射频识别电路中高频功放的设计射频识别电路中高频功放的设计 摘 要：分析了射频识别电路中高频功放的特点，在此基础上提出了一种新型的高频功放电路，并对他的工作原理进行了分析。关键词：射频识别电路；高频功放；设计；谐振电路射频识别技术是 20 世纪 80 年代初发展起来的一种先进的识别技术，经过十几年的发展，已在各行各业，尤其是电子信息行业得到了广泛的应用。射频识别是一种非接触式的自动识别技术，他通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频识别系统由阅读器和应答器（标签）构成。当他工作时，阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理1。高频功率放大器是阅读器的关键部件，主要功能是对标签信号的返回信号进行功率放大。1 工作原理图 1 为射频识别电路中的高频功率放大器原理框图。1356 MHz输入方波信号经功率放大器放大输出一个方波信号，再经过阻抗变换网络一部分在天线负载产生高频输出交流电压，从天线发射出去。另外一部分通过检波电路解调出有用信号输出2。图 2 为高频功率放大器的电路图。各项参数如下：2 单元电路设计（1）选择丙类放大电路如图 3 所示。高频谐振功率放大器电路可以工作在 A 类，B 类或 C 类状态。相比之下 C 类谐振功放的失真虽不及 A 类和 B 类大，但 C 类适用于输入信号比较大、输出功率大、效率高，节约能源的环境下，因此，在大功率射频功放电路中经常使用3。具体参数如下：确定功率放大器最佳负载：设晶体管饱和电压为 1 V，则：高频扼流圈电感量计算，扼流圈的电感量应远大于放大器的等效负载，取：集电极与发射极击穿电压 URCEO2VCC，即：URCEO18 V所以选用三极管 3DA106A 型。 （2）阻抗变换网络如图 4 所示。选用阻抗变换网络主要有 2 个作用：滤波作用 可以滤除高频脉冲电流中的谐波分量只输出要求信号频率的电压和功率。阻抗匹配作用 通过振荡回路阻抗的调节，可使振荡回路呈现高频功率所要得最佳阻抗值，从而使高频功放以高效率输出最大功率4。通过并联 L1 C1 回路实现谐振、选频滤波，LC 谐振回路工作频率变化不大，带宽范围相对很窄，一般选频放大器的频带 f 与中心频率 f0之比从百分之零点几到百分之十左右可知，取 ff01，则：对应品质因数：由于流过负载 RL 上的电流为：其次考虑阻抗变换采用高通 L 网络将 50 负载变换为放大器要求的最佳负载 107，则： 完整的电路图中 L 是电感 L1 与 L2 并联的总电感满足上一步对时间常数的要求。3 谐振电路的调整和测试方法谐振电路的调整有 2 种方法：逐点法和扫频法5。本文采用逐点法，以高频信号发生器为信号源，用示波器或电压表等测试仪器直接接线测试。测试电路如图 6 所示。将信号发生器的输出频率置于 fi1356 MHz 输出 Vi15 V，调可变电容 C2，使回路发生谐振，即超高频毫伏表的指示值达到最大，回路处于谐振状态，可调试谐振频率。幅频特性的调试方法为：当中心频率调整后，就可测试谐振电路的频率特性，保持输入信号不变，在谐振频率 f0 两旁逐点改变信号频率，用示波器或高频毫伏表测出相应的输出电压 U0，计算出各点的任意频率下的单位谐振函数，指出谐振曲线，从曲线上即可求出 2f07 和 2f01。如果 2f07 窄了，可以通过调整阻尼电阻 R 使之变小，从而增加输入损耗使 f07 变宽。