。這些因素和電路板的布線，選用的器件的品質(zhì)等都有關(guān)系。  

    外圍電路使用的器件多，電路特性復(fù)雜。和水表自身的數(shù)據(jù)電路混合布線等因素對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的維修、調(diào)試、移植、焊接生產(chǎn)、PCB面積都有影響。  

    SL-RFMOD模塊采用全數(shù)字的設(shè)計(jì)理念。對(duì)外除了電源，天線驅(qū)動(dòng)以外其它的電路都是數(shù)據(jù)信號(hào)，可以直接和各種類型的單片機(jī)的管腳直接連接。天線驅(qū)動(dòng)也只需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的諧振回路（一個(gè)諧振電容，一個(gè)天線，一個(gè)限幅電阻）。如果單片機(jī)的I/O為開漏的則在I/O口上需要添加上拉電阻，如果單片機(jī)自帶上拉，則直接串接即可。從外部器件的選取，電路的復(fù)雜度，可維護(hù)性方面該模塊較U2270B電路有不可替代的優(yōu)點(diǎn)。  

    采用SL-RFMOD模塊的設(shè)計(jì)，可以大大的降低產(chǎn)品的故障率（器件越多，故障率越高）、返修率。即使需要返修也可以節(jié)省大量的維修時(shí)間，發(fā)現(xiàn)模塊的輸入，輸出故障直接替換就可以了。對(duì)維修人員只需作簡單的培訓(xùn)就可以，更有利于大面積的推廣和銷售，節(jié)省大量的售后服務(wù)的費(fèi)用。另外模塊的化的電路作移植更加容易，產(chǎn)品升級(jí)換代PCB布線更簡單，并可以節(jié)省大量的PCB的面積減少器件數(shù)量減少焊接成本。  

    本公司的模塊可以大大的降低工程師從事射頻應(yīng)用設(shè)計(jì)的技術(shù)門檻，這樣可以有效的簡化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高產(chǎn)品的開發(fā)效率，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本。 

    6．成品率高  

    使用U2270B生產(chǎn)讀寫設(shè)備，由于采用的元器件和工藝的離散特性，很難保證產(chǎn)品的一致性（頻率）。出廠以前往往需要對(duì)射頻頻率進(jìn)行測試，測試不合格還要返回生產(chǎn)線進(jìn)行維修，這在無形中提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。  

    SL-RFMOD模塊在出廠以前都經(jīng)過多道工序的測試和篩選。使用該模塊生產(chǎn)的應(yīng)用產(chǎn)品對(duì)射頻部分不需要做特別的測試和調(diào)整，非常適合大批量的生產(chǎn)，產(chǎn)品的一致性是有保障的。這里講的一致性是指和射頻有關(guān)的發(fā)射頻率、解碼效率等。  

    一次成品率的提高和檢測工序的簡化在批量生產(chǎn)的過程中就意味著更高的經(jīng)濟(jì)效益！  

    7．電磁兼容性  

    使用U2270B設(shè)計(jì)讀寫設(shè)備，數(shù)字模擬電路混合布線，選用元器件的經(jīng)驗(yàn)，布線的經(jīng)驗(yàn)等方面都會(huì)影響產(chǎn)品的性能。本公司擁有多年射頻產(chǎn)品開發(fā)和電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在電磁兼容性方面我們作了大量的測試。公司的產(chǎn)品在電表領(lǐng)域也有應(yīng)用，使用本公司模塊設(shè)計(jì)的電表產(chǎn)品也已經(jīng)通過了，技術(shù)監(jiān)督部門的監(jiān)測。所以公司的模塊在電磁兼容性的方面的特性是值得信賴的。  

    8．可靠性  

    主要是從下面幾個(gè)方面確保公司產(chǎn)品的可靠性的：  

    1．元件選擇：公司模塊中使用的元器件都是從國際大廠的正式代理處采購，元器件都選用符合工業(yè)級(jí)要求的型號(hào)。電阻，電容都采用三星原廠高品質(zhì)的阻容（溫度，電壓特性優(yōu)良）。  

    2．生產(chǎn)工藝：公司是以設(shè)計(jì)為主的高科技企業(yè)，公司的產(chǎn)品都是委托具有多年代工經(jīng)驗(yàn)的大廠生產(chǎn)，測試。在產(chǎn)品焊接，封裝，出廠各個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的質(zhì)量檢測。保證產(chǎn)品的出廠合格率。  

    3．售后保障：公司對(duì)產(chǎn)品提供3個(gè)月包換，一年保修的質(zhì)量承諾。公司使用的電容器都是采用的長效電容，不存在長時(shí)間工作老化，失效的問題。 

   以上是公司生產(chǎn)的SL-RFMOD模塊和U2270B在各種性能上的比較做的簡單說明。使用公司的模塊設(shè)計(jì)生產(chǎn)射頻卡讀寫設(shè)備，從直接硬件成本上也許沒有太大的優(yōu)勢，但公司的方案在各個(gè)方面因素結(jié)合在一起綜合考評(píng)的前提下，它的成本優(yōu)勢還是比較明顯的。在開發(fā)費(fèi)用、調(diào)試費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、維修費(fèi)用等多個(gè)方面都是較U2270B有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)的。公司已經(jīng)成功的和多家三表或門禁廠商建立的合作關(guān)系。公司期待著與您的合作。希望我們能共同在三表、門禁鎖具、標(biāo)簽識(shí)別、設(shè)備管理、收費(fèi)系統(tǒng)等RF應(yīng)用領(lǐng)域取得進(jìn)步！ 

    替代原使用U2270B的產(chǎn)品非常簡單，只需將SL-RFMOD模塊的第5腳（DATAOUT）的連接到原來U2270B的第2腳（OUTPUT）位置，SL-RFMOD模塊的第4腳（CFE）連接到原來U2270B的第6腳（CFE）位置即可。  

    單片機(jī)的程序不用修改。  

    實(shí)際使用SL-RFMOD模塊后，比原先U2270B方案省去很多外圍器件。