低頻磁通信技術(LFMC)是有別于高頻(RF)通信和紅外通信的又一種簡單可行“無線”通信手段，非常適合某些近距離傳輸數據應用，其主要優(yōu)點有：
·極佳的磁穿透能力，可以穿透諸如水、水泥、塑料等一類非磁性材料。
·有限的但精確的控制距離，傳輸距離短即是缺點，又是優(yōu)點，對某些特定的應用十分有用。
·低頻設計技術，即可使用一般的運放、晶體管和其它積木塊，電路的制作和檢測也相對容易。
·低功耗，尤其在接收器一側，還可通過磁耦合輸送能量，實現(xiàn)無電源設計。
·低成本，使用可靠的無源LC諧振回路收發(fā)電路。
LFMC鏈路
LFMC是通過兩個低頻諧振回路實現(xiàn)連接的，主要是利用磁耦合技術，這與RF通信利用磁波傳送信號有著本質上的差別。磁力線能穿透水、水泥、塑料等非磁性介質，信號衰減緩慢且不易畸變。在LFMC設計中，通常使用LC串聯(lián)諧振回路作為傳輸源，信號檢測則采用并聯(lián)諧振回路。為了增加靈敏度，發(fā)射 (TX)回路和接收(RX)回路諧振頻率是相同的，此外，靈敏度還依賴于線圈平面之間的角度，因為磁力線垂直穿過線圈時靈敏度最高。
對多數LFMC應用，RLC諧振頻率設在125KHz，電流通過線圈產生磁場，對單個線圈(圖1)，可以利用下式來計算距離輻射線圈P點的絕對磁場強度Bp：
式中，wo是諧振頻率(Rad/s)；I為電流(A)；N為線圈圈數；a為線圈的直徑(m)；r為自線圈的距離(m)。由上式可知，當距離r>>a時，磁場隨r3而衰減。為實用起見，可將上式用電感上電壓VL來表示：
對一個RLC串聯(lián)諧振回路，常見的計算公式有：
注意，R表示諧振回路的總損耗，上述各式可計算諧振頻率，最大電壓與電流以及3dB帶寬。
數據格式
在設計LFMC系統(tǒng)時，還必須選擇一種數據調制格式。開—關鍵控(OOK)是一種最簡單的調制格式，信號按接通或切斷磁場信號源進行調制。由于脈沖信號的建立與衰減有一定的上升時間和下降時間，這是考慮波特率的主要因素，實用值取400mS或更長一些。其它考慮因素是接收器的設計和AGC電路的拓撲結構。
更有效的調制方案有曼徹斯特碼、PWM和PPM(脈沖周期調制)，它們之間的差別見圖2。曼徹斯特碼的優(yōu)點是重復周期恒定，數據速率更有效。另一方面，PWM編碼可簡化接收器譯碼電路并改善誤碼率。考慮到通信電路是在噪聲環(huán)境中工作的，因此無論采用那種編碼格式，在實現(xiàn)通信協(xié)議時都要設置糾錯方案。
驅動電路
驅動諧振回路的最有效方案是D類放大器，半橋式或全橋式。半橋式結構(圖3)具有成本低和容易實現(xiàn)的優(yōu)點。上面已提及，發(fā)射側采用串聯(lián)諧振回路，且必須是高Q值諧振回路，這樣，雖然驅動電路用方波激勵，但通過電感線圈的電流絕大部分是基波分量。實現(xiàn)高Q值諧振回路，低容差、高品質電容是關鍵，我們可以選用質量好的聚酯薄膜電容，耐壓在400V~600V之間。
為了提高波特率，必須加速導通和關閉響應，圖4是實現(xiàn)上述目的的改進電路，在此電路中采用全橋結構，并加入嵌位電路。全橋電路能加速上升時間，當幅度上升至滿幅時，電路仍處于全橋結構。例如采用TC442 FET驅動電路，上升時間僅為40ms，比半橋式120ms快了很多。嵌位電路使用一個雙向可控硅器件，在驅動電路關閉時讓諧振回路放電，雙向可控硅通常在零電壓處點火，可減少EMI輻射。嵌位電路還有一個好處，就是能取消AGC電路，從而簡化接收器的設計。
電路實例
實際驅動電路(圖4)由TC4422(U2)和TC4421(U3)組成，U3是倒相放大器，U2則是同相放大器。U3是主要半橋驅動器件， U2僅在導通時使用。在導通的前5個周期，U2和U3圖騰結構用作全橋驅動電路，此時U2和U3通過RB3由PWM電路輸出驅動，RB4則用作輸入，因而對U2輸入信號沒有任何影響。在5個初始周期后，驅動器轉換為半橋結構，這是通過將RB4從輸入改變?yōu)榈碗娖?零電平)輸出實現(xiàn)的。這對U3工作沒有影響，而將U2接地。當不需要快速上升時間時，也可以省掉U2，以增加電路的效率。
驅動信號直接用PIC微控制器的PWM單元產生，本設計使用PIC 16F628，時鐘頻率20MHz，為了得到125KHz工作頻率，只需將其定時器2預定標為1，設定PR2寄存器為39，就可得到8ms周期信號。要想獲得50%空度比的輸出，將CCPR1L設置為14，CCP1CON從<5：4>設置為<0:0>。
串行通信由PIC 16F628 的UART實現(xiàn)，電平變換則用MAX232完成。CTS和RTS數據控制分別通過RB6和RB5輸入。
結語
LFMC技術多用于射頻標識和數據采集傳輸，而最近有報道，日本一家 公司為了提高集成電路內部數據傳輸速度，在芯片內層與層之間采用無線傳輸技術，使用的正是磁耦合技術，這為LFMC應用揭開了新的篇章。