一、 介紹
本文旨在描述 NCF3321 的 NFC 天線調試的一些相關內容 。可能會用到 NXP NFC 天線設計工具，如圖 1.1 所示。網址：https://community.nxp.com/t5/NFC/bd-p/nfc
圖 1.1 NFC Antenna Tool
NCF3321 可以作為 NFC 讀寫器 IC ；目標阻抗可以改為較低的值，例如：16Ω。電磁兼容濾波電感可選用 160nH 。
二、 天線調試的 Excel 表
除了上述的 NFC 天線設計工具，還可以使用已知的 Excel 表格，如圖 2.1 所示。
圖 2.1 天線調試 Excel 表
對於一個簡單的 45mm x 45mm 的 3 圈天線，測出如下參數:
L = 736.46nH
R = 1.06 Ω
圖 2.2 天線測試圖
天線線圈本身的輸入值應該從一個簡單的測量中得到，測量要求儘可能準確地推導出電感 L 、電阻 和電容 。最簡單的方法是使用 VNA 測量 13.56MHz 時天線線圈的阻抗 Z，並從中計算 L 和 R ，如圖 2.2 所示。
三、天線電路仿真
可使用 RFSim99 對電路進行仿真，對於這個仿真，不建議自動匹配。匹配起始頻點為 10MHz ，停止頻點為 20MHz ，標記點為 13.56 MHz 。
圖 3.1 仿真電路圖
圖 3.2 仿真 Simth Chart
這個模擬出來的結果並不是我們想要的，我們可以用現有的元件來微調電路，
例如：可以使用 C2 = 470pF 與 39pF 並聯的值來代替 C2 = 509pF。另外，模擬中的是理想電感，沒有損耗，沒有損耗的電感是不現實的，一般來說，每個電感器可以增加 1~3Ω。
3.1 電感損耗的影響
影響最大的是 EMC 濾波器中的電感損耗，案例中設置為 1Ω，因為模擬電路中都是用的理想電感，所以在仿真中加入一個 1Ω 的電感損耗，從而模仿真實的電感，如下圖 3.3 是已增加電感損耗的模擬電路，建議手動操作。
圖 3.3 增加 L0 損耗的電路
仿真後，L0 不同阻抗的損耗的對比圖如下所示：
圖 3.4 L0 1R 的損耗
圖3.4 L0 5R 的損耗
3.2 C0 的影響
EMC 濾波器電容值 C0 對天線的影響也可以從 Smith 圓圖中看出來，如下圖，不同 C0 值太大或太小對調試的影響：
圖 3.5 C0 值太小的影響
圖 3.5 C0 值剛好
圖 3.5 C0 值太大
四、小結
本文主要介紹了 NCF3321 天線射頻部分的天線調試，可使用 NCF 天線調試工具或者 Excel 表，然後用 RFSim99 模擬出 EMC 中的 L0 損耗及 C0 值對天線調試的影響，當然 C1 值和 C2 值對天線調試也是有影響的，大家可以自己動手模擬，看看是否能找出規律。
如想了解更多關於 NXP NCF3321 的天線調試，敬請聯繫世平集團 ATU 部門，<atu.sh@wpi-group.com>
【參考文獻】
- NCx3321 datasheet, nxp.com
- NFC Antenna Design Hub, https://www.nxp.com/products/rfid-nfc/nfc-hf/nfc-readers/nfc-antenna-design-hub:NFC-ANTENNA-DESIGN-TOOL
- AN_SCA 2105 NCx3321 Antenna Design Guide
作者：Anda Du / 杜紅
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