读卡天线线圈

只看该作者 · 2017-1-8 16:24

如图，天线线圈作如下修改，电性能会相应发生什么变化?

1、将天线面积加大或减小
2、天线的圈数增多或减少
3、天线的走线宽度加大或减小，走线间距加大或减小

只看该作者 · 2017-1-8 16:25

只看该作者 · 2017-1-8 16:26

只看该作者 · 2017-1-8 16:27

@HWM

只看该作者 · 2017-1-9 09:10

频谱分析仪实测.

只看该作者 · 2017-1-9 13:46

@jz0095 @chunyang

只看该作者 · 2017-1-9 16:37

本帖最后由世界心于 2017-1-9 16:39 编辑

额。。。楼上的在瞎扯吧。
射频天线主要的要求是在某个使用频率上达到阻抗匹配就可以了。通常就是50欧姆。走线的宽度、沉铜的厚度、板材的选取、以及线圈大概的面积通常决定了线圈的距离和圈数。可能你改了线圈的圈数之后阻抗就变了，或者减小了面积同样工艺下阻抗也变了。所以，如果要自己设计天线的话需要结合仿真、实际工艺，反复打样测试。现在射频基本工作在载波13.56MHz，很多公司做好了现成的天线封装，楼主可以尝试参考一下。

附件中有一个天线封装，是修改后的NXP PN512的芯片天线。电路板打样沉铜1盎司、板厚1.6mm，使用PN512常规发射功率下，读卡距离7cm。楼住可以拿去试一下

1万 · 2017-1-10 00:05

天线是拿来读卡的，自然是按照卡的大小定尺寸；
我是锯开一个卡，看看卡里面的线圈有多大尺寸，然后我的天线差不多跟它一样大小，按道理这样耦合应该是最强吧。。。

只看该作者 · 2017-1-10 07:33

如同传输线变压器是传输线、变压器原理的组合一样，这里是天线、电感原理的组合。即，既不是单纯天线的原理，也不是单纯电感的原理。具体效果，常需要由实验确定。
我曾经做过类似的组合原理的对比。
如果将多节LC阻抗变换电路一字排开，多节地线间将有“电长度”，即“不共地”，各个节点的阻抗变化规律与在阻抗圆图上的仿真一致，这里称结果具有“电长度效应”。
当把这些元件盘入一块小电路板，并且双面布元件后，我做了元件位置相同下的两种电路对比：
1. 按“不共地”原则划割地线，各节点阻抗仍旧呈现“电长度效应”。
2. 地线“共地”，即地线不被划割，前后节地线共地，各节点阻抗的“电长度效应”消失，通过调节元件参数仍可以达到相同的结果。

对于你的读卡器线圈，如果按天线原理计算长度，对于13MHz附近的频率，板上的波长就要将近20米。细线、密布增加了线长度，细线升高了线阻抗，密布的耦合又可以降低线阻抗，。。。
综合的效果难以说清，可以通过测量对比优化结果：频谱仪接一个接收线圈，接收不同结构卡片线圈发出的信号，比较信号强度、确定方案。

1万 · 2017-1-10 07:43

电子0 发表于 2017-1-8 16:25

楼主爱错啦！
@ＯＴＢ

只看该作者 · 2017-1-10 15:11

读卡器的线圈属于磁场的近场谐振耦合器件，它发射的是磁场，接收的也是磁场，与通常工作于辐射状态的通信天线并不完全是一回事。这种线圈最重要的是它的电感量及分布电容和外接谐振电容组成的谐振回路频率要与设计的通信频率相同，其次是谐振时的阻抗要与激励源或负载的阻抗匹配。对于电长度满足1/4波长到半波长，以保证最大的辐射效率这种针对常规通信天线的要求，其实对读卡器线圈并不适用。因为它并不工作在辐射状态下，不需要保证电磁波的远场辐射效率，只要保证磁场的近场耦合效率就够了。如果辐射效率高了，会把信号发射到较远的地方，对正常的通信造成干扰，并可能造成信息泄漏。

2万 · 2017-1-10 15:28

虽然是近场（主要是耦合），其与远场辐射有别，但与集总参数下的紧耦合也是不同。

要确定那几个器件的参数，并不是那么的简单。

给LZ个建议：

1）按原厂手册，尽量循常规标准来设计。

2）找个行内人士，帮你设计（含各类测试），但那通常不是无偿的。

只看该作者 · 2017-1-10 15:38

是的，这是一种耦合度很低的磁场谐振耦合，所以也不能用集总参数模型，必须考虑一些分布参数。感觉这种NFC的发射接收器件很特别，模型介于双调谐高频变压器和天线之间。

只看该作者 · 2017-1-10 15:46

Tezilla 发表于 2017-1-10 15:38
是的，这是一种耦合度很低的磁场谐振耦合，所以也不能用集总参数模型，必须考虑一些分布参数。感觉这种NFC ...

大神，那么天线的面积和长度，圈数、线圈走线宽度和间距这些，按你的经验该如何确定呢？

只看该作者 · 2017-1-10 16:29

电子0 发表于 2017-1-10 15:46
大神，那么天线的面积和长度，圈数、线圈走线宽度和间距这些，按你的经验该如何确定呢？ ...

我不是大神，这方面纯属外行，随便说几句，如果误导了你请别让我承担责任。
先根据你的读卡器芯片射频输入输出端的阻抗（查芯片手册或联系供应商），确定天线谐振回路的LC比值，具体计算公式就在这个版块里找。然后，用LC谐振公式，根据你选的工作频率和前面算出的LC比值求出线圈电感量和谐振电容容量。但这个电容量是包含了线圈分布电容的，而且线圈的电感量和线圈的形状、尺寸、绕线方式都有很多复杂的关系，只能先试绕，然后用电桥边测边调，直到调出需要的电感量。同时谐振电容也要先用可变电容代替，直到调准谐振点，取下来测出实际的电容量，再用和这个容量相同的固定电容代替（可能需要用实际的标准容量电容串并联）。注意最后选用的谐振电容一定要用COG/NPO材质的！总之先调到谐振，然后再测阻抗是否匹配。测阻抗匹配时需要驻波比表这种射频仪表，测出的驻波比小于2即可。调阻抗的方法就是调节LC比值。有可能你调到谐振了，阻抗不匹配，阻抗匹配了，又偏离谐振点，需要反复迭代许多次才能得到想要的结果。

只看该作者 · 2017-1-10 16:39

Tezilla 发表于 2017-1-10 16:29
我不是大神，这方面纯属外行，随便说几句，如果误导了你请别让我承担责任。
先根据你的读卡器芯片射频输 ...

上面那个图为何用了2个TX，2个线圈呢？

只看该作者 · 2017-1-11 09:35

调阻抗和调谐振，都是调节LC的比值吗？@king5555

只看该作者 · 2017-1-11 09:38

怎样知道LC谐振了？
C两端的电压幅度最大代表谐振了？

只看该作者 · 2017-1-11 09:50

如同传输线变压器是传输线、变压器原理的组合一样，这里是天线、电感原理的组合

只看该作者 · 2017-1-11 11:08

本帖最后由电子0 于 2017-1-11 11:09 编辑

看了几款门禁，里面那2个C2的值不相同，是什么原因？
差动的话，不是应该要对称的吗？其他器件都对称的

读卡天线线圈

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