TRF7960與TRF7961：13.56-MHz RFID前端的卓越之選

在當今的科技領域，RFID（射頻識別）技術憑借其高效、便捷的特性，在眾多行業中得到了廣泛應用。而TRF7960和TRF7961作為13.56-MHz RFID模擬前端和數據幀閱讀器系統的佼佼者，為工程師們提供了強大的技術支持。今天，我們就來深入探討這兩款產品的特點、應用及相關技術細節。

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一、器件概述

1.1 產品特性

TRF7960和TRF7961具有一系列令人矚目的特性。它采用完全集成的協議處理，為模擬、數字和功率放大器（PA）部分分別提供內部高電源抑制比（PSRR）電源，有效實現噪聲隔離，顯著提升讀取范圍和可靠性。雙接收器輸入搭配AM和PM解調功能，不僅具備可選的接收器增益，還能實現可編程輸出功率（100 mW或200 mW），ASK調制范圍可在8%至30%之間靈活調整。內置的接收器帶通濾波器擁有用戶可選的轉折頻率，能最大程度減少通信盲區。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。其高度集成的設計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 應用領域

TRF7960和TRF7961的應用十分廣泛，涵蓋了安全訪問控制、醫療系統、公共交通或活動票務以及產品認證等多個領域。在安全訪問控制中，它能確保只有授權人員才能進入特定區域；在醫療系統里，可用于藥品追蹤、設備管理等；在公共交通或活動票務方面，實現快速、便捷的票務驗證；在產品認證領域，有效防止假冒偽劣產品流通。

1.3 詳細描述

這兩款器件是集成的模擬前端和數據幀系統，適用于13.56-MHz RFID閱讀器系統，支持多種協議，如ISO/IEC 14443 A和B、FeliCa?以及ISO/IEC 15693。通過在控制寄存器中選擇所需協議，可輕松配置閱讀器。直接訪問所有控制寄存器，能根據需要對各種閱讀器參數進行精細調整。

該器件支持高達848 kbps的數據速率，所有ISO協議的幀和同步任務均集成在板上。還可通過其提供的直接模式實現其他標準甚至自定義協議。接收器系統采用雙輸入接收器架構，極大地提高了通信的穩健性，同時具備各種自動和手動增益控制選項。接收到的信號強度可在RSSI寄存器中查看。

MCU與TRF796x閱讀器之間的通信可通過SPI或并行接口實現。使用內置硬件編碼器和解碼器時，收發功能通過12字節FIFO寄存器完成。對于直接收發功能，可繞過編碼器或解碼器，使MCU能夠實時處理數據。

1.4 典型應用

典型應用框圖展示了該器件在實際應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、產品對比與相關信息

2.1 器件對比

通過表格對比了TRF7960和TRF7961在不同協議下的表現，幫助工程師根據具體需求選擇合適的產品。

2.2 相關產品

提供了TI無線連接產品、NFC/RFID產品、TRF7960的配套產品以及參考設計等相關信息，方便工程師進行拓展和深入開發。

三、引腳配置與信號說明

3.1 引腳圖

給出了32引腳RHB封裝的引腳圖，清晰展示了各個引腳的位置。

3.2 信號說明

詳細描述了每個引腳的功能和特性，包括電源引腳、射頻輸出引腳、接收器輸入引腳等。例如，VDD_A為模擬電路提供內部穩壓電源（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、規格參數

4.1 絕對最大額定值

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、結溫等。超過這些額定值可能會對器件造成永久性損壞。

4.2 ESD額定值

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

4.3 推薦工作條件

規定了器件正常工作時的電源電壓、結溫、環境溫度等范圍，確保器件在這些條件下能穩定運行。

4.4 電氣特性

詳細列出了器件在不同工作模式下的電氣參數，如電源電流、帶隙電壓、穩壓電源輸出電壓等。這些參數為工程師進行電路設計和性能評估提供了重要依據。

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，幫助工程師進行散熱設計，確保器件在高溫環境下的可靠性。

五、詳細描述

5.1 概述

典型應用圖展示了TRF796x在實際應用中的工作原理。數據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，并能自動生成起始幀（SOF）、結束幀（EOF）、循環冗余校驗（CRC）和奇偶校驗位。

接收器系統采用雙輸入架構，實現AM和PM解調，具備自動增益控制和可選增益功能。通過RSSI寄存器可獲取AM和PM調制的接收信號強度。接收器輸出為數字化子載波信號，經選定的解碼器輸出比特流和數據時鐘。

5.2 電源供應

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，為三個內部穩壓器提供電源，輸出電壓分別為VDD_RF、VDD_A和VDD_X。這些穩壓器可通過外部旁路電容進行電源噪聲濾波，提供增強的PSRR。

穩壓器可自動或手動配置，自動模式為默認配置，能在系統激活時自動設置。在不同的工作模式下，可根據需要調整穩壓器的輸出電壓。

5.3 接收器 - 模擬部分

TRF796x擁有兩個接收器輸入（RX_IN1和RX_IN2），通過外部濾波器確保標簽的AM調制信號至少在一個輸入上可用。外部濾波器為RX_IN2輸入提供45°相移，以便進一步處理可能出現的PM調制信號。

兩個RX輸入通過控制位B3（pm_on）在主接收器和輔助接收器之間進行多路復用。主接收器由射頻檢測級、增益級、帶自動增益控制（AGC）的濾波級和數字化級組成，還具備RSSI測量級。輔助接收器主要用于測量調制信號的RSSI。

5.4 寄存器說明

詳細介紹了各個寄存器的功能和配置方法，包括主控制寄存器、協議子集寄存器、狀態寄存器和FIFO控制寄存器等。通過對這些寄存器的操作，可實現對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，如復位FIFO、傳輸數據、調整接收器增益等。這些命令為工程師提供了靈活的控制手段，可根據實際需求進行操作。

5.6 閱讀器通信接口

支持并行8引腳接口和串行外設接口（SPI）兩種通信方式，兩者互斥。通信通過起始條件、地址/命令字進行初始化，數據傳輸可采用連續地址模式或非連續地址模式。

5.7 并行接口通信

在并行模式下，起始條件在I/O_7引腳的上升沿產生。接收數據時，根據數據長度和FIFO狀態，MCU會收到相應的中斷請求，并根據IRQ狀態寄存器的信息進行數據處理。發送數據前，需先清除FIFO，然后通過連續寫命令加載TX長度字節和FIFO數據，數據傳輸自動開始。

5.8 串行接口通信

使用SPI時，需對并行I/O引腳I/O_2、I/O_1和I/O_0進行硬連線。在接收到IRQ后，MCU需進行虛擬讀取以清除IRQ狀態寄存器。SPI通信分為有從選擇（SS）引腳和無SS引腳兩種模式，數據傳輸需遵循相應的時鐘極性和信號變化規則。

六、應用、實現與布局

6.1 應用原理圖

提供了并行通信和SPI通信的應用原理圖，為工程師進行電路設計提供了參考。

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器件信息和開發工具、軟件的途徑，幫助工程師快速入門。

7.2 器件命名規則

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

7.3 工具與軟件

列舉了相關的設計套件、評估模塊和軟件，如TRF7960A評估模塊、TRF7960固件源代碼等，為工程師提供了豐富的開發資源。

7.4 文檔支持

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

7.5 相關鏈接

給出了TRF7960和TRF7961的產品文件夾、訂購、文檔、技術資料、工具與軟件以及支持與社區資源等相關鏈接，方便工程師獲取所需信息。

7.6 社區資源

推薦了TI E2E?社區，工程師可在該社區與其他工程師交流經驗、解決問題。

7.7 商標說明

明確了相關商標的歸屬，如MSP430、Tag-it等為德州儀器的商標，FeliCa為索尼公司的商標。

7.8 靜電放電注意事項

提醒工程師在處理該集成電路時注意靜電防護，避免因靜電放電對器件造成損壞。

7.9 出口管制通知

強調了在使用和出口產品時需遵守相關法律法規，確保合規操作。

7.10 術語表

提供了TI術語表，幫助工程師理解文檔中出現的專業術語和縮寫。

八、機械、包裝與訂購信息

詳細介紹了器件的包裝信息、尺寸規格、引腳排列等，還給出了訂購選項和相關注意事項。

TRF7960和TRF7961憑借其豐富的功能、卓越的性能和廣泛的應用領域，為RFID系統設計提供了全面的解決方案。作為電子工程師，我們應充分利用這些特性，結合實際需求進行創新設計，推動RFID技術在更多領域的應用和發展。你在使用這兩款器件時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。