Bei der Umsetzung einer PCB-Rechteckantenne für den RC522 RFID-Baustein habe ich in Ermangelung eines VNA versucht, das Thema analytisch zu lösen. Leider sind für einen Nicht-HFler wie mich die verständlichen Quellen ziemlich dünn gesät. Zur Bestimmung der Antennenparameter (R,L,C) gibt es das hier: http://rfid-systems.at/03_Loop_Antennas.pdf. Ganz konsistent sind die Gleichungen leider nicht, vor allem passen die Beispielergebnisse nicht immer zu den Gleichungen. Beispiel: bei der Güte der Beispiele auf Folie 15 und 16 komme ich auf ganz andere Werte. Um dann aus den Antennenparametern das Anpassnetzwerk zu stricken, gibt es das Kochrezept von Philips bzw. NXP: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN077925.pdf. Ist auch nicht fehlerfrei, der letzte Term im Nenner der Gleichung für C2 hat ein Quadrat zu viel. Ich habe beides zusammen (und auch noch zur Plausibilisierung den Rechner von https://www.medo64.com/2014/11/rectangular-nfc-antenna-calculator/, der leider wie die meisten nur L ausspuckt) in ein Excel-Sheet gepackt, siehe Anhang. Die sich ergebenden Werte sind gefühlt einigermaßen plausibel - allerdings, wie gesagt, nur gefühlt: die Test-LP ist noch in der Fertigung, und ich bin kein HFler. Für die meisten von mir ausgetesteten Wertekombinationen wird der Längswiderstand (zur Korrektur der Güte) übrigens negativ. In der weiteren Berechnung wird das dann zu Null gesetzt, in der praktischen Umsetzung hätte ich einfach 0R reingelötet. Nur bei ziemlich kleinen Güten wird er verhalten positiv. YMMV. Kritik und Verbesserungsvorschläge ausdrücklich willkommen.
Max G. schrieb: > Zur Bestimmung der Antennenparameter (R,L,C) gibt es das hier: > http://rfid-systems.at/03_Loop_Antennas.pdf. Ganz konsistent sind die > Gleichungen leider nicht, vor allem passen die Beispielergebnisse nicht > immer zu den Gleichungen. Beispiel: bei der Güte der Beispiele auf Folie > 15 und 16 komme ich auf ganz andere Werte. Ich habe mal nur den DC Widerstand der 2 Beispiele berechnet und komme auf 2,16 Ohm für die große Spule mit 6Wdg. bzw. 0,515 Ohm für die kleinere Spule mit 4Wdg. Das ist doch recht nahe an den angegebenen (und wohl gemessenen) Werten. Um es etwas zu vereinfachen habe ich ausschließlich den Gleichstromwiderstand berücksichtigt und komme auf plausible Werte für den Parallelwiderstand Ra und dem Gütefaktor Q des RLC-Netzwerkes. In der Excel-Datei steht bei der Antenne eine Güte von fast 3000, was natürlich nicht sein kann. Ergänze vielleicht dazu auch noch den gesamten Verlustwiderstand Rserial der Spule und den Parallelwiderstand Ra des RLC-Parallelschwingkreises. Für die Güte ist zuerst die Induktivität mit einem passenden C auf Resonanz bei 13,56MHz zu bringen, erst danach läßt sich die Güte Q der gesamten Anordnung bestimmen. > Ich habe beides zusammen (und auch noch zur Plausibilisierung den > Rechner von > https://www.medo64.com/2014/11/rectangular-nfc-antenna-calculator/, der > leider wie die meisten nur L ausspuckt) in ein Excel-Sheet gepackt, > siehe Anhang. Die sich ergebenden Werte sind gefühlt einigermaßen > plausibel Der Rechner spuckt bei mir 4,86µH respektive 1,61µH aus. Verglichen mit den gemessenen Werten aus den zwei Bsp. ist das durchaus akzeptabel.
Mit diesem Match-Networks und Antennenpassung habe ich den Großteil des letzten Jahres verbracht. Wo soll es denn hingehen? Soll es einfach nur brauchbar funktionieren oder musst Du in Sachen Feldstärke und Empfang an die Grenzen gehen? Mit den Spreadsheets habe ich anfangs auch gearbeitet. Die sind nur hilfreich um eine grobe Einschätzung der Kapazitäten zu bekommen. Danach wirst Du an einem VNA leider nicht vorbeikommen. Der günstige MiniVNA von mini Radio Solutions ist für diesen Job völlig ausreichend. Achja: Die Lage der Antenne im Gerät sollte feststehen bevor Du mit dem Matchen überhaupt anfängst. Vermutlich befindet sich ein PCB oder anderes Metall in der Nähe der Antenne. Das alleine schon hat starken Einfluss auf die Induktivität.
Dass die Güte mit 3000 Unfug ist, habe ich mir schon gedacht. Allerdings hat (jedenfalls bei meiner Antenne) jede Güte von oberhalb ca. 200 sowieso keinen wirklichen Einfluss auf die Ergebnisse, insofern ist es mir erst mal egal. Das Ganze ist eine PCB-Antenne, die in ein Holzgehäuse kommt und eigentlich nur Karten, die direkt drauf liegen, erkennen soll. Vermutlich habe ich es völlig übertrieben und hätte einfach die Werte des altbekannten RC522-Demoboards nehmen sollen. Einen VNA anzuschaffen, wäre denkbar, aber ich wollte da eigentlich nicht tiefer einsteigen. Hier langweilt sich schon ein Spectrum Analyzer zu Tode. Vielleicht mache ich mal ein kommerzielles Produkt mit RFID, dann kommt so was her. Bis dahin haltet mir mal die Daumen gedrückt, dass das jetzige RFID-Projekt nachher läuft - wird hoffentlich auf Weihnachten fertig.
Max G. schrieb: > Dass die Güte mit 3000 Unfug ist, habe ich mir schon gedacht. Allerdings > hat (jedenfalls bei meiner Antenne) jede Güte von oberhalb ca. 200 > sowieso keinen wirklichen Einfluss auf die Ergebnisse, insofern ist es > mir erst mal egal. Die angewendete Formel für die Güte Q ist nicht in Ordnung. Da die Spule die Güte des ganzen Schwingkreises bestimmt, reicht es nur die Güte der Spule (R + L Serienschaltung) alleine zu berechnen. Mit Sigma ist die Leitfähigkeit (56*10^6 S/m) von Kupfer gemeint, nicht der spezifische Widerstand Rho. > Einen VNA anzuschaffen, wäre denkbar, aber ich wollte da eigentlich > nicht tiefer einsteigen. Hier langweilt sich schon ein Spectrum Analyzer > zu Tode. Sich dafür extra einen VNA anzuschaffen wäre imo etwas übertrieben. Rdc der Spule lässt sich messen und Rac daraus ableiten. Die Induktivität ließe sich ausreichend genau mit einem billigen LC-Messgerät bestimmen. Der Rest wird berechnen.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.