NFC電路匹配實例

很多朋友后臺私信我,要有一個手把手的實例演示就好了,剛好一個智能鎖的項目,刷卡距離只有3mm左右,需優化刷卡距離.這次調試記錄了調試過程的所思所想,歡迎批評指證.

一.NFC電路的原理圖和PCB

二.開始調試

調試步驟如下:

1)確定NFC芯片最佳工作阻抗

2)設計天線線圈，測量天線線圈的等效電路參數

3)根據Q值或帶寬要求確定串/并聯電阻的阻值,后多時候,用串聯電路就可以了, 并聯電路 是串聯電路的轉換,文章只對串聯電路進行說明.

4)根據需要濾除的高次諧波分量，確定LC結構EMC濾波器 的截止頻率，計算EMC濾波器的L、C值

5)計算阻抗變化電路中的電容容值實現共軛匹配

6)實際測試與參數調整

1.確定NFC芯片最佳工作阻抗

本次調試的項目NFC用的是FM5114B,從規格書中,未能找到TX1,TX2的阻抗,通過電話聯系FAE,才告知,TX1,TX2兩端的阻抗為25R左右,并發了一份參考文檔,也是要求在simth圓圖的25R附近.

2.設計天線線圈，測量天線線圈的等效電路參數

在測試量之前網分要先較準,并且補償射頻饋線的時延,去掉C17,C18,斷開C13,C14,在C13,C14的左側焊接饋線.測試數據如下:

本測試測試,用的是lite VNA,

天線數據:1.92+j80.44R

由此Q=80.44/1.92=41.89

這個天線的電阻有點大啊!這個NFC的天線和控制芯片是通過接口座相連接的,可能和這里有關系,多次測量還是這個結果.

Q值在42左右,還是可以的,需不需調整帶寬,到實際測試距離的時候調整,FAE說他家的Q值一般在36左右,***,就是這樣,規格書好多參數找不到,靠溝通才能獲得.

3.MC濾波器的L、C值

網上LC計算截止頻率:

這個值有點小,波電路的截止頻率太了,13.56+0.007+0.8475=14.4145MHZ,電容由560PF改為470pf.

4.計算阻抗變化電路中的電容容值實現共軛匹配

1)先測試芯片和濾波電路的阻抗,

取下芯片,在TX1,TX2間焊47/2=23.5R,(我這里沒有25R的電阻,)斷開C13,C14,在C13,C14的右側焊網分線,測得如下圖:

Z=55.64-j40.33R

2)下面從天線數據:1.92+j80.44R,經過匹配后要得到的數據:Z=55.6+-j40.33R(注意器件的串并聯轉換)

3)用SIMTH圓圖仿真:

先并120PF,再串30pf

4)simth圓圖只能作一個調整趨勢判斷,實際值會與這個有區別:

實際元件值C17,C18焊220pf，才能移到VAN上合適的位置,串82PF,才能接近共軛.

5)驗證測試:

a.發現距離已經調到了1.5cm,將串聯電阻R11用1R代替,距離有所增加,接近1.8cm

b.所有的值調好后,我們去掉并聯的兩個47R,測試在沒有芯片的情況下,整個鏈路的阻抗.M2的阻抗為:Z=26.33+j14.38R S11也很不錯.