負(fù)載調(diào)制

NFC被動通信中，通信的發(fā)起方產(chǎn)生射頻場，而目標(biāo)方通過負(fù)載調(diào)制將數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)起方。近距離通信系統(tǒng)的射頻接口實(shí)際上是—個電感耦合系統(tǒng)，即—種變壓器耦合系統(tǒng)。作為初級線圈的發(fā)起方和作為次級線圈的目標(biāo)方之間的耦合，只要線圈距離不大于0.16倍波長，該變壓器耦合模型就是有效的。NFC的丁作頻率為13.56MHz，波長為22m,因此只要NFC通信的發(fā)起方和目標(biāo)方之間的距離不大于3.52m，就遵循變壓器耦合模型的定義。如果目標(biāo)方固有的諧振頻率與發(fā)起方的發(fā)送頻率相符合，那么把目標(biāo)方放起方天線的交變磁場，目標(biāo)方就能從中獲取能量。目標(biāo)方天線的電阻成為方天線回路的負(fù)載。當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生時，發(fā)起方天線的電流在內(nèi)阻上的電變化。目標(biāo)方通過待發(fā)送的數(shù)據(jù)控制電阻的接通和斷開，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)方對發(fā)起方天線電壓的振幅調(diào)制，數(shù)據(jù)就在發(fā)起方和目標(biāo)方之間傳輸。負(fù)載調(diào)制是電子標(biāo)簽經(jīng)常使用的向讀寫器傳輸數(shù)據(jù)的方法。負(fù)載調(diào)制通過對電子標(biāo)簽振蕩回路的電參數(shù)按照數(shù)據(jù)流的節(jié)拍進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電子標(biāo)簽阻抗的大小和相位隨之改變，從而完成調(diào)制的過程。負(fù)載調(diào)制技術(shù)主要有電阻負(fù)載調(diào)制和電容負(fù)載調(diào)制兩種方式。

1．電阻負(fù)載調(diào)制在電阻負(fù)載調(diào)制中，負(fù)載

并聯(lián)一個電阻

，

稱為負(fù)載調(diào)制電阻，該電阻按數(shù)據(jù)流的時鐘接通和斷開，開關(guān)S的通斷由二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼控制。電阻負(fù)載調(diào)制的電路原理圖如圖所示。2．電容負(fù)載調(diào)制在電阻負(fù)載調(diào)制中，負(fù)載

并聯(lián)一個電容

，

取代了由二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼控制的負(fù)載調(diào)制電阻

。電容負(fù)載調(diào)制的電路原理圖如圖所示。

電阻負(fù)載調(diào)制的特性如下。（1）當(dāng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼為"1"時，開關(guān)S接通，電子標(biāo)簽的負(fù)載電阻為

和

的并聯(lián)；當(dāng)二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼為"0"時，開關(guān)S斷開，電子標(biāo)簽的負(fù)載電阻為

。這說明，開關(guān)S接通時，電子標(biāo)簽的負(fù)載電阻比較小。（2）對于并聯(lián)諧振，如果并聯(lián)電阻比較小，將降低品質(zhì)因數(shù)。也就是說，當(dāng)電子標(biāo)簽的負(fù)載電阻比較小時，品質(zhì)因數(shù)

值將降低，這將使諧振回路兩端的電壓下降。（3）上述分析說明，開關(guān)S接通或斷開，會使電子標(biāo)簽諧振回路兩端的電壓發(fā)生變化。為了恢復(fù)（解調(diào)）電子標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)，上述變化應(yīng)該輸送到讀寫器。（4）當(dāng)電子標(biāo)簽諧振回路兩端的電壓發(fā)生變化時，由于線圈電感耦合，這種變化會傳遞給讀寫器，表現(xiàn)為讀寫器線圈兩端電壓的振幅發(fā)生變化，因此產(chǎn)生對讀寫器電壓的調(diào)幅。（5）電阻負(fù)載調(diào)制的波形變化過程如圖所示。圖（a）為電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼，圖（b）為電子標(biāo)簽線圈兩端的電壓，圖（c）為讀寫器線圈兩端的電壓，圖（d）為讀寫器線圈解調(diào)后的電壓。可以看出，圖（a）與圖（d）的二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼一致，表明電阻負(fù)載調(diào)制完成了信息傳遞的工作。

電容負(fù)載調(diào)制的特性如下。（1）在電阻負(fù)載調(diào)制中，讀寫器和電子標(biāo)簽在工作頻率下都處于諧振狀態(tài)；而在電容負(fù)載調(diào)制中，由于接入了電容

，電子標(biāo)簽回路失諧，又由于讀寫器與電子標(biāo)簽的耦合作用，導(dǎo)致讀寫器也失諧。（2）開關(guān)S的通斷控制電容

按數(shù)據(jù)流的時鐘接通和斷開，使電子標(biāo)簽的諧振頻率在兩個頻率之間轉(zhuǎn)換。（3）通過定性分析可以知道，電容

的接入使電子標(biāo)簽電感線圈上的電壓下降。（4）由于電子標(biāo)簽電感線圈上的電壓下降，使讀寫器電感線圈上的電壓上升。（5）電容