NFC技术——2、标签设计

技术人员写东西的特点就是：上来直接怼干货。

这篇分享的内容就一个部分：标签的设计。

1. 标签分解

在进行标签设计分享之前，大家需要先储备一个公式：

（1）

这个公式讲的就是LC电路，是包含一个电感（用字母L表示）和一个电容（用字母C表示）连接在一起的电路。

其中：

f：频率（Hz）

L：电感（uH）

C：电容（pF）

为什么要先讲这个公式呢，因为后面要用到，好了，正式开始。

上一章中讲到在NFC的应用中，有两个因素是必备的，一个是读卡器，另外一个就是标签。读卡器通过天线向标签发送能量，标签的天线接收到能量后将其转换为电能给标签芯片供电，标签才可以响应各种读卡器发过来的命令，就像下面这幅图的这个样子：

从这幅图可以看出来，标签其实就是标签芯片和标签天线的组合。

那么标签芯片是什么？就是我上个文章中提到的ST的ST25TV系列、NXP的I COD系列和复旦微的FM1208，这些标签出厂时或许是晶圆，或许是已经封装好的。不管它是什么形态，标签芯片永远是做方案时最需要优先考虑的东西。例如，协议要求是ISO14443A就不能用ST的ST25TV系列和NXP的I CODE系列。如果用于环境温度高于85℃的场景，就只能选择ST的ST25TV系列（先不讨论封装工艺），协议也就随标签使用ISO15639了。不同厂家的标签在协议框架下有通用的功能，也有各个厂家自己开发的功能。具体标签的介绍咱们等下一次细细解释。

那么标签天线又是什么？天线就是用导电金属绕出来的一圈一圈的东西，就像下面的这个样子。如果谁跟我用收音机天线来辩解那不是一圈一圈的我跟谁急昂，这里讨论的是频率13.56MHz的应用场景。例如大家常见的收音机的频率FM88.1MHz，这个已经不属于13.56MHz的频率了。

高中物理大家都学过，电流流过一圈一圈的导体会产生电感量，那么设计标签天线，其实就是在设计电感。

再回到最开始我让大家储备的那个公式，如果想让一套电路产生的频率是13.56MHz，那么必须有电感和电容，其中芯片标签在出厂时就已经提供了电容的功能，我们需要做的就是匹配出来一圈一圈的导体，使其产生的电感与芯片标签配合在一起经过公式（1）计算后，得到13.56M这个值。这个过程就是标签设计的过程。我使用ISO14443A和ISO15693两个协议的两个标签给大家举个例子。

2.标签设计

通过第一部分的讲解，我们将公式（1）进行变形：

（2）

f：频率（Hz）

Lant：天线电感（uH）

Cs：标签电容（pF）

2.1 ISO14443A的标签设计

咱们就用FM1208进行举例：

1. 找到标签芯片的规格书，查看FM1208的内部电容是多少；
2. 然后再将f定义在14MHz至14.5MHz，这个数值是个经验数值；
3. 计算所需要的电感值，然后根据电感值去淘宝寻找该电感值的天线，或者登录https://my.st.com/analogsimulator/html_app/antenna/#/网址进行计算得出天线；
4. 如果现有的天线不能满足所计算出来的电感值，可以通过并联或者串联电容的方法改变电容；
5. 串联后容量是减小了计算公式是：C=C1*C2/(C1+C2)；

        并联后容量是增大了计算公式是：C=C1+C2；

1. 最后将线圈尾线焊接上去就可以了；
2. 如果手中有网分，可以通过网分检验成本标签的频率是否和设计所保持一致。

2.2 ISO15693的标签设计

ISO15639的标签设计过程和ISO14443A是一样的，f 的经验值为13.6MHz至14MHz。如果大家实在是不想计算L，我这里给出三组常见的组合。

C（pF）	Lant（uH）建议值
28.5	4.6
50	2.6
97	1.3

3.结束

这篇文章讲解了标签的组成、标签天线的电感匹配、标签天线的检验。好了，结束了。在网络上搜了一下，能这么清楚的把这个过程公布出来的，除了这篇，还真没有其他的。