一、应用介绍

      RFID（Radio Frequency Identification），全称为射频识别技术，是一种无线通信技术，通过无线电讯号自动识别特定目标和读写相关数据，读写速度快、数据容量大、使用寿命长等优势使其在物联网领域获得广泛的应用。

     RFID基本组成部分：

     标签：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有独特的电子编码、附着在物体上标识目标对象。

     读写器：由耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备

     天线：在标签和读写器之间传递射频信号

     RFID的工作频率分为低频、高频和超高频，常用频段在125KHz、 13.56MHz、900MHz、2.4GHz，主要应用场景包括了学校、企事业单位、银行、医院、铁路轨道交通等，根据应用的不同，标签类型可分为有源和无源，其读卡器设计也有所不同。

二、测试项目

      RFID测试主要是对读写器和标签之间通信的无线电讯号进行测量，以此评估RFID读写器的工作状态和性能指标。

       本次测试对象是低频RFID读写模块，射频信号频率125KHz，支持识别EM4001/4002及兼容的ID卡。当识别到ID片时，模块TXD管脚会输出卡号信息，信号类型为TTL-RS232信号。

三、测量目标

      射频信号的载波频率，输出功率，占用带宽，信道功率等

四、选用仪器

      选用鼎阳科技SSA3000X频谱分析仪，SPD3303X-E线性直流电源和SDS1204X-E超荧光示波器，分别用于测量、供电和信号解码。

五、连接方法

      先将RFID读写模块和发射天线焊接，并将VCC、GND和TXD管脚分别引出导线便于连接。

     然后将电源、示波器探头分别按照对应的管脚连接好。

     同时通过一个射频采集天线和BNC转接线，将读卡器的信号引入SSA3000X的射频输入端口，观察并测量信号的频域参数。

六、测量内容

      频率测量和功率测量：

     SSA3000x的频谱分析仪的功能设置为：CF=125kHz，SPAN=10KHz，RBW=30Hz，测得信号频率为125.373KHz，信号功率为-58.04dBm。被测系统是RFID读写器，处于向标签发送识别信号的状态。

      从测量结果可以看到，实际信号的频率中心和读写模块设定的额定中心频率有一定的误差，称为发射频点误差。

    1、占用带宽：

     先积分计算整个扫宽内的功率，然后根据设定的功率比计算出此比例功率所占带宽。如下图，在10KHz的扫宽范围内，功率比为99%的占用带宽为240Hz。

     传输频率误差：通道中心频率与频谱仪中心频率之差，差值为-13Hz。

    2、信道功率：

    测量积分带宽500Hz内的功率，为-59.84dBm，同时将积分带宽内的功率归一化到1Hz得到功率谱密度数值为-86.83dBm/Hz。

     3、频谱监测：

     用色温表示频谱的能量 

      另外SSA3000X系列频谱仪还可测量三阶交调、时域功率、邻道功率比等，由于此为低频读写模块，测试较为简单，暂不做上述分析。 

七、示波器解码

      使用ID卡对读写模块进行测试，当ID卡在读写模块天线处被感应时，读写模块收到信号，会从蜂鸣器、LED灯和TXD管脚分别输出信号。

     用SDS1204X-E示波器标配的串行总线解码功能对TXD输出TTL-RS232信号进行解码。

    1、解码设置：

     波特率9600bps，无校检位，数据8位，1停止位，空闲电平为高电平，比特流格式LSB，解码输出ASCII码。

      解码输出10位卡号为1400903AA9。

     用多个ID卡测试，发现此读写模块输出正常：图片图片

       但是由于此读写模块工作频段为低频，射频输出功率小，检测ID卡的距离十分有限，约只有五厘米。 

八、测试总结

      以上就是关于低频RFID的简单测试流程。低频RFID主要应用于低端技术范围内，技术要求和测试流程相对简单。高频和超高频RFID测试标准更加注重信号质量，即需要对信号进行IQ解调曲线和数据分析，ASK/FSK解调分析等，敬请期待下一期鼎阳智库文章。 

九、文末彩蛋

      在进行上述RFID测试过程中，我发现了一个现象，当ID卡被读写模块天线感应时，读写模块输出功率极低甚至消失，这个是什么原因？

      该文章来源于“鼎阳硬件设计与测试智库”