NFC芯片选型及基本电路框架

硬件大熊 2020-09-12 00:00

RFID作为一项专业度较高的技术,在一些公司,可能还会专门招聘专业的RFID工程师。本篇阐述的涉及到的只是基本选型设计、电路框架,关于RFID天线调试、低功耗检卡调试等,后续再其他篇章会继续更新!


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:身份证、 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


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。


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;


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:

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。


天线:

  • 由R1电阻(通常是1ohm或0ohm)和印制PCB组成。

  • 天线越大,读卡距离越远,当天线面积达到5cm x 5cm以后,再增大天线,读卡距离没有明显提升。

  • 天线线宽建议选择0.5mm - 1mm。天线大于5cm x 5cm不能多于3圈,小于3cm x 3cm不能小于4圈

  • 为减小EMC辐射干扰,需要将PCB走线转角处画成圆弧。

  • 天线区域内和天线边缘禁止将信号、电源、地线画成圈或者半圆,天线圈内不可有大面积金属物体、金属镀膜,避免引起磁场涡流效应造成能力严重损耗。

  • 天线PCB绕线方式是相对的,不是同向。

  • 天线电路设计元件的精度应控制在2%以内,否则容易导致天线谐振频点偏差,导致读卡性能严重下降,产品一致性难以保证

天线大小和读卡距离关系


推荐阅读:

增量式PID公式的4点疑问和理解

用数据思维看事实


原创不易,

如果我的文字对你有所启发或帮助,

还请“点赞、收藏、转发”三连!

硬件大熊 专注智能硬件设计、嵌入式系统、产品设计美学。
评论
  • 本文介绍编译Android13 ROOT权限固件的方法,触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。关闭selinux修改此文件("+"号为修改内容)device/rockchip/common/BoardConfig.mkBOARD_BOOT_HEADER_VERSION ?= 2BOARD_MKBOOTIMG_ARGS :=BOARD_PREBUILT_DTB
    Industio_触觉智能 2025-01-08 00:06 92浏览
  • 「他明明跟我同梯进来,为什么就是升得比我快?」许多人都有这样的疑问:明明就战绩也不比隔壁同事差,升迁之路却比别人苦。其实,之间的差异就在于「领导力」。並非必须当管理者才需要「领导力」,而是散发领导力特质的人,才更容易被晓明。许多领导力和特质,都可以通过努力和学习获得,因此就算不是天生的领导者,也能成为一个具备领导魅力的人,进而被老板看见,向你伸出升迁的橘子枝。领导力是什么?领导力是一种能力或特质,甚至可以说是一种「影响力」。好的领导者通常具备影响和鼓励他人的能力,并导引他们朝着共同的目标和愿景前
    优思学院 2025-01-08 14:54 61浏览
  • 根据环洋市场咨询(Global Info Research)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机锂电池产值达到2457百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为9.6%。 无人机锂电池是无人机动力系统中存储并释放能量的部分。无人机使用的动力电池,大多数是锂聚合物电池,相较其他电池,锂聚合物电池具有较高的能量密度,较长寿命,同时也具有良好的放电特性和安全性。 全球无人机锂电池核心厂商有宁德新能源科技、欣旺达、鹏辉能源、深圳格瑞普和EaglePicher等,前五大厂商占有全球
    GIRtina 2025-01-07 11:02 119浏览
  • 故障现象一辆2017款东风风神AX7车,搭载DFMA14T发动机,累计行驶里程约为13.7万km。该车冷起动后怠速运转正常,热机后怠速运转不稳,组合仪表上的发动机转速表指针上下轻微抖动。 故障诊断 用故障检测仪检测,发动机控制单元中无故障代码存储;读取发动机数据流,发现进气歧管绝对压力波动明显,有时能达到69 kPa,明显偏高,推断可能的原因有:进气系统漏气;进气歧管绝对压力传感器信号失真;发动机机械故障。首先从节气门处打烟雾,没有发现进气管周围有漏气的地方;接着拔下进气管上的两个真空
    虹科Pico汽车示波器 2025-01-08 16:51 69浏览
  • By Toradex 秦海1). 简介嵌入式平台设备基于Yocto Linux 在开发后期量产前期,为了安全以及提高启动速度等考虑,希望将 ARM 处理器平台的 Debug Console 输出关闭,本文就基于 NXP i.MX8MP ARM 处理器平台来演示相关流程。 本文所示例的平台来自于 Toradex Verdin i.MX8MP 嵌入式平台。  2. 准备a). Verdin i.MX8MP ARM核心版配合Dahlia载板并
    hai.qin_651820742 2025-01-07 14:52 106浏览
  • 在智能家居领域中,Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread与Z-Wave等无线通信协议是构建短距物联局域网的关键手段,它们常在实际应用中交叉运用,以满足智能家居生态系统多样化的功能需求。然而,这些协议之间并未遵循统一的互通标准,缺乏直接的互操作性,在进行组网时需要引入额外的网关作为“翻译桥梁”,极大地增加了系统的复杂性。 同时,Apple HomeKit、SamSung SmartThings、Amazon Alexa、Google Home等主流智能家居平台为了提升市占率与消费者
    华普微HOPERF 2025-01-06 17:23 202浏览
  • 村田是目前全球量产硅电容的领先企业,其在2016年收购了法国IPDiA头部硅电容器公司,并于2023年6月宣布投资约100亿日元将硅电容产能提升两倍。以下内容主要来自村田官网信息整理,村田高密度硅电容器采用半导体MOS工艺开发,并使用3D结构来大幅增加电极表面,因此在给定的占位面积内增加了静电容量。村田的硅技术以嵌入非结晶基板的单片结构为基础(单层MIM和多层MIM—MIM是指金属 / 绝缘体/ 金属) 村田硅电容采用先进3D拓扑结构在100um内,使开发的有效静电容量面积相当于80个
    知白 2025-01-07 15:02 141浏览
  • 每日可见的315MHz和433MHz遥控模块,你能分清楚吗?众所周知,一套遥控设备主要由发射部分和接收部分组成,发射器可以将控制者的控制按键经过编码,调制到射频信号上面,然后经天线发射出无线信号。而接收器是将天线接收到的无线信号进行解码,从而得到与控制按键相对应的信号,然后再去控制相应的设备工作。当前,常见的遥控设备主要分为红外遥控与无线电遥控两大类,其主要区别为所采用的载波频率及其应用场景不一致。红外遥控设备所采用的射频信号频率一般为38kHz,通常应用在电视、投影仪等设备中;而无线电遥控设备
    华普微HOPERF 2025-01-06 15:29 164浏览
  • 大模型的赋能是指利用大型机器学习模型(如深度学习模型)来增强或改进各种应用和服务。这种技术在许多领域都显示出了巨大的潜力,包括但不限于以下几个方面: 1. 企业服务:大模型可以用于构建智能客服系统、知识库问答系统等,提升企业的服务质量和运营效率。 2. 教育服务:在教育领域,大模型被应用于个性化学习、智能辅导、作业批改等,帮助教师减轻工作负担,提高教学质量。 3. 工业智能化:大模型有助于解决工业领域的复杂性和不确定性问题,尽管在认知能力方面尚未完全具备专家级的复杂决策能力。 4. 消费
    丙丁先生 2025-01-07 09:25 116浏览
  •  在全球能源结构加速向清洁、可再生方向转型的今天,风力发电作为一种绿色能源,已成为各国新能源发展的重要组成部分。然而,风力发电系统在复杂的环境中长时间运行,对系统的安全性、稳定性和抗干扰能力提出了极高要求。光耦(光电耦合器)作为一种电气隔离与信号传输器件,凭借其优秀的隔离保护性能和信号传输能力,已成为风力发电系统中不可或缺的关键组件。 风力发电系统对隔离与控制的需求风力发电系统中,包括发电机、变流器、变压器和控制系统等多个部分,通常工作在高压、大功率的环境中。光耦在这里扮演了
    晶台光耦 2025-01-08 16:03 58浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦