Forum: HF, Funk und Felder Resonanzmessung RFID passiv


von Stefan (Gast)


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Hallo zusammen,

ich hab eine Frage zu einem Messverfahren dass ich vor kurzem gesehen 
habe. Es geht um die Messung der Resonanzstelle einer RFID-Karte, wie 
sie z.B. bei Firmenausweisen vernwendet wird.

Das Messystem besteht aus einem Softscope mit 2 Kanälen A und B. An 
beiden Kanälen hängen Schleifen/Spulen dran, wobei beide 
unterschiedliche Abmessungen haben. Die Schleifen sind übereinander 
verbaut, über diesem aufbau wird der Ausweis gelegt. Wenn das nun 
passiert, sieht man mittels der Softscope Software und FFT-Option die 
Resonanzstelle im f-Bereich.

Also ehrlich gesagt, ich versteh es nicht wie es funktioniert. Mein 
Verständnis von RFID: Der Reader ist aktiv, sprich er baut über die 
Schleifen ein H-Feld auf, das in der Antenne des Ausweises einen Strom 
induziert. Die Ausweisantenne ist über einen parallel-C so abgestimmt, 
dass dort Resonanz auftritt usw. und sofort.

DA fängt bei mir das Problem schon an, bei der Resonanzmessung ist ja 
keine Source/Quelle vorhanden???? Ein Softscope ist ja ain Oszi, es 
misst ja Spannungen im Zeitbereich?!?!?? Der Ausweis ist auch passiv!

Zweites Problem, warum werden 2 unterschiedliche Antennen/Schleifen 
verwendet für die MEssung?

Für Denkanstöße bin ich dankbar,

euer Stefan

von Ulrich (Gast)


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Wenn man empfindlich genug misst, könnte das Rauschen aus der Umgebung 
als Anregung reichen.  Ohne den RFID Chip sehen beide Spulen das selber 
Signal aus der Umgebung. Mit der RFID Karte in der einen Spule verändert 
sich die Empfindlichkeit der einen Spule und es entsteht eine ggf. auch 
nur kleine kleine Differenz zwischen den beiden Kanälen.

Wieso hier allerdings unterschiedliche Spulen genommen werden sollen, 
kann ich auch nicht sagen: logisch wären 2 möglichst gleiche, ggf. auch 
gleich hintereinandergeschaltet.

von Purzel H. (hacky)


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Wie man das macht ... Einen Generator, der die Frequenz durchfahren 
kann. mit dem generiert man zB 5mA in einer Spule. Auf diese Spule legt 
man die Karte, auf der anderen Seite der Karte kommt eine andere sSpule, 
die misst nur eine Amplitde. Bei Resosnanz wird man da eine Ueberhoehung 
messen koennen.

von Stefan (Gast)


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Milli Oschi schrieb:
> Wie man das macht ... Einen Generator, der die Frequenz durchfahren
> kann. mit dem generiert man zB 5mA in einer Spule. Auf diese Spule legt
> man die Karte, auf der anderen Seite der Karte kommt eine andere sSpule,
> die misst nur eine Amplitde. Bei Resosnanz wird man da eine Ueberhoehung
> messen koennen.

JA nur ist hier kein Generator im Spiel! Ausserdem, eine KArte ZWISCHEN 
zwei Spulen, das wär ja dann ein etwas seltsamer Reader?!

Ulrich schrieb:
> Wenn man empfindlich genug misst, könnte das Rauschen aus der Umgebung
> als Anregung reichen.  Ohne den RFID Chip sehen beide Spulen das selber
> Signal aus der Umgebung. Mit der RFID Karte in der einen Spule verändert
> sich die Empfindlichkeit der einen Spule und es entsteht eine ggf. auch
> nur kleine kleine Differenz zwischen den beiden Kanälen.
>
> Wieso hier allerdings unterschiedliche Spulen genommen werden sollen,
> kann ich auch nicht sagen: logisch wären 2 möglichst gleiche, ggf. auch
> gleich hintereinandergeschaltet.

Wirklich das Rauschen als Quelle? Ja, die beiden Spulen sind 
unterschiedlich groß. Würde sagen, die eine ist ca. doppelt so breit wie 
die andere, nur nocht ganz so hoch.

Ich kapiers nicht, auch hab ich ein Zeitsignal, periodische (?) 
NAdelimpulse gesehen am Oszi...aber ich wüsst bei Gott nicht woher die 
kommen. DA war nur ein Oszi mit 2 Kanälen und die beiden Spulen, sonst 
NICHTS.

von branadic (Gast)


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Ganz sicher, dass du wirklich das gesehen hast was du glaubst gesehen zu 
haben?
Zunächst, Sendeantenne und Empfansantenne müssen nicht übereinander und 
die Karte zwischen ihnen angeordnet sein.
Die kleine Antenne könnte der Sender sein, die große Antenne der 
Empfänger, in jedem Fall wird man bei einer solchen Anordnung ebenfalls 
ein Signal in der Empfangsantenne registrieren können.
Ein Sweep/Scan ist ebenfalls nicht zwangsläufig notwendig. Angenommen 
die eben definierte Sendeantenne wird mit einem Impuls beaufschlagt, so 
wird man in der Empfansantenne ebenfalls diesen Puls sehen und dem 
überlagert die Resonanzfrequenz des passiven RFID, als ausklingende 
Schwingung. Man könnte das System aber genauso gut auf eine Antenne 
herunterbrechen und sie als Sende- und Empfangsantenne verwendet.
Das empfangene Signal wird mit entsprechender Abtastrate digitalisiert 
und mittels FFT die Frequenz der ausklingenden Schwingung ermittelt. 
Optimalerweise schneidet man die Zeit des Pulses weg. Soll die 
Frequenzsauflösung erhöht werden kann man mit Zeropadding arbeiten und 
so die Aufnahmezeit verlängern.

branadic

von Stefan (Gast)


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branadic schrieb:
> Ganz sicher, dass du wirklich das gesehen hast was du glaubst gesehen zu
> haben?
> Zunächst, Sendeantenne und Empfansantenne müssen nicht übereinander und
> die Karte zwischen ihnen angeordnet sein.
> Die kleine Antenne könnte der Sender sein, die große Antenne der
> Empfänger, in jedem Fall wird man bei einer solchen Anordnung ebenfalls
> ein Signal in der Empfangsantenne registrieren können.
> Ein Sweep/Scan ist ebenfalls nicht zwangsläufig notwendig. Angenommen
> die eben definierte Sendeantenne wird mit einem Impuls beaufschlagt, so
> wird man in der Empfansantenne ebenfalls diesen Puls sehen und dem
> überlagert die Resonanzfrequenz des passiven RFID, als ausklingende
> Schwingung. Man könnte das System aber genauso gut auf eine Antenne
> herunterbrechen und sie als Sende- und Empfangsantenne verwendet.
> Das empfangene Signal wird mit entsprechender Abtastrate digitalisiert
> und mittels FFT die Frequenz der ausklingenden Schwingung ermittelt.
> Optimalerweise schneidet man die Zeit des Pulses weg. Soll die
> Frequenzsauflösung erhöht werden kann man mit Zeropadding arbeiten und
> so die Aufnahmezeit verlängern.
>
> branadic

Hallo Branadic,

Klingt ja auch logisch deine Vermutungen. Ich bin mir jedoch SICHER dass 
hier kein Generator dran war!!! Nur das Oszi. Kann das irgendwie als 
Anregung dienen? Und bevor einer fragt....es war zu 100 ein Usb 
Softscope und keine Source :-)

Was ich nicht bei deiner Aussage verstehe...die Zeit des Impulses 
wegschneiden?


Strefan

von branadic (Gast)


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Stefan schrieb:
> Ich bin mir jedoch SICHER dass
> hier kein Generator dran war!!! Nur das Oszi.

Ein Sampler ist auch nur ein Oszi und hat dennoch einen Generator 
integriert, vielleicht hat es sich beim "Softscope" um soetwas 
gehandelt?

Ich kann mir nur schwer vorstellen, dass das Umgebungsrauschen zur 
Anregung ausreichend sein sollte, dazu müsste die Güte des RFIDs doch 
schon verdammt hoch sein.

Stefan schrieb:
> Was ich nicht bei deiner Aussage verstehe...die Zeit des Impulses
> wegschneiden?

Wegschneiden, ausblenden, nenn es wie die magst. Ursache ist, dass im 
Puls viele Frequenzanteile stecken, die das Ergebnis der FFT 
beeinflussen, daher den Puls für die Auswertung ausblenden und nur die 
reine Antwort auswerten.

branadic

von Maik H. (Gast)


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Es gibt von der Firma Picotech auch Softscopes mit eingebautem 
Arbiträrgenerator (kleine blaue Kiste, die genauso aussieht wie deren 
Scopes - 2 Eingangskanäle und ein Arbiträrgeneratorausgang). Da ich auch 
grade RFID Transponder testen will, bringst Du mich damit auf eine auch 
interessante Lösung, da die üblichen HF- Signalgeneratoren meist mit 
etwa 15dBm nicht ausreichend Leistung bereitstellen.

Zum Testen der Resonanzfrequenz kann man das ganze auch mit einer 
Koppelspule an einem Netzwerkanalysator vermessen. Unglücklicherweise 
reicht dann jedoch meist die Leistung nicht aus, um den Transponder 
wirklich zum Arbeiten zu bringen (Gleichrichter durchsteuern, Chip 
versorgen). Bei wirklich arbeitendem Transponder reduziert sich nämlich 
die Güte und die Resonanzfrequenz wandert aufgrund der zusätzlich 
wirkenden Kapazitäten.

Das Vorgehen mit den Zwei Spulen ist z.B. in der ISO 14443 zum Test von 
Transpondern definiert. Soweit ich mich erinnere, wird die zweite Spule 
zum überprüfen der Feldstärke verwendet, vielleicht findust Du die Norm 
ja im Internet ;).

vg

Maik

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