1、非接讀卡硬件設計注意事項,1、線圈設計,A、建議設計為方形 原因1：卡片線圈為長方形，便于元器件排布； 原因2：reader的線圈為方形能最大限度增大耦合面積，加強能量傳遞效率。 B、建議設計匝數(shù)不宜過多，23匝為宜 原因：匝數(shù)過多往往導致線圈電感量過大，難以調試；同時，由于讀卡時距離近，極易造成讀卡接收困難。,非接讀卡硬件設計注意事項,1、線圈設計,C、線圈電感量維持在1uH為宜 原因：此時匹配的阻容值較大，能有較大范圍的調節(jié)余地，這也是OBU非接線圈設計的經驗值。 D、線圈面積可以不用太大 原因：由于OBU的reader一般是近距離讀卡，因此耦合面積不用太大即可滿足穩(wěn)定的讀卡需求；一般在應

2、用中線圈尺寸大于 3cm x 3cm即可實現(xiàn)2cm距離內穩(wěn)定讀卡。尺寸大于2.5cm x 2.5cm即可實現(xiàn)1.5cm距離內穩(wěn)定讀卡。 注：目前OBU線圈一般都大于5.2cm x 2.5cm，而讀卡距離一般在0.5cm以內，因此后續(xù)設計OBU線圈時可以嘗試減小線圈面積。,非接讀卡硬件設計注意事項,1、線圈設計,E、線圈品質因素設計在2030為宜 原因：對于電感耦合式的天線在其尺寸不變的情況下，品質因素Q值越大意味著天線線圈中的電流強度越大，輸出功率越強，讀寫距離就越遠。 與此同時，天線的傳輸帶寬B與品質因數(shù)Q成反比。過高的品質因數(shù)將導致帶寬縮小，降低讀寫器的調制邊帶信號幅度，導致讀寫器無法與卡

3、片通信。環(huán)形天線與50 的負載（reader）相連時，其Q值最好不超過30。 為了優(yōu)化天線的性能。讀寫器匹配電路的駐波比應小于1:1.2。因此品質因素一般設計為2030，可通過矢量網(wǎng)絡分析儀測量。,非接讀卡硬件設計注意事項,1、線圈設計,F、若reader收發(fā)端口為差分形式，則線圈最好設計為對稱模式 實踐證明，非對稱式線圈與差分線圈無明顯區(qū)別，依然受限于感抗和阻抗匹配，但仍然建議做成差分形式。 G、可嘗試reader與線圈分開 即將芯片及芯片外圍置于線圈天線之外，非接讀卡芯片廠商有此建議，尚未嘗試，在新OBU設計時可在此方面做些研究，據(jù)說聚利即采用此方式；需要注意的是，此方式下許多信號線需跨越

4、線圈，存在受干擾的風險，新設計時須重點關注于此。,非接讀卡硬件設計注意事項,2、reader模塊布局布線,A、reader模塊周圍需留有一定范圍的信號隔離區(qū) 即讀卡模塊四口需要有一定的空白區(qū)域，具體空多少未知，空得越多，那么其受干擾、干擾其他信號的強度會小得多；然而，由于OBU的小型化趨勢明顯，因此，不可能留有很大區(qū)域供reader模塊揮霍，只能做到盡可能大些即可。 B、電源線與地線的走線位置盡量貼近 即在布線時盡量減小電源地回路間的面積，最好是采用并行走線的方式，這樣能有效避免在電源與地之間出現(xiàn)來自線圈的耦合干擾。,非接讀卡硬件設計注意事項,2、reader模塊布局布線,C、注意晶體及其耦合

5、電容位置的擺放 由于芯片驅動天線頻率與晶體同頻不同相位，且發(fā)射功率較大，所以建議特別注意晶體及其匹配電容的布局位置及噪聲隔離。晶體匹配電容需靠近晶體且遠離數(shù)字控制線，電源線等噪聲源。 D、reader模塊盡量遠離其他頻率上工作的外設 即在布線時，reader周圍盡量不要有其他非13.56M的時鐘線，如ESAM的4.5M時鐘，同時也包括SPI本身，這樣就要求在布線的過程中reader自身與MCU通信的數(shù)據(jù)線也要盡量遠離線圈且較少與線圈平行走線的距離，與線圈走線垂直的信號線（包括電源、地）上耦合的13.56M高頻分量要比平行走線時耦合的能量要小得多。,非接讀卡硬件調試方法,1、非接讀卡硬件組織形式

6、,讀卡線圈 并聯(lián)電容Cp 為C307 C308 C312三個電容并聯(lián)的等效電容值 串聯(lián)電容Cs = C306 = C309 接收電路反饋分壓電阻 Rr 包括R302和R304,非接讀卡硬件調試方法,2、非接讀卡調試困難的理論依據(jù),A、接收端：卡片線圈不一致，造成能量耦合不一致，無法喚醒卡片或者是喚醒后卡片回復的能量超過reader接收動態(tài)范圍，這也是造成部分卡片貼近reader讀取不成功，一旦拿開一段距離后能夠成功的原因； B、發(fā)射端：reader本身輸出端口阻抗不固定，隨著輸出電流增加，輸出阻抗也增加，將對天線匹配結果造成影響，從而影響對卡成功率；,非接讀卡硬件調試方法,2、非接讀卡調試之前

7、的理論估算,主要需要知道線圈的電感量Lcoil、天線設計的品質因素Q、匹配的并聯(lián)電容Cp、串聯(lián)電容Cs和接收串聯(lián)分壓電阻Rr; 具體可參見以下文檔SKY1301_天線匹配設計.xls：,非接讀卡硬件調試方法,2、實際調試過程中的幾點經驗和方法,影響1311/1301讀卡的主要參數(shù)：發(fā)射場強、接收場強、諧振頻率、讀卡噪聲。 A、發(fā)射端： 發(fā)射場強越大，越容易實現(xiàn)高倍速讀卡；但場強過大，讀卡噪聲增大，毛刺或拖尾現(xiàn)象嚴重，讀卡容易產生復位出錯。 調試方法： 并聯(lián)電容Cp影響發(fā)射場強，電容越大，發(fā)射場強越大，但也有一個極限值，超過極限值，場強減小。 SKY1301_TX發(fā)射驅動器實現(xiàn)恒定幅值交流差分電

8、壓輸出，輸出端口為低阻抗設計：輸出電流 80 mA時，Rout 5 ohm。隨輸出電流增加，輸出電阻的增大將對天線匹配結果產生影響。,非接讀卡硬件調試方法,2、實際調試過程中的幾點經驗和方法,影響1311/1301讀卡的主要參數(shù)：發(fā)射場強、接收場強、諧振頻率、讀卡噪聲。 B、接收端： 接收場強大小適情況而定，過小，容易出現(xiàn)收不到卡回復的信號；過大，會引起讀文件出錯，需抬高卡和OBU的距離才能讀。 調試方法： 接收電路反饋分壓電阻Rr影響接收場強，SKY1301_RX接收采用包絡檢波器結構。輸入信號由片外電阻 Rr與片內500ohm電阻對線圈交流電壓分壓實現(xiàn)。其值越大，接收場強越小。總電阻將對匹

9、配Q值產生影響。,非接讀卡硬件調試方法,2、實際調試過程中的幾點經驗和方法,影響1311/1301讀卡的主要參數(shù)：發(fā)射場強、接收場強、諧振頻率、讀卡噪聲。 C、共同影響： 諧振頻率，有空載和帶載，調試時一般以空載為例。使空載時諧振點左偏，利于讀卡。由于帶載時TX耦合相位較晶振而言有所滯后，讀卡時線圈上耦合能量減弱、幅值降低，晶振相位會對其產生更大的作用而使得頻點和相位右偏，因此在空載調試時需要將線圈載波頻點和相位都稍微左偏。 調試方法： 串聯(lián)電容Cs影響頻點和相位，串聯(lián)電容越大，頻率越大相位左移；超過一定值，相位左移，頻率減小。,非接讀卡硬件調試方法,2、實際調試過程中的幾點經驗和方法,影響1311/1301讀卡的主要參數(shù)：發(fā)射場強、接收場強、諧振頻率、讀卡噪聲。 C、噪聲影響： 可通過芯片上的MFOUT輸出波形來判定，一旦解調出來的波形出現(xiàn)較多噪聲，則說明收發(fā)不匹配，可以通過減小發(fā)射場強或者接收場強來調整，當然也不調得過低，以防出現(xiàn)無法喚醒卡片。 調試方法： 適當減小并聯(lián)