Hallo Zusammen Ich beschäftige mich aktuell mit dem Bau eines RFID-Lesers für 13.56Mhz (ISO14443 und ISO15693 und NFC). Ich bin jedoch mitlerweilen auf einen relativ paradoxen Teil gestossen. In diversen Datenblättern von Chipherstellern wird die Abstimmung der Antenne beschreiben und als relativ kompliziert und aufwendig beschreiben. Was ich jedoch nicht verstehe, ist warum immer ein ganz präziser Wert angefahren wird. Ich versuche hier kurz zu erklären was ich nicht verstehe: Der Leser-IC meiner Wahl (NXP CLRC663) kann eine maximale leistung von 300mA abgeben, somit ist der kleinst mögliche erzielte "Rmatch" also 3.3V/300mA= ~10 ohm In einer Application Note eines ähnlichen Lesers steht man solle Rmatch so wählen das es für die Anwendung passt empfohlen wird dann z.b. 20-25Ohm for maximum power transfer 50-80Ohm for low power applications (battery powered applications). Diese Aussage gibt mir zu verstehen, das ein Transponder immer gelesen werden kann, wenn Rmatch im Bereich zwischen 20 und 80Ohm ist, nur die Lesedistanz wird bedeutend schlechter. Faktisch gesehen ist Rmatch somit für das matching nur entscheidend um den Strom zu begrenzen. Geht man davon aus das eine Anwendung z.b. per Netzteil betrieben wird, ist es ja irrelevant z.b. für eine Gute Lesedistanz Rmatch 30Ohm sein sollte, aber der tatsächliche wert z.b. 23Ohm ist. Alles was unter 30 Ohm ist braucht ja nicht korrigiert werden, da es schon "besser" ist. Ist diese Annahme korrekt? Der Zeite Punkt ist Q. Hier gibt es eine Tabelle für welchen Leseprozess bzw. welche Datenrate welcher Q benötigt wird. Für Mifare sollte Q kleiner 30 sein, und für schnellen NFC Transfert unter 10. Möchte man jetzt z.b. nur Mifare lesen, und die Antenne hat z.b. einen Q von 15,1235 kann dieser Wert ja auch ignoriert werden, da die Antenne bereits besser ist. Nun kommt mein eigentlicher paradoxer Punkt. In einer AN von NXP wird eine falsche Abstimmung (Rmatch 23.75 Ohm) und eine korrigierte (Rmatch = 25.57) gezeigt. Ich gehe davon aus das man 25Ohm zu treffen versuchte. Rechnet man das nach: 3.3V / 25Ohm = 132mA 3.3V / 25.57Ohm = 129mA 3.3V / 23.75Ohm = 138mA Der Unterschied ist also alles andere als bedeutend. Hätte man jetz von 10Ohm auf 25Ohm korrigiert, wäre ich einverstanden, aber bei so wenig unterschied? Nun ist meine Frage, ob dies allenfalls ein Thema ist was "zu heiss" gekocht wird oder einfach nur schlechte Beispiele verwendet. Bei meinem Prototyp wollte ich einen Q von 20 und Rmtach von 20Ohm erzielen. Mit einem Excel-Tool von NXP habe ich die Werte berechent und den jeweils nächsten E wert verbaut. Ergebnis Q= ~18, Rmatch= 22.4Ohm. -> Funktionstest erfolgreich, Transponder können mit einer guten Distanz gelesen werden. Macht es also Sinn hier nochmals zu korrigieren und mit mehreren C's einen nicht E-Wert zusammen zu bauen? Meiner Meinung nach nicht. Jedoch verstehe ich dann nicht wieso die AN's immer so ein Hexenwerk daraus machen. Kann mir jemand zu dem Thema weiterhelfen? P.S. Hat jemand einen Link oder ähnlich wo ich nachlesen kann was das überall gezeigte S11 Smith Diagram eigentlich anzeigt? Bzw. wieso dies genutzt wird? Alle Werte für die NFC Matching kommte ich auch aus dem VNA auslesen, ohne das S11 anzuzeigen? Mich würde es allgemein Interessieren wie dieses Diagaram "funktionier" also auch abgesehen von NFC Vielen Dank für eure Hilfe :) Gruss Pius
Pius W. schrieb: >kann eine maximale leistung von >300mA abgeben, Die Maßeinheit für die Leistung ist Watt (W oder mW), mA oder A ist die Maßeinheit für den elektrischen Strom. Leistung ist Spannung mal Strom, P = U * I >Kann mir jemand zu dem Thema weiterhelfen? Das Zauberwort heißt Leistungsanpassung. Um möglichst viel Leistung in eine Antenne hinein zubekommen sollte Leistungsanpassung angestrebt werden. Wenn die Quelle und der Verbraucher die gleiche Impedanz, also Sender und Antenne gleiche Impedanz haben wird die maximal mögliche Leistung übertragen, es herscht dann Leistungsanpassung. Wenn nicht, wird eben weniger Leistung übertragen und die Reichweite verringert sich. Wenn bei Sender und Antenne die Impedanz nicht gleich ist, aber man möchte Leistungsanpassung haben, dann muß man eben irgendwie transformieren.
Günter Lenz schrieb: > Die Maßeinheit für die Leistung ist Watt (W oder mW), > mA oder A ist die Maßeinheit für den elektrischen Strom. > Leistung ist Spannung mal Strom, P = U * I Das ist natürlich korrekt, entschuldige. Ich meinte natürlich den maximalen Strom (und die daraus resultierende Leistung). >>Kann mir jemand zu dem Thema weiterhelfen? > > Das Zauberwort heißt Leistungsanpassung. Um möglichst > viel Leistung in eine Antenne hinein zubekommen sollte > Leistungsanpassung angestrebt werden. Wenn die Quelle > und der Verbraucher die gleiche Impedanz, also Sender > und Antenne gleiche Impedanz haben wird die maximal > mögliche Leistung übertragen, es herscht dann > Leistungsanpassung. Wenn nicht, wird eben weniger > Leistung übertragen und die Reichweite verringert sich. > Wenn bei Sender und Antenne die Impedanz nicht gleich > ist, aber man möchte Leistungsanpassung haben, dann > muß man eben irgendwie transformieren. Nunja, soweit ich mitbekommen habe, ist es bei NFC auch im Entferntesten Sinn ein Transformator. Es ist nicht so wie z.b. bei Lora oder Wifi das nur Daten übertragen werden, und somit auf dem "übertragenen Signal" keine Leistung benötigt wird, sondern es muss ja genügend Leistung gesendet werden, das der Empfänger überhaupt Energie bekommt. Bei den meisten anderen Funktechnologien sind die Empfänger ja mit Energie versorgt, bei NFC nicht. Im weitestens Sinn ist NFC also eine Art transformator. Das mit der Impedanz verstehe ich nicht. Diese wird ja bewusst gewählt (also zwischen 20 und 80Ohm) es ist ja nicht so das z.b. vorgeschrieben wird, das eine Antenne 50Ohm haben soll. Darum ist es mir auch nicht ganz logisch wo nun der Unterschied von wenigen mA bzw. Ohm eine Rolle spielen. Ich werde den gedanken nicht los, das weder die Impedanz noch der Q Faktor eine bedeutende Aussage über die Qualität der Sendeeinheit aussagen.
Pius W. schrieb: >Das mit der Impedanz verstehe ich nicht. Diese wird ja bewusst gewählt >(also zwischen 20 und 80Ohm) es ist ja nicht so das z.b. vorgeschrieben >wird, das eine Antenne 50Ohm haben soll. Darum ist es mir auch nicht >ganz logisch wo nun der Unterschied von wenigen mA bzw. Ohm eine Rolle >spielen. Schau mal hier: https://www.youtube.com/watch?v=BJLlXUD6CsM Pius W.
Es ist ja nicht so, daß bei einer Fehlanpassung gar keine Leistung übertragen wird, sondern nur entsprechend der Fehlanpassung weniger. Wenn der Sender 50 Ohm Impedanz hat und die Antenne 80 Ohm, ist daß eine geringe Fehlanpassung, hat die Antenne vielleicht 600 Ohm ist daß schon eine große Fehlanpassung. Hat der Sender 600 Ohm und die Antenne auch, ist daß eine Leistungsanpassung.
Das Video ist sehr interessant, jedoch frage ich mich, ob das auf den NFC-Reader so zutrifft. Grundsätzlich "schaltet" der Leser die Energie doch nur zur Antenne durch. Die Limitierung des Stroms entsteht nur aus den verwendeten Treiber und die entstehende Abwärme. Der Treiber kann ja nur nicht mehr liefern weil er sonst kaputt geht, nicht wie z.b. eine Spannungsquelle die nur begrenzt Energie liefert. Eine Antenne mit 80Ohm belastet den Treiber halt weniger als eine mit 20Ohm. Was doch viel wichtiger Wäre, das die Antenne die richtige Freuqenz hat, auf dieses Thema wird aber in keinem Datenblatt eingegangen. Also der Return Loss müsste doch bei 13.56MhZ möglichst gross sein. Dieser Parameter wäre doch wichtiger als ob die Impedanz nun 23.5 oder 25 Ohm ist.
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