TRF7960与TRF7961：13.56-MHz RFID前端的卓越之选

在当今的科技领域，RFID（射频识别）技术凭借其高效、便捷的特性，在众多行业中得到了广泛应用。而TRF7960和TRF7961作为13.56-MHz RFID模拟前端和数据帧阅读器系统的佼佼者，为工程师们提供了强大的技术支持。今天，我们就来深入探讨这两款产品的特点、应用及相关技术细节。

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一、器件概述

1.1 产品特性

TRF7960和TRF7961具有一系列令人瞩目的特性。它采用完全集成的协议处理，为模拟、数字和功率放大器（PA）部分分别提供内部高电源抑制比（PSRR）电源，有效实现噪声隔离，显著提升读取范围和可靠性。双接收器输入搭配AM和PM解调功能，不仅具备可选的接收器增益，还能实现可编程输出功率（100 mW或200 mW），ASK调制范围可在8%至30%之间灵活调整。内置的接收器带通滤波器拥有用户可选的转折频率，能最大程度减少通信盲区。此外，该器件还具备宽工作电压范围（2.7 V至5.5 V）、超低功耗模式、阅读器间防碰撞功能等。其高度集成的设计大大减少了总物料清单（BOM）和电路板面积，采用超小型32引脚QFN封装（5 mm × 5 mm），并提供丰富的工具和易于使用的高灵活性配置。

1.2 应用领域

TRF7960和TRF7961的应用十分广泛，涵盖了安全访问控制、医疗系统、公共交通或活动票务以及产品认证等多个领域。在安全访问控制中，它能确保只有授权人员才能进入特定区域；在医疗系统里，可用于药品追踪、设备管理等；在公共交通或活动票务方面，实现快速、便捷的票务验证；在产品认证领域，有效防止假冒伪劣产品流通。

1.3 详细描述

这两款器件是集成的模拟前端和数据帧系统，适用于13.56-MHz RFID阅读器系统，支持多种协议，如ISO/IEC 14443 A和B、FeliCa™以及ISO/IEC 15693。通过在控制寄存器中选择所需协议，可轻松配置阅读器。直接访问所有控制寄存器，能根据需要对各种阅读器参数进行精细调整。

该器件支持高达848 kbps的数据速率，所有ISO协议的帧和同步任务均集成在板上。还可通过其提供的直接模式实现其他标准甚至自定义协议。接收器系统采用双输入接收器架构，极大地提高了通信的稳健性，同时具备各种自动和手动增益控制选项。接收到的信号强度可在RSSI寄存器中查看。

MCU与TRF796x阅读器之间的通信可通过SPI或并行接口实现。使用内置硬件编码器和解码器时，收发功能通过12字节FIFO寄存器完成。对于直接收发功能，可绕过编码器或解码器，使MCU能够实时处理数据。

1.4 典型应用

典型应用框图展示了该器件在实际应用中的连接方式和工作流程，为工程师们提供了直观的参考。

二、产品对比与相关信息

2.1 器件对比

通过表格对比了TRF7960和TRF7961在不同协议下的表现，帮助工程师根据具体需求选择合适的产品。

2.2 相关产品

提供了TI无线连接产品、NFC/RFID产品、TRF7960的配套产品以及参考设计等相关信息，方便工程师进行拓展和深入开发。

三、引脚配置与信号说明

3.1 引脚图

给出了32引脚RHB封装的引脚图，清晰展示了各个引脚的位置。

3.2 信号说明

详细描述了每个引脚的功能和特性，包括电源引脚、射频输出引脚、接收器输入引脚等。例如，VDD_A为模拟电路提供内部稳压电源（2.7 V至3.4 V），TX_OUT为射频输出引脚，可选择输出功率（100 mW at 8 Ω或200 mW at 4 Ω，VDD = 5 V）。

四、规格参数

4.1 绝对最大额定值

明确了器件在各种条件下的最大承受值，如电源电压、输出电流、结温等。超过这些额定值可能会对器件造成永久性损坏。

4.2 ESD额定值

给出了人体模型（HBM）、带电设备模型（CDM）和机器模型（MM）下的静电放电额定值，提醒工程师在使用过程中注意静电防护。

4.3 推荐工作条件

规定了器件正常工作时的电源电压、结温、环境温度等范围，确保器件在这些条件下能稳定运行。

4.4 电气特性

详细列出了器件在不同工作模式下的电气参数，如电源电流、带隙电压、稳压电源输出电压等。这些参数为工程师进行电路设计和性能评估提供了重要依据。

4.5 热阻特性

给出了不同封装下的热阻特性和功率额定值，帮助工程师进行散热设计，确保器件在高温环境下的可靠性。

五、详细描述

5.1 概述

典型应用图展示了TRF796x在实际应用中的工作原理。数据传输支持多种编码方式，如ISO/IEC 15693的低电平编码、ISO/IEC 14443 A的修改米勒编码等，并能自动生成起始帧（SOF）、结束帧（EOF）、循环冗余校验（CRC）和奇偶校验位。

接收器系统采用双输入架构，实现AM和PM解调，具备自动增益控制和可选增益功能。通过RSSI寄存器可获取AM和PM调制的接收信号强度。接收器输出为数字化子载波信号，经选定的解码器输出比特流和数据时钟。

5.2 电源供应

器件的正电源引脚VIN（引脚2）输入电压范围为2.7 V至5.5 V，为三个内部稳压器提供电源，输出电压分别为VDD_RF、VDD_A和VDD_X。这些稳压器可通过外部旁路电容进行电源噪声滤波，提供增强的PSRR。

稳压器可自动或手动配置，自动模式为默认配置，能在系统激活时自动设置。在不同的工作模式下，可根据需要调整稳压器的输出电压。

5.3 接收器 - 模拟部分

TRF796x拥有两个接收器输入（RX_IN1和RX_IN2），通过外部滤波器确保标签的AM调制信号至少在一个输入上可用。外部滤波器为RX_IN2输入提供45°相移，以便进一步处理可能出现的PM调制信号。

两个RX输入通过控制位B3（pm_on）在主接收器和辅助接收器之间进行多路复用。主接收器由射频检测级、增益级、带自动增益控制（AGC）的滤波级和数字化级组成，还具备RSSI测量级。辅助接收器主要用于测量调制信号的RSSI。

5.4 寄存器说明

详细介绍了各个寄存器的功能和配置方法，包括主控制寄存器、协议子集寄存器、状态寄存器和FIFO控制寄存器等。通过对这些寄存器的操作，可实现对器件的各种功能控制。

5.5 直接命令

列出了从MCU到阅读器的各种直接命令代码，如复位FIFO、传输数据、调整接收器增益等。这些命令为工程师提供了灵活的控制手段，可根据实际需求进行操作。

5.6 阅读器通信接口

支持并行8引脚接口和串行外设接口（SPI）两种通信方式，两者互斥。通信通过起始条件、地址/命令字进行初始化，数据传输可采用连续地址模式或非连续地址模式。

5.7 并行接口通信

在并行模式下，起始条件在I/O_7引脚的上升沿产生。接收数据时，根据数据长度和FIFO状态，MCU会收到相应的中断请求，并根据IRQ状态寄存器的信息进行数据处理。发送数据前，需先清除FIFO，然后通过连续写命令加载TX长度字节和FIFO数据，数据传输自动开始。

5.8 串行接口通信

使用SPI时，需对并行I/O引脚I/O_2、I/O_1和I/O_0进行硬连线。在接收到IRQ后，MCU需进行虚拟读取以清除IRQ状态寄存器。SPI通信分为有从选择（SS）引脚和无SS引脚两种模式，数据传输需遵循相应的时钟极性和信号变化规则。

六、应用、实现与布局

6.1 应用原理图

提供了并行通信和SPI通信的应用原理图，为工程师进行电路设计提供了参考。

七、器件与文档支持

7.1 入门与下一步

介绍了获取更多TI NFC/RFID器件信息和开发工具、软件的途径，帮助工程师快速入门。

7.2 器件命名规则

解释了器件命名的含义，包括前缀和后缀所代表的产品开发阶段、封装类型和温度范围等信息。

7.3 工具与软件

列举了相关的设计套件、评估模块和软件，如TRF7960A评估模块、TRF7960固件源代码等，为工程师提供了丰富的开发资源。

7.4 文档支持

提供了一系列描述TRF7960和TRF7961器件的文档，如应用笔记、布局设计指南等，并介绍了接收文档更新通知的方法。

7.5 相关链接

给出了TRF7960和TRF7961的产品文件夹、订购、文档、技术资料、工具与软件以及支持与社区资源等相关链接，方便工程师获取所需信息。

7.6 社区资源

推荐了TI E2E™社区，工程师可在该社区与其他工程师交流经验、解决问题。

7.7 商标说明

明确了相关商标的归属，如MSP430、Tag-it等为德州仪器的商标，FeliCa为索尼公司的商标。

7.8 静电放电注意事项

提醒工程师在处理该集成电路时注意静电防护，避免因静电放电对器件造成损坏。

7.9 出口管制通知

强调了在使用和出口产品时需遵守相关法律法规，确保合规操作。

7.10 术语表

提供了TI术语表，帮助工程师理解文档中出现的专业术语和缩写。

八、机械、包装与订购信息

详细介绍了器件的包装信息、尺寸规格、引脚排列等，还给出了订购选项和相关注意事项。

TRF7960和TRF7961凭借其丰富的功能、卓越的性能和广泛的应用领域，为RFID系统设计提供了全面的解决方案。作为电子工程师，我们应充分利用这些特性，结合实际需求进行创新设计，推动RFID技术在更多领域的应用和发展。你在使用这两款器件时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。