Guten Tag miteinander, Ich versuche das Matching Netzwerk einer selbst entworfenen PCB Antenne an einem MFRC522 Reader von NXP zu bestimmen. Dazu habe ich einen NanoVNA mit der PC Software NanoVNA-Saver. Als Unterlagen nutze ich folgende: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN11535.pdf In der Appnote von NXP wird ein anderer VNA verwendet, was jedoch unerheblich sein sollte. Manche Verwirrungen auf meiner Seite könnten jedoch von Unterschieden der beiden Geräte herrühren. Eventuell brauche ich also nur Hilfe bei der Übersetzung aber das werdet ihr mir wahrscheinlich sagen :) Leider komme ich an manchen Punkten mit der Messung nicht ganz zurecht. Zu 2.2.1.6: 1. Warum wird der VNA mit 100Hz (kann der NanoVNA gar nicht, er stellt sich sowieso auf 1600Hz, was aber glaube ich nicht ausschlaggebend ist) bis 25MHz kalibriert? Wäre 12MHz bis 15Mhz nicht sinnvoller? 2. Im NanoVNA-Saver Programm kann man die Sweep Range ja ändern. Ich nehme an dafür ist keine Neukalibrierung nötig, da nur der "betrachtete" Bereich geändert wird. Oder irre ich mich da? Zu 4.3: 3. Im Beispiel wird ein anderes Dev Board genutzt. Soll der IC während den Messungen dran bleiben oder muss die Antenne und die Beschaltung getrennt vermessen werden? Ich schätze mal der IC kann dran bleiben da hier ja auch parasitäre Eigenschaften vorhanden sind oder? 4. Es wird erwähnt dass alle R und C runtergelötet werden sollen (macht ja Sinn wollen wir ja erst bestimmen). Ist dabei nur das Matching Netzwerk gemeint oder auch der Filter? Bisher habe ich nur das Matiching Netzwerk weggelassen und den Filter belassen. 5. C1 (serieller C) habe ich gebrückt, da sonst ja keine Messung von TX1/2 zur Antenne möglich ist. Passt das so? Zu 4.4: 6. Bei der Bestimmung der Antenneparameter wird von 1MHz bis 5MHz gemessen. Sollte das nicht in der 13.56MHz range stattfinden? 7. Beim MFRC522 Modul wurden ja keine Dämpfungswiderstände verwendet, außerdem komme ich rechnerisch auf einen Negativen Wert für diese. Können diese dann zu 0 gesetzt werden und somit nicht verwendet werden solange Q nicht zu groß wird? 8. Bei der Bestimmung der Antennenkapazität wird eine Range von 1-100MHz vorgeschlagen. Wieso? Müsste hier nicht eigentlich neu kalibriert werden? Abgesehen davon habe ich hier einen anderne Graphen als in der Appnote. Meiner steigt einmal an und fällt ab aber hat keinen "Unterschwinger". Ist die NanoVNA-Saver Visualisierung von |Z| hier richtig oder muss man eine andere Darstellung wählen? Zu 5.1: 9. Der Return loss sieht bei meiner Messung auch eher nach einer Geraden aus statt ein Peak ins Negative. Muss der Reader für diese Messung vielleicht mit einem RFID Tag belastet werden? In der Appnote steht ja nichts davon, nur eine Vermutung meiner Seits. Ok viele Fragen, aber ich würde gerne verstehen was da los ist und auch den Umgang mit dem NanoVNA besser verstehen. Hoffe ihr könnt mir helfen :) P.S. Ein anderer Tuningprozess aus einer anderen Appnote (https://www.ti.com/lit/an/sloa241c/sloa241c.pdf) scheint mir so viel einfacher und praktischer orientiert. Hier ist die Schaltung jedoch eine ganz andere. Haben diese beiden Tuningverfahren gemeinsamkeiten bzw. ließe sich diese auch auf den MFRC522 übertragen? Aktuell scheinen beide Vorgehen in sich logisch aber nicht vergleichbar, dabei sollte es doch das selbe sein. Was genau ist der Unterschied den ich übersehe/nicht kenne?
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Tom schrieb: > Als Unterlagen nutze ich folgende: > https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN11535.pdf und > P.S. Ein anderer Tuningprozess aus einer anderen Appnote > (https://www.ti.com/lit/an/sloa241c/sloa241c.pdf) scheint mir so viel > einfacher und praktischer orientiert. Hier ist die Schaltung jedoch eine > ganz andere. Haben diese beiden Tuningverfahren gemeinsamkeiten bzw. > ließe sich diese auch auf den MFRC522 übertragen? Aktuell scheinen beide > Vorgehen in sich logisch aber nicht vergleichbar, dabei sollte es doch > das selbe sein. Was genau ist der Unterschied den ich übersehe/nicht > kenne? Ich weiß das sind viele Fragen auf einmal ich habe nur versucht möglichst alles zu sammeln. Im ersten Schritt wäre mir auch schon geholfen wenn mir der Unterschied zwischen den Ansätzen der beiden Appnotes klar würde. Kann mir da vielleicht jemand helfen? Dankeschön schon mal für eure Hilfe!
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@Tom, >Im NanoVNA-Saver Programm kann man die Sweep Range ja ändern. Ich nehme an dafür ist keine Neukalibrierung nötig, da nur der "betrachtete" Bereich geändert wird. Oder irre ich mich da? Bei einer Kalibrierung werden für die einzelnen Mess-Frequenzen die Cal-Parameter für SOL (Short, Open, Load) bestimmt und im Speicher oder auf der SD-Karte (permanent) abgelegt, je nach Einstellung. Wenn Du den Messbereich verkleinerst, hast Du nur die Cal-Werte für einige Punkte. Alle neuen Punkte dazwischen haben keine Cal-Werte, weshalb Du wahrscheinlich keine genaue Messung bekommst. Ich glaube nicht, dass Die FW Zwischenwerte bei der Bereichs-Umstellung interpoliert. Einfach mit einem DUT ausprobieren. Bei Ebay gibt es für ca. 10€ kleine Platinen mit einigen Bauteilen zum vermessen für die VNA's. https://www.ebay.de/itm/264860247933 LG Markus
Markus W. schrieb: > https://www.ebay.de/itm/264860247933 Danke für den Tipp und die Erklärung. Habe mir so eine Platine bestellt, aber leider ist diese noch nicht angekommen.
Tom schrieb: > Zu 2.2.1.6: > 1. Warum wird der VNA mit 100Hz (kann der NanoVNA gar nicht, er stellt > sich sowieso auf 1600Hz, was aber glaube ich nicht ausschlaggebend ist) > bis 25MHz kalibriert? Wäre 12MHz bis 15Mhz nicht sinnvoller? Dürfte sich um einen Druck- / Copy&Paste-Fehler handeln. 1MHz - 25MHz wäre ausreichend. > 2. Im NanoVNA-Saver Programm kann man die Sweep Range ja ändern. Ich > nehme an dafür ist keine Neukalibrierung nötig, da nur der "betrachtete" > Bereich geändert wird. Oder irre ich mich da? Kommt drauf an: Manche Analyzer können beim Verringern des Sweep die Kalibrierdaten weiter verwenden, beim Erweitern natürlich nicht. > Zu 4.3: > 3. Im Beispiel wird ein anderes Dev Board genutzt. Soll der IC während > den Messungen dran bleiben oder muss die Antenne und die Beschaltung > getrennt vermessen werden? Ich schätze mal der IC kann dran bleiben da > hier ja auch parasitäre Eigenschaften vorhanden sind oder? > 4. Es wird erwähnt dass alle R und C runtergelötet werden sollen (macht > ja Sinn wollen wir ja erst bestimmen). Ist dabei nur das Matching > Netzwerk gemeint oder auch der Filter? Bisher habe ich nur das Matiching > Netzwerk weggelassen und den Filter belassen. > 5. C1 (serieller C) habe ich gebrückt, da sonst ja keine Messung von > TX1/2 zur Antenne möglich ist. Passt das so? Also, die eigentliche Messung beginnt aus meiner Sicht erst mit 4.4. Du sollst erstmal die Parameter der nackten Antennenspule bestimmen. Dazu wird das Anpassungsnetzwerk C1/C2 vorübergehend entfernt und die R3 gebrückt. > Zu 4.4: > 6. Bei der Bestimmung der Antenneparameter wird von 1MHz bis 5MHz > gemessen. Sollte das nicht in der 13.56MHz range stattfinden? Lies 4.1.1: "It is recommended to measure inductance as well as series resistance value at 1 MHz". Man will durch die niedrige Frequenz die parasitären Anteile gering halten. > 7. Beim MFRC522 Modul wurden ja keine Dämpfungswiderstände verwendet, > außerdem komme ich rechnerisch auf einen Negativen Wert für diese. > Können diese dann zu 0 gesetzt werden und somit nicht verwendet werden > solange Q nicht zu groß wird? Genau, wenn Dein Q unter dem geforderten Wert bleibt, sind keine Rs notwendig. Der Grund für einen Grenzwert beim Q ist, daß die Bandbreite der Antenne hoch genug bleibt, um auch den modul. Hilfsträger des Tags 846 kHz seitlich von 13,56 MHz noch zu empfangen. > 8. Bei der Bestimmung der Antennenkapazität wird eine Range von 1-100MHz > vorgeschlagen. Wieso? Müsste hier nicht eigentlich neu kalibriert > werden? Abgesehen davon habe ich hier einen anderne Graphen als in der > Appnote. Genau, hier sollte nochmal neu kalibriert werden. Die Resonanzstelle zeichnet sich durch eine sprunghafte Änderung der Phase von pos. nach neg. Werten aus. Das sollte der VNA auch so darstellen können. Meiner steigt einmal an und fällt ab aber hat keinen > "Unterschwinger". Ist die NanoVNA-Saver Visualisierung von |Z| hier > richtig oder muss man eine andere Darstellung wählen? Nein, |Z| ist naturgemäß immer positiv, Du mußt schon die Phase (Rho) mit darstellen lassen. > Zu 5.1: > 9. Der Return loss sieht bei meiner Messung auch eher nach einer Geraden > aus statt ein Peak ins Negative. Muss der Reader für diese Messung > vielleicht mit einem RFID Tag belastet werden? In der Appnote steht ja > nichts davon, nur eine Vermutung meiner Seits. Wenn der Return Loss keinen Peak nach unten zeigt, ist auch keine Anpassung vorhanden. Vielleicht Meß- oder Rechenfehler? Als ich noch mit solchen Antennen zu tun hatte, hatte ich mir ein "Tuningboard" mit C-Trimmern und mehrfachen Lötpads für zus. Cs und Ls geätzt, damit konnte man schnell was hintrimmen, ohne ständig löten zu müssen. In der Praxis mußt Du danach noch schauen, ob alle in Frage kommenden Tags in jedem gewünschten Abstand gelesen werden können. Gruß... Bert
@Bert: Wow Danke dir für die ausführliche Antwort! |Z| und ich beschwer mich über fehlende Unterschwinger :D Peinlich ... aber ich werd ganz Anwendungsblind so lange wie ich da davor sitze ... Das mit dem Kalibrierboard mit einstellbaren Komponenten ist eine super Idee! Ich glaub da mach ich mir auch erstmal eins oder gibts das in fertig? Ich würde 2 variable Spulen und 4 variable Kondensatoren sowie 2 Potis vorsehen, oder wie sah dein Board aus? Ich werde mit den Infos nochmal messen und schauen ob es besser wird... Zu meiner P.S. Frage: Wisst ihr warum die IC so unterschiedliche Beschaltungen haben? Oder ist am MFRC522 vielleicht auch eine vereinfachte Antennenschaltung a la TRF möglich?
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Ich kann Dir zum Spielen mit dem VNA auch noch dieses Board empfehlen. https://www.ebay.de/itm/176016503786 Markus
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