一、應用介紹

      RFID（Radio Frequency Identification），全稱為射頻識別技術，是一種無線通信技術，通過無線電訊號自動識別特定目標和讀寫相關數據，讀寫速度快、數據容量大、使用壽命長等優勢使其在物聯網領域獲得廣泛的應用。

     RFID基本組成部分：

     標簽：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有獨特的電子編碼、附著在物體上標識目標對象。

     讀寫器：由耦合元件，芯片組成，讀取（有時還可以寫入）標簽信息的設備

     天線：在標簽和讀寫器之間傳遞射頻信號

     RFID的工作頻率分為低頻、高頻和超高頻，常用頻段在125KHz、 13.56MHz、900MHz、2.4GHz，主要應用場景包括了學校、企事業單位、銀行、醫院、鐵路軌道交通等，根據應用的不同，標簽類型可分為有源和無源，其讀卡器設計也有所不同。

二、測試項目

      RFID測試主要是對讀寫器和標簽之間通信的無線電訊號進行測量，以此評估RFID讀寫器的工作狀態和性能指標。

       本次測試對象是低頻RFID讀寫模塊，射頻信號頻率125KHz，支持識別EM4001/4002及兼容的ID卡。當識別到ID片時，模塊TXD管腳會輸出卡號信息，信號類型為TTL-RS232信號。

三、測量目標

      射頻信號的載波頻率，輸出功率，占用帶寬，信道功率等

四、選用儀器

      選用鼎陽科技SSA3000X頻譜分析儀，SPD3303X-E線性直流電源和SDS1204X-E超熒光示波器，分別用于測量、供電和信號解碼。

五、連接方法

      先將RFID讀寫模塊和發射天線焊接，并將VCC、GND和TXD管腳分別引出導線便于連接。

     然后將電源、示波器探頭分別按照對應的管腳連接好。

     同時通過一個射頻采集天線和BNC轉接線，將讀卡器的信號引入SSA3000X的射頻輸入端口，觀察并測量信號的頻域參數。

六、測量內容

      頻率測量和功率測量：

     SSA3000x的頻譜分析儀的功能設置為：CF=125kHz，SPAN=10KHz，RBW=30Hz，測得信號頻率為125.373KHz，信號功率為-58.04dBm。被測系統是RFID讀寫器，處于向標簽發送識別信號的狀態。

      從測量結果可以看到，實際信號的頻率中心和讀寫模塊設定的額定中心頻率有一定的誤差，稱為發射頻點誤差。

    1、占用帶寬：

     先積分計算整個掃寬內的功率，然后根據設定的功率比計算出此比例功率所占帶寬。如下圖，在10KHz的掃寬范圍內，功率比為99%的占用帶寬為240Hz。

     傳輸頻率誤差：通道中心頻率與頻譜儀中心頻率之差，差值為-13Hz。

    2、信道功率：

    測量積分帶寬500Hz內的功率，為-59.84dBm，同時將積分帶寬內的功率歸一化到1Hz得到功率譜密度數值為-86.83dBm/Hz。

     3、頻譜監測：

     用色溫表示頻譜的能量 

      另外SSA3000X系列頻譜儀還可測量三階交調、時域功率、鄰道功率比等，由于此為低頻讀寫模塊，測試較為簡單，暫不做上述分析。 

七、示波器解碼

      使用ID卡對讀寫模塊進行測試，當ID卡在讀寫模塊天線處被感應時，讀寫模塊收到信號，會從蜂鳴器、LED燈和TXD管腳分別輸出信號。

     用SDS1204X-E示波器標配的串行總線解碼功能對TXD輸出TTL-RS232信號進行解碼。

    1、解碼設置：

     波特率9600bps，無校檢位，數據8位，1停止位，空閑電平為高電平，比特流格式LSB，解碼輸出ASCII碼。

      解碼輸出10位卡號為1400903AA9。

     用多個ID卡測試，發現此讀寫模塊輸出正常：圖片圖片

       但是由于此讀寫模塊工作頻段為低頻，射頻輸出功率小，檢測ID卡的距離十分有限，約只有五厘米。 

八、測試總結

      以上就是關于低頻RFID的簡單測試流程。低頻RFID主要應用于低端技術范圍內，技術要求和測試流程相對簡單。高頻和超高頻RFID測試標準更加注重信號質量，即需要對信號進行IQ解調曲線和數據分析，ASK/FSK解調分析等，敬請期待下一期鼎陽智庫文章。 

九、文末彩蛋

      在進行上述RFID測試過程中，我發現了一個現象，當ID卡被讀寫模塊天線感應時，讀寫模塊輸出功率極低甚至消失，這個是什么原因？

      該文章來源于“鼎陽硬件設計與測試智庫”