TRF7960與TRF7961：13.56-MHz RFID前端的卓越之選

在當(dāng)今的科技領(lǐng)域，RFID（射頻識(shí)別）技術(shù)憑借其高效、便捷的特性，在眾多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。而TRF7960和TRF7961作為13.56-MHz RFID模擬前端和數(shù)據(jù)幀閱讀器系統(tǒng)的佼佼者，為工程師們提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。今天，我們就來(lái)深入探討這兩款產(chǎn)品的特點(diǎn)、應(yīng)用及相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)。

文件下載：TRF7960RHBT.pdf

一、器件概述

1.1 產(chǎn)品特性

TRF7960和TRF7961具有一系列令人矚目的特性。它采用完全集成的協(xié)議處理，為模擬、數(shù)字和功率放大器（PA）部分分別提供內(nèi)部高電源抑制比（PSRR）電源，有效實(shí)現(xiàn)噪聲隔離，顯著提升讀取范圍和可靠性。雙接收器輸入搭配AM和PM解調(diào)功能，不僅具備可選的接收器增益，還能實(shí)現(xiàn)可編程輸出功率（100 mW或200 mW），ASK調(diào)制范圍可在8%至30%之間靈活調(diào)整。內(nèi)置的接收器帶通濾波器擁有用戶可選的轉(zhuǎn)折頻率，能最大程度減少通信盲區(qū)。此外，該器件還具備寬工作電壓范圍（2.7 V至5.5 V）、超低功耗模式、閱讀器間防碰撞功能等。其高度集成的設(shè)計(jì)大大減少了總物料清單（BOM）和電路板面積，采用超小型32引腳QFN封裝（5 mm × 5 mm），并提供豐富的工具和易于使用的高靈活性配置。

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

TRF7960和TRF7961的應(yīng)用十分廣泛，涵蓋了安全訪問(wèn)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、公共交通或活動(dòng)票務(wù)以及產(chǎn)品認(rèn)證等多個(gè)領(lǐng)域。在安全訪問(wèn)控制中，它能確保只有授權(quán)人員才能進(jìn)入特定區(qū)域；在醫(yī)療系統(tǒng)里，可用于藥品追蹤、設(shè)備管理等；在公共交通或活動(dòng)票務(wù)方面，實(shí)現(xiàn)快速、便捷的票務(wù)驗(yàn)證；在產(chǎn)品認(rèn)證領(lǐng)域，有效防止假冒偽劣產(chǎn)品流通。

1.3 詳細(xì)描述

這兩款器件是集成的模擬前端和數(shù)據(jù)幀系統(tǒng)，適用于13.56-MHz RFID閱讀器系統(tǒng)，支持多種協(xié)議，如ISO/IEC 14443 A和B、FeliCa?以及ISO/IEC 15693。通過(guò)在控制寄存器中選擇所需協(xié)議，可輕松配置閱讀器。直接訪問(wèn)所有控制寄存器，能根據(jù)需要對(duì)各種閱讀器參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。

該器件支持高達(dá)848 kbps的數(shù)據(jù)速率，所有ISO協(xié)議的幀和同步任務(wù)均集成在板上。還可通過(guò)其提供的直接模式實(shí)現(xiàn)其他標(biāo)準(zhǔn)甚至自定義協(xié)議。接收器系統(tǒng)采用雙輸入接收器架構(gòu)，極大地提高了通信的穩(wěn)健性，同時(shí)具備各種自動(dòng)和手動(dòng)增益控制選項(xiàng)。接收到的信號(hào)強(qiáng)度可在RSSI寄存器中查看。

MCU與TRF796x閱讀器之間的通信可通過(guò)SPI或并行接口實(shí)現(xiàn)。使用內(nèi)置硬件編碼器和解碼器時(shí)，收發(fā)功能通過(guò)12字節(jié)FIFO寄存器完成。對(duì)于直接收發(fā)功能，可繞過(guò)編碼器或解碼器，使MCU能夠?qū)崟r(shí)處理數(shù)據(jù)。

1.4 典型應(yīng)用

典型應(yīng)用框圖展示了該器件在實(shí)際應(yīng)用中的連接方式和工作流程，為工程師們提供了直觀的參考。

二、產(chǎn)品對(duì)比與相關(guān)信息

2.1 器件對(duì)比

通過(guò)表格對(duì)比了TRF7960和TRF7961在不同協(xié)議下的表現(xiàn)，幫助工程師根據(jù)具體需求選擇合適的產(chǎn)品。

2.2 相關(guān)產(chǎn)品

提供了TI無(wú)線連接產(chǎn)品、NFC/RFID產(chǎn)品、TRF7960的配套產(chǎn)品以及參考設(shè)計(jì)等相關(guān)信息，方便工程師進(jìn)行拓展和深入開(kāi)發(fā)。

三、引腳配置與信號(hào)說(shuō)明

3.1 引腳圖

給出了32引腳RHB封裝的引腳圖，清晰展示了各個(gè)引腳的位置。

3.2 信號(hào)說(shuō)明

詳細(xì)描述了每個(gè)引腳的功能和特性，包括電源引腳、射頻輸出引腳、接收器輸入引腳等。例如，VDD_A為模擬電路提供內(nèi)部穩(wěn)壓電源（2.7 V至3.4 V），TX_OUT為射頻輸出引腳，可選擇輸出功率（100 mW at 8 Ω或200 mW at 4 Ω，VDD = 5 V）。

四、規(guī)格參數(shù)

4.1 絕對(duì)最大額定值

明確了器件在各種條件下的最大承受值，如電源電壓、輸出電流、結(jié)溫等。超過(guò)這些額定值可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。

4.2 ESD額定值

給出了人體模型（HBM）、帶電設(shè)備模型（CDM）和機(jī)器模型（MM）下的靜電放電額定值，提醒工程師在使用過(guò)程中注意靜電防護(hù)。

4.3 推薦工作條件

規(guī)定了器件正常工作時(shí)的電源電壓、結(jié)溫、環(huán)境溫度等范圍，確保器件在這些條件下能穩(wěn)定運(yùn)行。

4.4 電氣特性

詳細(xì)列出了器件在不同工作模式下的電氣參數(shù)，如電源電流、帶隙電壓、穩(wěn)壓電源輸出電壓等。這些參數(shù)為工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供了重要依據(jù)。

4.5 熱阻特性

給出了不同封裝下的熱阻特性和功率額定值，幫助工程師進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，確保器件在高溫環(huán)境下的可靠性。

五、詳細(xì)描述

5.1 概述

典型應(yīng)用圖展示了TRF796x在實(shí)際應(yīng)用中的工作原理。數(shù)據(jù)傳輸支持多種編碼方式，如ISO/IEC 15693的低電平編碼、ISO/IEC 14443 A的修改米勒編碼等，并能自動(dòng)生成起始幀（SOF）、結(jié)束幀（EOF）、循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）和奇偶校驗(yàn)位。

接收器系統(tǒng)采用雙輸入架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)AM和PM解調(diào)，具備自動(dòng)增益控制和可選增益功能。通過(guò)RSSI寄存器可獲取AM和PM調(diào)制的接收信號(hào)強(qiáng)度。接收器輸出為數(shù)字化子載波信號(hào)，經(jīng)選定的解碼器輸出比特流和數(shù)據(jù)時(shí)鐘。

5.2 電源供應(yīng)

器件的正電源引腳VIN（引腳2）輸入電壓范圍為2.7 V至5.5 V，為三個(gè)內(nèi)部穩(wěn)壓器提供電源，輸出電壓分別為VDD_RF、VDD_A和VDD_X。這些穩(wěn)壓器可通過(guò)外部旁路電容進(jìn)行電源噪聲濾波，提供增強(qiáng)的PSRR。

穩(wěn)壓器可自動(dòng)或手動(dòng)配置，自動(dòng)模式為默認(rèn)配置，能在系統(tǒng)激活時(shí)自動(dòng)設(shè)置。在不同的工作模式下，可根據(jù)需要調(diào)整穩(wěn)壓器的輸出電壓。

5.3 接收器 - 模擬部分

TRF796x擁有兩個(gè)接收器輸入（RX_IN1和RX_IN2），通過(guò)外部濾波器確保標(biāo)簽的AM調(diào)制信號(hào)至少在一個(gè)輸入上可用。外部濾波器為RX_IN2輸入提供45°相移，以便進(jìn)一步處理可能出現(xiàn)的PM調(diào)制信號(hào)。

兩個(gè)RX輸入通過(guò)控制位B3（pm_on）在主接收器和輔助接收器之間進(jìn)行多路復(fù)用。主接收器由射頻檢測(cè)級(jí)、增益級(jí)、帶自動(dòng)增益控制（AGC）的濾波級(jí)和數(shù)字化級(jí)組成，還具備RSSI測(cè)量級(jí)。輔助接收器主要用于測(cè)量調(diào)制信號(hào)的RSSI。

5.4 寄存器說(shuō)明

詳細(xì)介紹了各個(gè)寄存器的功能和配置方法，包括主控制寄存器、協(xié)議子集寄存器、狀態(tài)寄存器和FIFO控制寄存器等。通過(guò)對(duì)這些寄存器的操作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的各種功能控制。

5.5 直接命令

列出了從MCU到閱讀器的各種直接命令代碼，如復(fù)位FIFO、傳輸數(shù)據(jù)、調(diào)整接收器增益等。這些命令為工程師提供了靈活的控制手段，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行操作。

5.6 閱讀器通信接口

支持并行8引腳接口和串行外設(shè)接口（SPI）兩種通信方式，兩者互斥。通信通過(guò)起始條件、地址/命令字進(jìn)行初始化，數(shù)據(jù)傳輸可采用連續(xù)地址模式或非連續(xù)地址模式。

5.7 并行接口通信

在并行模式下，起始條件在I/O_7引腳的上升沿產(chǎn)生。接收數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和FIFO狀態(tài)，MCU會(huì)收到相應(yīng)的中斷請(qǐng)求，并根據(jù)IRQ狀態(tài)寄存器的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。發(fā)送數(shù)據(jù)前，需先清除FIFO，然后通過(guò)連續(xù)寫(xiě)命令加載TX長(zhǎng)度字節(jié)和FIFO數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)開(kāi)始。

5.8 串行接口通信

使用SPI時(shí)，需對(duì)并行I/O引腳I/O_2、I/O_1和I/O_0進(jìn)行硬連線。在接收到IRQ后，MCU需進(jìn)行虛擬讀取以清除IRQ狀態(tài)寄存器。SPI通信分為有從選擇（SS）引腳和無(wú)SS引腳兩種模式，數(shù)據(jù)傳輸需遵循相應(yīng)的時(shí)鐘極性和信號(hào)變化規(guī)則。

六、應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)與布局

6.1 應(yīng)用原理圖

提供了并行通信和SPI通信的應(yīng)用原理圖，為工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)提供了參考。

七、器件與文檔支持

7.1 入門與下一步

介紹了獲取更多TI NFC/RFID器件信息和開(kāi)發(fā)工具、軟件的途徑，幫助工程師快速入門。

7.2 器件命名規(guī)則

解釋了器件命名的含義，包括前綴和后綴所代表的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段、封裝類型和溫度范圍等信息。

7.3 工具與軟件

列舉了相關(guān)的設(shè)計(jì)套件、評(píng)估模塊和軟件，如TRF7960A評(píng)估模塊、TRF7960固件源代碼等，為工程師提供了豐富的開(kāi)發(fā)資源。

7.4 文檔支持

提供了一系列描述TRF7960和TRF7961器件的文檔，如應(yīng)用筆記、布局設(shè)計(jì)指南等，并介紹了接收文檔更新通知的方法。

7.5 相關(guān)鏈接

給出了TRF7960和TRF7961的產(chǎn)品文件夾、訂購(gòu)、文檔、技術(shù)資料、工具與軟件以及支持與社區(qū)資源等相關(guān)鏈接，方便工程師獲取所需信息。

7.6 社區(qū)資源

推薦了TI E2E?社區(qū)，工程師可在該社區(qū)與其他工程師交流經(jīng)驗(yàn)、解決問(wèn)題。

7.7 商標(biāo)說(shuō)明

明確了相關(guān)商標(biāo)的歸屬，如MSP430、Tag-it等為德州儀器的商標(biāo)，F(xiàn)eliCa為索尼公司的商標(biāo)。

7.8 靜電放電注意事項(xiàng)

提醒工程師在處理該集成電路時(shí)注意靜電防護(hù)，避免因靜電放電對(duì)器件造成損壞。

7.9 出口管制通知

強(qiáng)調(diào)了在使用和出口產(chǎn)品時(shí)需遵守相關(guān)法律法規(guī)，確保合規(guī)操作。

7.10 術(shù)語(yǔ)表

提供了TI術(shù)語(yǔ)表，幫助工程師理解文檔中出現(xiàn)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和縮寫(xiě)。

八、機(jī)械、包裝與訂購(gòu)信息

詳細(xì)介紹了器件的包裝信息、尺寸規(guī)格、引腳排列等，還給出了訂購(gòu)選項(xiàng)和相關(guān)注意事項(xiàng)。

TRF7960和TRF7961憑借其豐富的功能、卓越的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，為RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了全面的解決方案。作為電子工程師，我們應(yīng)充分利用這些特性，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，推動(dòng)RFID技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。你在使用這兩款器件時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。