侵权投诉

订阅
纠错
加入自媒体

一文教你NFC匹配电路与滤波器设计

2021-07-15 10:32
硬件大熊
关注

13.56MHz NFC通过近场耦合来传输电磁信号,电流流过读写器的天线时产生正比于线圈匝数、面积的磁场,时变的磁场穿过NFC卡片线圈的闭合空间又会产生感应电压,由此进行能量、信号的传输。NFC基本电路框架中,我们测量、计算出NFC天线的等效电阻Rant、等效电容Cant、等效电感Lant,为了使芯片输出的射频信号能最高效率地传输到天线端,需要设计匹配电路与天线共轭匹配——

1. 用矢量网络分析仪测量天线线圈

在《NFC天线工作原理、设计》中,我们已经介绍了如何测量、计算天线的等效电阻Rant、等效电容Cant、等效电感Lant;

2. 定义目标阻抗和Q因子

a.不同应用对应的目标阻抗不同,例如电池设备因为功耗小,目标阻抗可以定义在50-80ohm,有些芯片会对目标阻抗与发射电流值做出数据建议

b.Q因子取决于整体系统和框架条件,Q值越小,天线的稳定性越好,失谐较少,Q值越高,场强越高

3. 定义EMC滤波器

EMC滤波器包含了电感L、电容C,截止频率定义了整体失谐情况以及天线电路的传递函数。如下为二阶低通滤波器,截止频率的计算遵循

滤波器中,需注意电感在最大电流值的情况下不会进入饱和状态,且电感的Q值应尽可能高。该部分设计中,电感L范围常见为:330nH-560nH,截止频点需要高于13.56MHz

4. 计算匹配电路元件值

截止目前,我们所拥有的参数值有:

天线的参数值:等效电阻Rant、等效电容Cant、等效电感Lant

预设值:目标品质因子Q、目标阻抗Rmatch

EMC滤波器参数值:L1、C1

为避免复杂的运算,可使用NXP公司的一份计算表格,将上述的值填写后,由设定好的公式计算出匹配电路理论推荐值。

表格下载路径,文末获取——

5. 焊接并测试

将计算的理论值元件焊接在电路相应的位置,连上天线,在TX1、TX2之间利用矢量网络分析仪做实际的测试。一般理论分析与实际的效果会有偏差,因此需要再对器件的参数值再做微调。

综上,我们所做的测量、计算、实际调整,最终所要考究为如下三个因素:

1.在天线电流一定的情况下,产生的磁通量满足工作距离;

2.足够的带宽,可以无失真地传送用于数据调制的载波信号;

3.功率匹配,即与匹配电路达到共轭匹配,最大程度传输可用能量。


更多交流,可关注微信公众号:硬件大熊

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

技术文库

电子工程 猎头职位 更多
文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号