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根据式（2）可以推算出天线线圈的等效电感，再根据式（1）可以计算出并联电容的理论值。

为了补偿电路板加工偏差以及电路中其他参数的不确定因素，消除线圈计算值与加工后实际值之间的误差，线圈匝数预留3.5、4.5圈可选的跳线。调试时根据实际测量结果，确定并联电容的容值和线圈的具体匝数。

2.4.2天线调试

验证平台电路板加工、焊接完成后，使用阻抗分析仪测量天线的实际电感值，本次测到的天线线圈的电感值近似为2.9 nH；根据式（1）重新计算并联电容的值为47.55 nF，校正理论计算与加工后实际值之间的偏差。

并联电容值确定后，使用矢量网络分析仪测量天线的谐振频率。根据谐振频率的偏移情况，逐步增加或者减少线圈匝数，直到达到指定的谐振频率13.56 MHz.

根据矢量网络分析仪的测量结果显示，本次天线能成功谐振在13.56 MHz，此时线圈匝数为4，并联电容大小为47 nF.图6、图7为矢量网络分析仪测量的谐振图。


图6 幅频特性图

图7 特性阻抗图

3测试结果

FPGA原型验证平台经过器件选型、硬件设计、数字逻辑单元的移植实现以及系统调试后，能够与支持ISO/IEC15693协议的阅读器进行稳定通信。图8显示了阅读器下发查询（Inventory）命令时空间场波形信息；图9显示了阅读器下发查询（Inventory）命令时，标签收到的时钟信号（clk）、解调信号（demo_data）以及标签返回的调制信号（modu_data）波形。


图8 命令空间场波形图


图9 标签介绍命令、返回数据波形图

本文结合RFID芯片的设计特点，描述了一种FPGA原型验证平台的设计，支撑无源高频RFID芯片的FPGA原型验证。经测试表明，该验证平台能够实现ISO/IEC15693协议中的通信功能，能与多款阅读器进行稳定的通信，读写性能优异，稳定性、可靠性都能达到预期的效果，满足标签芯片FPGA原型验证的需求。

本文设计的FPGA原型验证平台还可以作为电子标签芯片的原型设计提供给客户试用，提前进行软件开发；还可以提前进行第三方的认证工作。另外，该验证平台对于符合其他协议标准的RFID芯片的验证平台的设计也有很好的参考价值。

关键词： FPGA RFID芯片 AFE