Im Rahmen meiner Doktorarbeit entwerfe ich derzeit einen NFC-Leser. Der NFC-Leser verwendet einen PN532-Chip von NXP (was eine der Anforderungen meiner Schaltung ist). Ich plane, eine rechteckige Schleifeninduktivität auf die Leiterplatte zu zeichnen (die im drahtlosen Design oft als NFC-Antenne bezeichnet wird), die ungefähr ein Quadrat von 3 x 3 cm (bis zu 4 x 4 cm) einnehmen würde. Auf dieser Platine befinden sich weitere Komponenten wie ein LED-Treiber, einige LEDs usw. Der Hauptmikrocontroller steht auf einer separaten Platine und kommuniziert mit dieser Platine über eine SPI-Verbindung. Platz ist die Hauptbeschränkung: Das von der Leiterplatte eingenommene Volumen muss so weit wie möglich minimiert werden.
Ich habe dieses Dokument sehr sorgfältig gelesen ( NXP Antenna Design Guide ) und habe sehr spezifische Fragen zum Design der PCB, die den NFC-Controller und die Antenne tragen wird:
Ich bin kein Experte für 13-MHz-Trägerdatenübertragung, aber ich habe einen Hintergrund, bei dem ich Energie magnetisch auf rotierende Leiterplatten übertragen und modulierte Daten bei 80 MHz zurückempfangen habe. Wenn ich also etwas falsch verstanden habe, lassen Sie es mich bitte wissen.
•Könnte es akzeptabel sein, die Komponenten (NFC-Controller, LED > Treiber) auf der gleichen Platine wie die NFC-Antenne zu platzieren?
Ja, das ist akzeptabel, aber halten Sie die Schaltkreise so weit wie möglich entfernt, damit die Empfangsseite die besten Chancen hat, effektiv zu arbeiten.
•Was wäre in diesem Fall die "beste" Position relativ zur Antenne? (dh eine, die Wirbelströme und Induktivitätszunahme begrenzen würde)
Laut dem sehr langatmigen Dokument, das Sie verlinkt haben, muss das Antennen-Q etwas weniger als 30 betragen, und dies lässt sich leicht mit Standard-Oszilloskopen und Signalgeneratoren überprüfen. Q ist die Mittenfrequenz (dh 13,56 MHz) dividiert durch 3 dB Bandbreite und für ein Q von 30 beträgt die Bandbreite etwa 450 kHz.
Sie müssen also sicherstellen, dass Ihre Mittenfrequenz genau richtig ist und dass Sie Rq-Werte gewählt haben, um Q ausreichend zu begrenzen, oder Sie werden möglicherweise gegen einige Vorschriften zu Emissionswerten verstoßen.
Ich würde die Antenne positionieren und Wirbelstromeffekte (Frequenz- und Q-Änderungen) mit einer leichten Neuabstimmung kompensieren und dann ein wenig Rq hinzufügen oder entfernen, um ein Q von 25 bis 30 zu erhalten.
•Wie kann die Hauptplatine effizient abgeschirmt werden? Wird ein Kupferblech die Arbeit erledigen (anstelle von Ferrit)?
Möglicherweise müssen Sie hier nicht viel tun (wenn überhaupt), aber ich würde empfehlen, das richtige Ferritblatt zu verwenden (Ferroxcube hat es früher verkauft, weil ich es verwendet habe). Die Verwendung von Kupferfolie kann die Antenne verstimmen und leicht desensibilisieren, je nachdem, wie nahe sie an der Antenne ist.
• Gibt es einen Vorteil, unterschiedliche Längen und Breiten für die Antenne zu haben?
Ja, je eckiger desto besser. In Anbetracht der Tatsache, dass dies magnetisch gekoppelte Daten sind, sollten Sie nach einer Schleife mit so viel Induktivität wie möglich suchen, aber nicht so viel, dass ihre Eigenresonanzfrequenz niedriger als (sagen wir) 15 MHz ist.
Als einfache Vorstellung von Induktivität – Induktivität wird als Gesamtfluss definiert, der pro Ampere erzeugt wird. Je größer die Querschnittsfläche, desto mehr Fluss wird pro Ampere erzeugt. Eine lange dünne Schleife hat jedoch eine geringere Induktivität als eine quadratische Schleife mit der gleichen Fläche.
Das Platzieren aller Komponenten auf derselben Leiterplatte wird üblicherweise durchgeführt und sollte in Ordnung sein. Als Beispiel dafür sehen Sie sich den Schaltplan und die Leiterplatte an für: http://www.seeedstudio.com/wiki/NFC_Shield_V1.0 oder wenn getrennt: http://www.seeedstudio.com/wiki/NFC_Shield_V2.0
Was die Abschirmung der Platine betrifft, so haben die beiden oben genannten nur eine Kupferschicht auf der Seite mit den Komponenten. Ich habe beide Boards und sie funktionieren sehr gut.
Viel Glück!
Ant2N
Andi aka
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Andi aka
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