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NFC硬件设计一般采用NFC控制器芯片,控制器芯片一般包括4个部分:
8 i7 ~/ v5 \- {' R" X电源部分
% ^' o1 U/ G E主控接口" j6 S4 c( P% M/ w
时钟接口4 K; g* u4 h" k# A- z
天线匹配电路) e* M; J9 {2 L/ H
0 P0 @1 r* c% G% I1 D) @! b4 A7 C其中电源部分、主控接口、时钟晶振部分比较简单,可以参照芯片手册进行设计。本篇文章重点介绍下NFC天线的设计。 天线设计包括天线部分和匹配电路部分。' U9 H w: H. b }+ b1 t7 A
ISO/IEC14443定义了六类天线,对每个NFC设备,需认真设计天线部分保证最佳性能。* p7 D% @- K7 K8 U0 D' s
其中天线部分的串联等效电路如下所示:
; ^6 d/ C# u( ~. a9 Q其中L a L_aL 9 ?2 @) W: C3 X* N
a
9 }* O4 q: R+ w% G 表示线圈的电感量,R a R_aR
5 o( H6 y( ~! ?8 p7 a/ Y3 Sa& D5 v, v! d& W0 D! x; f! S# K+ R
表示线圈的电阻,C a C_aC
+ a! | R- u; X. \2 ~3 ka; j- H2 X. `) P ?" z
表示等效电容。2 N' ^7 E5 _- U) a8 x( v
典型推荐值:
/ A8 A9 r' q2 R! {7 d+ eL a L_aL
N; m+ f6 t2 aa
/ ~6 g& u) l: j4 @0 J =0.3…3uH
! T1 U7 i* r/ w/ t" WR a R_aR
+ C! p; R# M/ r& s& a* j; F8 W( `0 Ea6 R2 F8 s& ~4 X
=0.3…2Ω/ Q" ^; t. I* g
C a C_aC
3 z+ w C: @) wa
# T3 u. q' P) y+ } =3…30pF7 X. W* w! c r) w& Z, H
要使得天线工作于13.56MHz,可以在天线外部并联或串联一个电容,电容与电感组成LC谐振电路,调整串联/并联电容的大小使得谐振频率为工作频率13.56MHz。
, D, o2 r( _% Z- w7 T9 U0 S0 INXP公司的NFC天线电路如下:
0 |$ M, j4 H4 f. K其中L0、C0是低通滤波器,滤除晶振的高次谐波。C1、C2是匹配电路用于工作频率和输入阻抗。R s R_sR
5 c" \4 p0 @1 f3 a% @- Gs. a5 s9 S1 P0 u% @) B# D5 o
是串联电阻,用于调整天线的Q值与带宽。关于匹配电路的器件值具体选定,推荐NXP的NFC Antenna Design Tool。只需要把天线参数输入进去,匹配值就自动计算出来,使用非常方便,如下示意:
# X! C/ F# C9 q, ~* c0 \: h
* u- l& q8 @4 S& u5 l+ Q- ~
————————————————5 c/ n8 T6 P& Q" ?
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