NFC芯片选型及基本电路框架

只看该作者 · 2020-6-28 09:02

NFC(Near Field Communication)芯片选型：

主要考量点：

芯片支持的协议、是否支持低功耗检卡、是否能过金融认证、芯片价格

芯片支持协议：

ISO14443A/B、ISO15693、 ISO18092 和 ISO21481 等
ISO14443A 卡：Mifare 系列、 Ultralight 系列、 Plus 系列、 CPU 卡系列等。
ISO14443B 卡：身份*、 SR176、 SRI512 等。
ISO15693：NXP 的 ICODE 系列、 TI 的 Tag_it HF-I、 ST LRI 等。
ISO18092：包括读卡模式、卡模式、点对点通信模式。
ISO21481：在 ISO18092 基础上兼容 ISO15693 协议。
LPCD 功能：芯片低功耗检测卡片功能。没有卡片靠近时，芯片处于低功耗状态，仅需10uA 电流，就能完成卡片侦测，当卡片靠近时，芯片侦测到卡片，唤醒单片机读卡。
金融认证：PBOC2.0/3.0 标准、 EMV 标准

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电路架构：

NFC芯片外部电路通常由以下几个部分组成：供电电路、通信接口电路、天线电路、振荡电路；

供电电路：主要包括模拟电源AVDD、数字电源DVDD、发射器电源TVDD、引脚电源PVDD、测试引脚电源PVDD2；

a. 如果需要提高发射功率可提高TVDD的电压，例如5V供电的TVDD形成的发射功率会比3V的要强；

b. 芯片的供电电流通常在几十到几百mA，主要的能量消耗在发射器的电路上。例如FM175xx的天线发射电流在100mA，RC663则可以达250mA，因此选择供电芯片、电感器件时，需要注意留足余量；

c.读卡芯片天线13.56MHz的正弦波信号会干扰电源，为减少传导干扰，可以在电源端加π型滤波器，但为减少电路设计冗余度，一般情况下不添加。

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通信接口：

通常都支持SPI/I2C/UART，一般通过外部引脚配置选择，为方便升级，可做兼容设计；

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天线设计：

天线电路主要由4部分组成：EMC滤波、匹配电路、天线、接收电路。以FM17550为例，如下：

只看该作者 · 2020-6-28 09:13

滤波电路：

由L1、C1组成的低通滤波器用于滤除13.56MHz的衍生谐波，该滤波器截止频率应设计在14MHz以上。L1电感不可靠近摆放，以免互相干扰(互感效应)。滤波电路元件匹配公式：f=1/(2π√LC)

匹配电路：

用于调节发射负载和谐振频率。射频电路功率受芯片内阻和外阻抗影响，当芯片内阻和外阻抗一致时，发射功率效率最高。C2是负载电容，天线感量越大，C2取值越小。C3是谐振电容，取值和天线电感量直接相关，使得谐振频率在13.56MHz。

接收电路：

C4滤除直流信号，R2和R3组成分压电路，使得RX接收端正弦波信号幅度在1.5-3V之间。

只看该作者 · 2020-6-28 09:14

天线：

天线大小和读卡距离关系

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