读卡器电路请教射频高手

只看该作者 · 2015-3-26 22:56

本帖最后由 YEO 于 2015-3-26 22:58 编辑

下图中，FM是读卡器IC，差分输出

1、L0和C0是限制带宽的吗？
2、c1的作用是什么？
3、C2a和c2b是调整谐振频率的吧？是2个同时调整，还是单个调整？有何区别？
4、用示波器测试波形，调整C2a和c2b，频率都不会改变，还是13.56Mhz，但是读卡距离会变化，为什么？

@gx_huang @jz0095

只看该作者 · 2015-3-26 23:00

电路图见pdf的 P78

2万 · 2015-3-27 08:44

1、是匹配电路，也是低通滤波的。
2、可能是隔直电容，如果容量小，也是匹配电路和调谐回路的一部分。
3、是调整谐振的，频率是内部产生的固定的，只是调谐后幅度最大，也就是匹配的概念。2个都需要调整，差分电路呀。
4、同上，频率是固定的，只调整幅度。调谐就是调整到谐振状态。这又不是本振线圈，当然不会改变频率了。

只看该作者 · 2015-3-27 12:34

1、IC卡里面的是本振线圈吧？这样每个IC卡的谐振频率都有频偏？

2、如果IC卡有频偏，读卡器这边要怎样调整参数才能可靠读卡？

3、将C2a和c2b减小时，一款IC卡读卡距离会减小，另外一款会增加。
   将C2a和c2b增加时，效果相反，这是为什么？
   （此两款IC卡是不同供应商的）

@gx_huang

2万 · 2015-3-27 13:15

IC卡是被动的，不存在本振线圈的说法。读卡器的频率是数字电路产生的，和线圈无关，只是是否谐振的问题。
最终的系统谐振点，和读卡器和IC卡，以及耦合大小，都有关系。
理论上也可以分析，频率固定，一个线圈的谐振点偏高，如果另外一个偏低一些，刚好可以补偿，最终反而可以谐振。
当然，读卡器和IC卡的2个线圈，最好都谐振在一个频点上，这样效果最好。
你只做读卡器，尽量匹配标准的IC卡，如果有哪家的IC卡不好，也只能针对性的微调一下。

只看该作者 · 2015-3-27 21:10

和RC522差不多吧；

只看该作者 · 2015-3-28 07:16

学习一下。。

只看该作者 · 2015-3-28 15:35

我看了下电路图说明部分，说明书的介绍比较粗糙。例如，Tx1、2的输出阻抗是多少？由此可以决定需要的负载阻抗；输出功率限制是多少？带宽需要多大？
Tx1-2估计是平衡输出。电感L、C2a、C2b等接地（TVSS），将平衡阻抗变换网络分割成两个非平衡网络。

单独看一个非平衡网络，L0、C0具有低通结构，它们的取值也是阻抗变换网络的一部分，也将影响到输出功率。C1既是隔直电容，也是阻抗变换电容。C2a、C2b是网络频率调整电容，它们与L并联的结果，在13.5MHz上呈感性，即合成并联阻抗使得等效电感减小，频率偏移将加大器件输出端口的反射，降低读卡距离。输出频率13.5MHz是晶振频率，不会变，变化的是网络的匹配频率。元件的温漂、外界的影响，都可以导致匹配频率的改变。例如外部电感的靠近将导致等效L的降低、匹配最佳频率的漂高。C2b>C2a，在“空载”下C2b部分的频率低于C2a部分的，加大了平衡输出的带宽（匹配会变差）。或者，空载时有意将匹配频率调低，读卡时（加载），频率变高，效果自动改善。

使用25欧作为非平衡网络的阻抗转换目标，在参考参数下的仿真可以得到一定的匹配。要想匹配的好，所有参数都需要有不小的变动。由此看出，数据手册给出最佳输出阻抗是多么重要。平衡下的匹配阻抗就是50欧。
匹配网络是个窄带网络，对带外的反射会很大，因此抑制了谐波，实现了带外抑制指标。

原理大致就是这样。

只看该作者 · 2015-3-28 16:38

jz0095 发表于 2015-3-28 15:35
我看了下电路图说明部分，说明书的介绍比较粗糙。例如，Tx1、2的输出阻抗是多少？由此可以决定需要的负载阻 ...

牛

只看该作者 · 2015-3-29 12:05

本帖最后由 YEO 于 2015-3-29 14:26 编辑

这2个差分输出线圈要怎么设计？画在PCB板上的
线的长度和宽度怎样确定？

1、长度是1/4波长，谐振频率是13.56Mhz，算出来是558CM，线圈不是要做得很大，PCB板空间有限怎么办？能否绕多圈？

2、要算出线宽，必须要知道Tx1、2的输出阻抗的吧？使用Polar SI9000软件，根据PCB板材质的介电常数，以及异线的厚度，Tx1、2的输出阻抗，来算出导线宽度。但是现在读卡器的pdf没有说明Tx1、2的输出阻抗是多少？一般是50欧吧？

3、线圈是画成绕多圈好，还是单圈好？是不是线圈绕的面积越大，读卡效果就越好？

4、绕成多圈时，线距有没有考究的？

@jz0095
@gx_huang
@AntennaSuz

只看该作者 · 2015-3-29 14:25

@chunyang

只看该作者 · 2015-3-29 22:06

我没搞过读卡器，就你的问题说点看法，供参考。

首先，这里设计的不是天线，而是电感，电路图中已经表明，参数表中也有参考参数，在1uH附近。信号的发射与接收靠的是电流流经电感产生的磁力线。

从说明书上看，电感是平面螺旋线形状，可以是圆形，也可以是矩形，各有计算公式计算电感量。也可以在网上搜搜计算公式作个对比。
平衡电路电感的走线，我想可以按双绕线模式安排，类似巴伦(balun)平衡端的接线。具体到平面电感上，例如，矩形电感，以双螺旋线中心为起始点，中心接地；然后两根线等间距同向绕行，左旋或者右旋绕行无所谓，间距的要求也不严格。绕线的两个末端各自接入电路。设计的已知是电感量，例如 1uH，需要计算线长度、圈数。线的宽度、间距可以从线宽=间距=0.3mm开始，根据最终电感的面积再进行调整。由于匹配电路中有电容调节等效电感，电感量的准确度不太要紧。

前面说的Tx1、Tx2平衡端的50欧输出阻抗只是个试探的仿真结果，真实的单侧非平衡输出阻抗估计会在10欧附近。在需要试探输出阻抗范围时，可以设定几个网络匹配目标，例如匹配到5欧、10欧、20欧，以最大输出功率下（最大读卡距离下）的匹配网络参数为选值结果。

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