1.基本原理
以FMXXXX为例子
学生时代使用TI的TRF7960,基本上超的都是demo,没有去分析具体的原理但是出于成本考虑,选择了NXP的芯片,和国产复旦微电子的FM17550(支持TYpeA 和Type B的)。作为13.56MHz发射频率的刷卡要求,基本后来由于成本的控制选择了NXP的芯片和某国产芯片的FMXXXX,是符合Type A和Type B的类型(TypeA和TypeB具体的协议以后再说)。这块芯片手册可以去alldatasheet上下载。但是调试起来真的很烦。其实射频发射和接收不需要太专业的电子知识,只需要用常规的电子分析方法,配合一点射频的就可以分析了。
1.基本原理
首先,说一说13.56Mhz的发射电路,一般我们看到这种天线载波电路的构成都是差不多这种形式,所以我,先描述一下,基本上看到图发现了电路的一个对称结构,这也是发射原理决定的,比较好的设计时,中间的R5不会流过电流,只有一个虚地的作用,电流从R4出来到R7回去(这里可以用示波器看到R4端和R7端的波形,相差180度相位,可以理解为“差分”的形式)。内部芯片的设计原理也是要求电流从TX1出回到TX2,而天线端R5仅作为虚地。
2. 电路其实并不复杂,分成两个方面去分析:发射电路和接收电路。
先讲接收电路,接收电路主要是经过(C2,C3的只能选择一个,匹配的地点不同),回到RX端,芯片内部进行解码
3. 发射端比较复杂,13.56Mhz的波形首先需要经过TX1和TX2端输出的方波,由于方波中包含了高次谐波,所以L1和L2,C5和C8形成LC滤波,和芯片内部构成选频电路,是在C4和C11左端的只剩下了13.56M的信号,设计过程中发现了辐射频点超标,超标的频率恰巧是13.56M的N倍频,因此怀疑了滤波的电感存在问题,此时可以调大电感或者减小电容C5和C8的值。f和L
C之间的关系不难判断。
C4和C11,C6和C9,C7和C10作为匹配电容,天线的绕法注定了天线是电感,LC谐振的原理,必须要求后端要有匹配电容,电容不像电阻一样可以有很多的值可以选,电容只能预留出焊盘,做容值的加减。
匹配电容值(C7和C10,C6和C9)完全对称,值要相同,按照目前的天线设计,基本上总的电容值在100-230pf之间,不同的容值换上,刷卡的效果完全不同。
这里还要注意L1和L2的PCB布局,由于两个电感性质,为了避免电磁感应,千万不能两个平行放置(不排除一些处女座的,或者一些妹子为了追求空间上美观),应该是两个布局像C5和C8一样放置,这样就可以排除右手定则了。