Forum: HF, Funk und Felder NFC-Antenne Abgleich mit Induktivitäten statt Koondensatoren?


von Andreas F. (andgset)


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Guten Abend,

ist es üblich NFC-Antennen mit zu kleiner Resonanzfrequenz mittels 
Chip-Induktivitäten auf 13.56MHz abzugleichen? Bisher habe ich nur 
Abgleichkondensatoren gesehen und frage mich jetzt warum eigentlich.

Grüße,
Andreas

von Nabu (Gast)


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Ein bisschen Kapazität will man da schon drin haben, sonst verstimmt 
sich die Antenne bei jeder Berührung.

von Pork (Gast)


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Nabu schrieb:
> Ein bisschen Kapazität will man da schon drin haben, sonst
> verstimmt sich die Antenne bei jeder Berührung.

Das geht aber nur mit den richtigen Koondensatoren (MLCC)

von tesari (Gast)


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Die "NFC-Antenne" ist ja eigentlich nur eine einfache Spule mit einer 
Eigenresonanz die deutlich über 13,56MHz liegt. Für eine 
Resonanzfrequenz bei 13,56MHz und um den Sender anzupassen, kommen 
verständlicherweise Kondensatoren ins Spiel.

von Andreas F. (andgset)


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Nabu schrieb:
> Ein bisschen Kapazität will man da schon drin haben, sonst
> verstimmt sich die Antenne bei jeder Berührung.

Das macht Sinn, aber: In den Appnotes von z.B. ST betreffend den ST25DV 
Transceiver wird empfohlen zunächst eine Spule so zu designen, dass sie 
mit den eingangsseitigen 28pF zwischen den beiden Antennenpins einen 
Schwingkreis mit fres=13.56MHz bildet. D.h. die Induktivität wird so 
groß wie möglich gewählt, was sinnvoll ist, denn je größer L umso größer 
ist die vom Transceiver abgegriffene Spannung über der Antenne.

Was aber nun wenn die Induktiviät zu groß geraten ist? Eine weitere 
parallele L würde die effektive Induktiviät des Schwingkreises senken, 
aber ist das auch sinnvoll? Warum liest oder sieht man nirgens von 
Abgleichspulen?

tesari schrieb:
> Die "NFC-Antenne" ist ja eigentlich nur eine einfache Spule mit
> einer Eigenresonanz die deutlich über 13,56MHz liegt. Für eine
> Resonanzfrequenz bei 13,56MHz und um den Sender anzupassen, kommen
> verständlicherweise Kondensatoren ins Spiel.

Genau, was aber wenn die parasitären Kapazitäten auf der Leiterplatte 
und am Tranceiver Eingang die Resonanzfrequenz UNTER 13.56MHz ziehen? 
S.o. Fragestellung.

Pork schrieb:
> Das geht aber nur mit den richtigen Koondensatoren (MLCC)

Elkos gehen sicher nicht? Die guten aus dem PC Netzeil mit 400V damit 
der Funk auch bei Gewitter keinen Wireless-Kabelbruch erleidet?

von HF-Werkler (Gast)


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Hallo Andreas,
Andreas F. schrieb:
> Nabu schrieb:
>... vom Transceiver abgegriffene Spannung über der Antenne.

Im Begriff "Antenne" liegt der häufige Denkfehler verborgen. NFC 
arbeitet zwar bei ca. 13MHz ist aber keine EM-Anwendung im üblichen 
Sinne (Funk), sondern zwei per Magnetfelder tranformatorisch gekoppelte 
Spulen.

Nur schreibt kaum jemand den richtigeren Begriff resonanter Übertrager.

D.h. es geht hier rein um magnetische Felder, die von einer Spule zur 
anderen gekoppelt werden. Damit das möglichst optimal geht, sollten 
keine weitere Spulen Feld "klauen/erzeugen", das nicht genutzt wird. Für 
die Resonanz ist die zur Spule parallelgeschaltete Kapazität 
entscheidend (Schwingkreis).

Gruss

von Nabu (Gast)


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Andreas F. schrieb:
> Warum liest oder sieht man nirgens von
> Abgleichspulen?

Ich habe keine Ahnung vom NFC-Kram, aber ein wenig vom Antennenbau. Zwei 
Annahmen:
Variable L sind schwieriger zu fertigen als variable C.
Mit variablem L bekommt man nicht eine so hohe Güte hin, wie mit 
variablem C.

Ich nehme an, der Antennenhersteller wird die Eigenresonanz der 
NFC-Antenne ab werk immer zu hoch ansetzen, damit sie der Anwender mit 
einem C nach unten "ziehen" kann.
Wenn L zu gross ist, ist die Eigenresonanz niedriger als die 
Betriebsfrequenz. Da kommt nichts definiertes raus.

von HF-Werkler (Gast)


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Wenn die Spule selbst bei einer einzigen Wicklung zuviel Induktivität 
hat, kommt auch kein brauchbares magnetisches Feld mehr zustande.

von Wolfgang (Gast)


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HF-Werkler schrieb:
> Wenn die Spule selbst bei einer einzigen Wicklung zuviel Induktivität
> hat, kommt auch kein brauchbares magnetisches Feld mehr zustande.

Hast du schon mal nachgerechnet, wie die aussehen müsste?
Bei den für NFC/RFID zugelassenen Frequenzen möchte man eine Spule, die 
bei einer Windung (du meinst nicht wirklich Wicklung - das wäre ein 
Transformator) bereits eine zu hohe Induktivität besitzt, nicht wirklich 
irgendwo unterbringen müssen.

von HF-Werkler (Gast)


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@Wolfgang:
Lies dir mal die entsprechende Norm durch (ISO/IEC 10373-6) oder 
wahlweise die NXP AN11740.

von svedisk ficklampa (Gast)


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> Ich nehme an, der Antennenhersteller wird die Eigenresonanz der
> NFC-Antenne ab werk immer zu hoch ansetzen, damit sie der Anwender mit
> einem C nach unten "ziehen" kann.

Das wuerde der Erwartungshaltung des Kunden widersprechen:
Auspacken, Einschalten, Geht

Die Antenne wird im "Freifeld" eingemessen. Wird sie ungeeignet
montiert, geht das zu Lasten der Funktion. Dem laesst sich mit
"Ziehen" auch nur unzureichend entgegenwirken.

von tesari (Gast)


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Andreas F. schrieb:
> Genau, was aber wenn die parasitären Kapazitäten auf der Leiterplatte
> und am Tranceiver Eingang die Resonanzfrequenz UNTER 13.56MHz ziehen?
> S.o. Fragestellung.

Wenn ich mir einfache/günstige NFC Antennen von z.B. Molex (1,4...2,6u) 
oder PulsLarsen (ca. 0,9uH) ansehe und die erwähnten 28pF zwischen den 
Antennenpins einbeziehe, muss ziemlich viel schief laufen bezüglich 
parasitären Kapazitäten damit die Resonanzfrequenz unter 13,56MHz fällt.

Hast du deine NFC-Antenne selbst hergestellt und dich mit der 
Induktivität vertan?

von Test (Gast)


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Andreas F. schrieb:
> Bisher habe ich nur
> Abgleichkondensatoren gesehen und frage mich jetzt warum eigentlich.

Kondensatoren nimmt man aus zwei Gründen lieber als Induktivitäten:
- "Schiefe" Werte sind besser erhältlich (E96 Reihe usw.), bei 
Induktivitäten ist man da viel eingschränkter
- Die Güte Q ist bei Kondensatoren ja quasi unendlich während man sich 
bei Induktiväten wirklich schwer tut große Güten zu finden. 
Anpassnetzwerke mit geringen Güten sind sehr schmalbanding und 
verlustbehaftet

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