NFC技術 2 標籤設計

2021-10-02 05:28:07 字數 2227 閱讀 2249

技術人員寫東西的特點就是:上來直接懟乾貨。

這篇分享的內容就乙個部分:標籤的設計。

標籤分解

其中:f:頻率(hz)

l:電感(uh)

c:電容(pf)

為什麼要先講這個公式呢,因為後面要用到,好了,正式開始。

上一章中講到在nfc的應用中,有兩個因素是必備的,乙個是讀卡器,另外乙個就是標籤。讀卡器通過天線向標籤傳送能量,標籤的天線接收到能量後將其轉換為電能給標籤晶元供電,標籤才可以響應各種讀卡器發過來的命令,就像下面這幅圖的這個樣子:

從這幅圖可以看出來,標籤其實就是標籤晶元和標籤天線的組合。

那麼標籤晶元是什麼?就是我上個文章中提到的st的st25tv系列、nxp的i cod系列和復旦微的fm1208,這些標籤出廠時或許是晶圓,或許是已經封裝好的。不管它是什麼形態,標籤晶元永遠是做方案時最需要優先考慮的東西。例如,協議要求是iso14443a就不能用st的st25tv系列和nxp的i code系列。如果用於環境溫度高於85℃的場景,就只能選擇st的st25tv系列(先不討論封裝工藝),協議也就隨標籤使用iso15639了。不同廠家的標籤在協議框架下有通用的功能,也有各個廠家自己開發的功能。具體標籤的介紹咱們等下一次細細解釋。

那麼標籤天線又是什麼?天線就是用導電金屬繞出來的一圈一圈的東西,就像下面的這個樣子。如果誰跟我用收音機天線來辯解那不是一圈一圈的我跟誰急昂,這裡討論的是頻率13.56mhz的應用場景。例如大家常見的收音機的頻率fm88.1mhz,這個已經不屬於13.56mhz的頻率了。

高中物理大家都學過,電流流過一圈一圈的導體會產生電感量,那麼設計標籤天線,其實就是在設計電感。

再回到最開始我讓大家儲備的那個公式,如果想讓一套電路產生的頻率是13.56mhz,那麼必須有電感和電容,其中晶元標籤在出廠時就已經提供了電容的功能,我們需要做的就是匹配出來一圈一圈的導體,使其產生的電感與晶元標籤配合在一起經過公式(1)計算後,得到13.56m這個值。這個過程就是標籤設計的過程。我使用iso14443a和iso15693兩個協議的兩個標籤給大家舉個例子。

2.標籤設計

通過第一部分的講解,我們將公式(1)進行變形:

f:頻率(hz)

lant:天線電感(uh)

cs:標籤電容(pf)

2.1iso14443a的標籤設計

咱們就用fm1208進行舉例:

找到標籤晶元的規格書,檢視fm1208的內部電容是多少;

然後再將f定義在14mhz至14.5mhz,這個數值是個經驗數值;

如果現有的天線不能滿足所計算出來的電感值,可以通過併聯或者串聯電容的方法改變電容;

串聯後容量是減小了計算公式是:c=c1*c2/(c1+c2);

併聯後容量是增大了計算公式是:c=c1+c2;

最後將線圈尾線焊接上去就可以了;

如果手中有網分,可以通過網分檢驗成本標籤的頻率是否和設計所保持一致。

2.2 iso15693的標籤設計

iso15639的標籤設計過程和iso14443a是一樣的,f 的經驗值為13.6mhz至14mhz。如果大家實在是不想計算l,我這裡給出三組常見的組合。

c(pf)

lant(uh)建議值

28.5

4.650

2.697

1.33.結束

這篇文章講解了標籤的組成、標籤天線的電感匹配、標籤天線的檢驗。好了,結束了。在網路上搜了一下,能這麼清楚的把這個過程公布出來的,除了這篇,還真沒有其他的。

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