RFID读写器调制方式的实现一般有两种方式：一种是在信号源与功率放大器之间通过专用集成调制芯片实现调制；另外一种是通过功率放大器的增益控制实现调制。采用后者实现ASK调制，不仅实现电路简单，同时因为无需采用专用调制芯片，使得成本会相应降低。本文中所述的RFID读写器是无委会暂行规定下的UHF RFID,符合ISO/IEC 18000-63 Type C协议标准。下面将以功率放大器RF5110G为例来介绍实现ASK调制方法以及所需注意的细节。

实现DSB-ASK或SSB-ASK的原理

ASK调制

所谓调制，就是将待传输的基带信号（基带信号采用PIE编码）加载到高频振荡信号上的过程，其实质是将基带信号搬移到高频载波上去，也就是频谱搬移的过程，目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的高频信号。实现过程图如图1所示。 

功率放大器RF5110G实现ASK调制方法

功率放大器RF5110G实现ASK调制过程：单片机输出基带信号TXDATA，经过滤波电路滤波（保证波形的平稳、光滑）后送入放大器RF5110G的增益控制脚，通过放大器的增益控制将基带数据调制到高频载波信号上，从而实现ASK调制。实现电路框图如图2所示。

功率放大器RF5110G主要指标

根据RF5110G规格书提取与本文相关的主要指标如下：
 （1）GSM工作频段:800MHz～950MHz；
 （2）VCC电压工作电压：2.7V～4.8V，典型工作电压3.5V；
 （3）增益控制脚VAPC电压：最大不超过3V；
 （4）输入功率：最大输入功率不超过13dBm；
 （5）功率平坦度：输入功率4dBm，VAPC电压2.8V，典型工作电压条件，在工作频段范围内的平坦度不大于2dB。

RF5110G实现ASK调制注意问题

实现ASK调制波形

从单片机输出的调制波形如图3所示。其中，调制信号的幅度0.1V≤VAPC≤2.8V。

领道功率泄漏比和占用带宽测试数据

在图3调制波形下射频指标邻道功率泄漏比与占用带宽的测试数据如下表1所示。

以上邻道功率泄漏比和占用带宽指标是在端口输出功率27dBm条件下测试，从测试结果可以看出，发现其指标邻道功率泄漏比和占用带宽都不能满足我国无委会暂行规定……：第一邻道功率≤-40dBc，第二邻道功率≤-60dBc，占用带宽≤250kHz的指标要求。

通过分析，邻道功率泄漏比和占用带宽不能达到指标要求的原因（在保证调制波形光滑的前提下）可能与调制信号的调制深度有关，而调制深度与功放VAPC电压范围的选择有关。

RF5110G的增益控制VAPC电压范围的选择

RF5110G的输出功率与增益控制脚VAPC电压对应关系在工作频段800MHz～950MHz范围内选取高中低三个频点测试，分别是频率842MHz、900MHz、925MHz，涵盖了RFID读写器超高频工作频点。测试条件是RF5110G的输入功率为4dBm，输入电压3.5V。三个频点输出功率与VAPC电压的对应关系见表2。

从表2的测试数据可以看出，都满足当VAPC≤0.7V时，RF5110G的输出功率<-38dBm。当VAPC≥2.3V时，其功放的输出功率进入饱和状态，输出功率值基本上保持不变，输出功率值为34dBm左右。从图5可知，在ISO/IEC 18000-63 Type C中调制深度为（A-B）/A，为了要实现90%以上的调制，0≤B/A≤0.1，经过换算后最大输出功率与最小输出功率相差≥20dB时即可满足调制深度≥90%。同理可以计算出要实现99%以上的调制深度，最大输出功率与最小输出功率相差≥40dB即可满足要求。选择VAPC=2.2V的输出功率与VAPC=0.7V的输出功率相差均>50dB,即已经达到了满足99%以上的调制深度。

然而当VAPC<0.7V或VAPC>2.2V（最大输出功率已经饱和）时的输出功率没有在线性区范围内（见图4紫色标圈），这样会使调制包络失真，最终导致占用带宽指标不能达到指标要求。为了实现ASK 90%以上的调制，同时保证占用带宽、邻道功率泄漏比和端口输出功率满足设计指标要求，进而兼顾提高射频功放RF5110G的效率，减小功耗，因此将VAPC的电压(即调制信号的幅度)固定在0.7V≤VAPC≤2.2V。更改调制信号的幅度，需要通过编程软件实现。

更改射频功放VAPC的电压范围后测试数据

更改ASK调制波形电压幅度后的波形如图6所示。更改过后的调制信号的幅度0.7V≤VAPC≤2.2V。

更改调制数据幅度后射频指标邻道功率泄漏比与占用带宽测试数据如表3所示：

从测试数据可以看出，通过更改VAPC的电压范围后，邻道功率泄漏比和占用带宽指标在端口输出功率为27dBm满足了第一邻道功率≤-40dBc，第二邻道功率≤-60dBc，占用带宽≤250KHz的指标要求。

功率放大器RF5110G实现ASK调制，与使用专用调制芯片相比，优点是实现电路简单，成本更低，因此低成本的读写模块可以考虑该方法实现调制。但是该方案的应用也有自身的不足：首先，由于要保证调制信号波形的光滑，故调制信号进入功放的滤波电路参数选择一定要合理；其次，工程师要根据输出功率与增益控制电压的对应关系，不断尝试选取符合功率放大器工作区的增益控制电压范围，以期达到最大功率输出下的邻道功率和占用带宽指标均达到设计要求。

作者单位：深圳市远望谷信息技术股份有限公司射频研发中心

《中国自动识别技术》2017年第4期总第67期