NFC芯片选型及基本电路框架

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NFC芯片选型及基本电路框架
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NFC芯片选型及基本电路框架
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
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) U7 I7 L# ^  V7 k! x) H0 hNFC(Near Field Communication)芯片选型：



主要考量点：
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2 y8 Y6 X2 V' j9 ~  Y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
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芯片支持协议：
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ISO14443A/B、ISO15693、 ISO18092 和 ISO21481 等

1 ~' D) f& u# H) w  A& p5 ~4 oISO14443A 卡：Mifare 系列、 Ultralight 系列、 Plus 系列、 CPU 卡系列等。
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6 q9 w: V( l3 Q, X8 `3 B) nISO14443B 卡：身份*、 SR176、 SRI512 等。

4 W, b- f  n" `) {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。
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' B/ M4 p7 q) _, u+ R/ QLPCD 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。
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( d7 L- M( u- q+ ?3 F金融认证：PBOC2.0/3.0 标准、 EMV 标准

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电路架构：

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4 u1 R* ]/ k  v4 X2 x$ aNFC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；
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) w) A  v+ s7 a6 ]/ i; W$ C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；

7 i# _7 ?! E# Q( v, ~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；
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  N; p4 |; T" s9 ^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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: s: h  A+ R3 }9 V* T/ g- o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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, N$ {3 s) |2 p7 o; Y2 @2 s8 H; B天线设计：
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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：

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  f# y& N0 k5 n, q滤波电路：
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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)
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4 @# F1 u% b, i$ y8 T! h$ i- ]& D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。
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, M$ i0 [. `: ?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。
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天线：
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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。
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( K3 H& H- G3 j' e- p- |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

; @4 u- m: N; [2 M1 m* }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。
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" c& B  l# c( p  K天线PCB绕线方式是相对的，不是同向。
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' Y! d, r  I' R, c4 Y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

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NFC芯片主要用于在电子产品中吧

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范围加大天线加宽也没有很大的意义毕竟nfc的短距离就是优势之一