13.56Mhz下直接阻抗匹配调试步骤

Posted 2022-01-06 andyfly

直接匹配阻抗，天线与射频芯片在同一块板子，调试步骤与50欧姆阻抗匹配调试天线参数差不多，多了一部分射频芯片端的滤波部分的参数计算。下面介绍调试过程。

 

1、首先看一下射频芯片发射部分原理图：分析原理图时按单边的分析，以TX1端出发开始分析。其中L1、C23组成了滤波电路；R30主要用于调试调试天线时断开前级滤波电路用的；C21、C22为串联电容；C25、C26为并联电容；R31为串联电阻。

 

 

 

2、首先计算出滤波电路部分在13.56Mhz下的阻抗，同样是利用史密斯圆图计算。首先TX1的输出部分为纯电阻性的，在程序里面设定为12欧姆。那么史密斯圆图的原始点就设定为 Z=12；接着串入560nH的电感得到TP2点，再并入一个180pF的电容得到TP3点。史密斯圆图如下：

 

3、接着来测试裸板天线参数，断开R30、R34，短接C21、C22、C33、C34，断开C25、C26、C31、C32，R31、R35短接，断开R33。从R30、R34端测量，利用频谱分析仪测量出1Mhz下的电感值为1296nH，13.56Mhz下的电阻为2.05欧姆。

 

4、为了满足Q，所以将R31与R35的值取为1欧姆。Q=wL/R = 26.87。

 

5、按第三步计算出来的R31、R35。焊接上相应阻值的电阻，再从R30、R34端测量。测量出在13.56Mhz下的阻抗Z = 3.65+110.44j。

 

6、测量史密斯时还是利用单边来，单边的阻抗 Z = 2.055+57.755j。从第2步就可以得到了滤波电路后的阻抗为Z=113.371+100.071j，我们的目标是Z = 113.371-100.071j，来达到与与滤波电路端输出共轭匹配。还是先加并联端的电容，最终得出并联总电容为176pf。接着加串联端的电容，最终得出串联总电容为38.6pf。最终实际Z = 108.772+102.069j。因为要考虑到有适合的电容。所以一般达不到百分百的共轭匹配。

 

 

 

7、根据第6步测出的值最终得出参数C21=C23=5.6pf；C22=C34=33pf；C25=C31=56pf；C26=C32=120pf；R31=R35=1欧姆。这样最终调试出了直接阻抗匹配的最佳参数。实际测试可以到达3.5cm的距离。因为设计的天线的半径比较短，已经符合设计要求。