SL-RFMOD射频模块与U2270B方案性能比较

　　SL-RFMOD射频模块是使用自有专利技术设计的125K通用型读写基站模块，该模块和U2270B在使用和性能参数方面有很大的不同。本文简单的从电特性、应用技术以及在实际工业化生产过程中的是适用性、可靠性等方面对两个产品进行一个简单的比较和说明。希望对您选取125K射频卡读写方案提供有益的参考。  

    1．工作电压：  

    SL-RFMOD采用先进的宽工作电压电路技术，可以在2.7V－5.5V的电压区间的任何电压下稳定的工作和读写卡片。U2270B只能在4.5V－5.5V的电压区间工作。  

    以水表举例：由于SL-RFMOD工作电压最低可以达到2.7V，所以客户使用单节锂离子电池作为电源，就可以稳定的读写射频卡。而且2.7V的工作电压也和水表中常用的单片机M430系列、PIC系列、AVRMEGA48/88系列的最低工作电压保持一致。在系统的电源设计方面不需要更多的保护或转换电路。如果客户使用U2270B作为读写基站时系统，则需要工作在5V或更高，系统在这个电压下工作，功耗变高，电池有效工作电压区间也显得比较窄，而且要考虑到由于电池放电的不均匀而造成电池的使用寿命短等问题。如果客户使用SL-RFMOD模块，就可以设计出使用单节高效锂电池（或双锂电）的方案。客户电路整体工作电压低，工作瞬时功耗低，电池的使用寿命长，这样可以有效的降低水表的使用成本。  

    2．时钟频率：  

    SL-RFMOD采用内置的石英晶体振荡器作为基准时钟，在正常工作环境下频率的误差在150PPM以内。U2270B采用内置的RC震荡电路提供射频的基准时钟。大家都知道RC震荡电路的频率特性和晶体比较在稳定性和温度系数方面有很大的差异。所以在U2270B的读写电路中需要在RF管脚上家一个频率校准电阻，在必要的时候需要对这个电阻进行调整才可以达到理想的输出频率。这在生产的过程中就需要在产品出厂前对射频的频率进行测试和调整，大大的增加了生产流程的复杂性。  

    U2270B的天线驱动电路采用直接耦合的方式，这样做的一个直接后果就是当外部串接的谐振回路的固有频率和U2270B的内部时钟频率存在误差的时候，天线上的实际发射频率也会发生变化。在实际生产中由于采用的器件和天线绕制的一致性无法保证也就会引起发射频率的偏差，影响卡片的读写。SL-RFMOD模块使用经过特别设计的天线驱动电路，可以有效的矫正由于谐振电容和绕制天线的参数误差带来的发射频率的误差。这样在选择与模块匹配的谐振电路的时候就有较大的空间。由于模块的频率一致性非常高，所以在使用该模块设计读写设备大批量生产过程中可以不需要检测产品的频率特性，这样可以大大的提高产品的生产效率和畅频率。  

    最后一点由于U2270B的天线驱动电路的固有特性，在实际使用的过程中天线的频率除了受内部RC和天线电路的影响外还会受外部的使用环境条件和射频卡在空间的位置的影响。在实际应用中会出现在某些条件下，某些卡片的读写会出现不稳定或断层的问题。SL-RFMOD在这方面也作了大量的改进，可以大步的提高读写设备对使用环境以及射频卡的兼容性。由于国内射频卡的生产厂家的测试环境的差异，以前很多客户会发现读写设备存在挑RF卡片的问题，后来在使用本公司的模块以后这种现象得到了极大的改观。 

    3．相位噪声问题：  

    以前在射频卡读写时被忽略的一个重要的问题就是读写基站的相位噪声的抑制问题。对于U2270B电路由于其内部实用的时钟源的设计问题，以及外部天线匹配的误差（实际上不存在100%匹配的情况）。往往会在数据输出的同时引入相位噪声，也就是在正常的数据流的中间出现非法的脉冲跳变，大大的降低了解码的效率。具体的表现就是在没有卡的时候，可以发现在数据输出口上也会有凌乱的脉冲信号，这些信号在放上卡片以后就会和卡片真实的数据信号混杂在一起，引起解码错误。SL-RFMOD模块使用特制的调制解调电路，可以有效的避免相位噪声对卡片数据的干扰。在合理的天线发射功率的情况下（天线振幅在60V-70V之间），可以完全屏蔽相位噪声的影响。数据输出口上可以真实的反应卡片的数据波形。在没有卡片的时候可以保持稳定的电平状态。这样解码的时候出错的概率大大的降低，读写卡的效率也大大的提高。  

    读写卡片效率的提高直接带来的好处就是，交易的时间的缩短。从另外一个侧面可以节省射频模块的工作时间，大大的降低系统工作的瞬时功耗。如果读写卡做到更进一步的稳定可靠，对天线、卡片、模块的匹配的条件要求也就越低。整个系统的稳定性和可量产性、兼容性更高。  

    4．数据带宽  

    U2270B标称的数据带宽为5KHz（125K），实际卡片只能工作在f/32或更慢的模式下。目前国内厂家通常使用的是f/32的速率。ATRFMMOD-06ID可以将这个数据带宽提高一倍达到10KHz(125K)。实际卡片可以工作在f/16的模式下。加上T5557卡特有的快速编成模式。可以大大的提高卡片交易的效率。交易效率的提高就意味着更短的通电时间，和更低的功耗。  

    5．外围电路  

    由于半导体设计工艺的局限，以及避免由于半导体生产工艺因起的阻容值得偏差，U2270B在设计的时候把大量的射频模拟电路放在了芯片的外部。在使用的时候需要一个相对复杂的模拟电路作为外部辅助电路才可以工作。例如：控制发射频率的RF管脚上跨接的电阻、为了校准发射频率的误差而添加的二极管网络以及INPUT管脚上连接的检波，滤波电路。这些电路都属于射频模拟电路，一般的数据电路工程师对他们的工作原理和参数的选择都不甚了解，只能在标准参考电路的基础上做一些小的调整。这些因素和电路板的布线，选用的器件的品质等都有关系。  

    外围电路使用的器件多，电路特性复杂。和水表自身的数据电路混合布线等因素对应用系统的维修、调试、移植、焊接生产、PCB面积都有影响。  

    SL-RFMOD模块采用全数字的设计理念。对外除了电源，天线驱动以外其它的电路都是数据信号，可以直接和各种类型的单片机的管脚直接连接。天线驱动也只需要一个标准的谐振回路（一个谐振电容，一个天线，一个限幅电阻）。如果单片机的I/O为开漏的则在I/O口上需要添加上拉电阻，如果单片机自带上拉，则直接串接即可。从外部器件的选取，电路的复杂度，可维护性方面该模块较U2270B电路有不可替代的优点。  

    采用SL-RFMOD模块的设计，可以大大的降低产品的故障率（器件越多，故障率越高）、返修率。即使需要返修也可以节省大量的维修时间，发现模块的输入，输出故障直接替换就可以了。对维修人员只需作简单的培训就可以，更有利于大面积的推广和销售，节省大量的售后服务的费用。另外模块的化的电路作移植更加容易，产品升级换代PCB布线更简单，并可以节省大量的PCB的面积减少器件数量减少焊接成本。  

    本公司的模块可以大大的降低工程师从事射频应用设计的技术门槛，这样可以有效的简化产品的设计复杂度，提高产品的开发效率，降低产品的开发成本。 

    6．成品率高  

    使用U2270B生产读写设备，由于采用的元器件和工艺的离散特性，很难保证产品的一致性（频率）。出厂以前往往需要对射频频率进行测试，测试不合格还要返回生产线进行维修，这在无形中提高了产品的生产成本。  

    SL-RFMOD模块在出厂以前都经过多道工序的测试和筛选。使用该模块生产的应用产品对射频部分不需要做特别的测试和调整，非常适合大批量的生产，产品的一致性是有保障的。这里讲的一致性是指和射频有关的发射频率、解码效率等。  

    一次成品率的提高和检测工序的简化在批量生产的过程中就意味着更高的经济效益！  

    7．电磁兼容性  

    使用U2270B设计读写设备，数字模拟电路混合布线，选用元器件的经验，布线的经验等方面都会影响产品的性能。本公司拥有多年射频产品开发和电路设计经验，在电磁兼容性方面我们作了大量的测试。公司的产品在电表领域也有应用，使用本公司模块设计的电表产品也已经通过了，技术监督部门的监测。所以公司的模块在电磁兼容性的方面的特性是值得信赖的。  

    8．可靠性  

    主要是从下面几个方面确保公司产品的可靠性的：  

    1．元件选择：公司模块中使用的元器件都是从国际大厂的正式代理处采购，元器件都选用符合工业级要求的型号。电阻，电容都采用三星原厂高品质的阻容（温度，电压特性优良）。  

    2．生产工艺：公司是以设计为主的高科技企业，公司的产品都是委托具有多年代工经验的大厂生产，测试。在产品焊接，封装，出厂各个环节都有严格的质量检测。保证产品的出厂合格率。  

    3．售后保障：公司对产品提供3个月包换，一年保修的质量承诺。公司使用的电容器都是采用的长效电容，不存在长时间工作老化，失效的问题。 

   以上是公司生产的SL-RFMOD模块和U2270B在各种性能上的比较做的简单说明。使用公司的模块设计生产射频卡读写设备，从直接硬件成本上也许没有太大的优势，但公司的方案在各个方面因素结合在一起综合考评的前提下，它的成本优势还是比较明显的。在开发费用、调试费用、维护费用、维修费用等多个方面都是较U2270B有不可比拟的优点的。公司已经成功的和多家三表或门禁厂商建立的合作关系。公司期待着与您的合作。希望我们能共同在三表、门禁锁具、标签识别、设备管理、收费系统等RF应用领域取得进步！ 

    替代原使用U2270B的产品非常简单，只需将SL-RFMOD模块的第5脚（DATAOUT）的连接到原来U2270B的第2脚（OUTPUT）位置，SL-RFMOD模块的第4脚（CFE）连接到原来U2270B的第6脚（CFE）位置即可。  

    单片机的程序不用修改。  

    实际使用SL-RFMOD模块后，比原先U2270B方案省去很多外围器件。