Вопросы по rfid бустеру

[КРАМ]

Не, вечер выдался занятым. Сегодня на работе посмотрю.

Добавлено after 2 hours 14 minutes 5 seconds:
По второму вопросу. Входные цепи формируют дедтайм для предотвращения сквозных токов КМОП пары на выходе. Симулируется нормально, если положить выходной сигнал накачки с микросхемы ридера 5 Вольт.

[w201]

Интересно почему в реальности так подпрыгивает логический 0 при использовании резистора, который на схеме (2.2K)?
Да и при симуляции у меня ровно также прыгает. Это я о верхней паре D+R говорю (D3, R6). С нижней все ок, сигнал (своего периода) проходит на отлично

[КРАМ]

Так подтяжка же к питанию стоит. Если зона гистерезиса внутри пересечения меандров, то все работает.

[w201]

Ну так получается что нет... В том плане, что на схеме четко обозначены микросхемы триггеров и у них в параметрах четко написаны уровни. Я собственно чего боюсь, что схему я не допонимаю, и заменив 2K на 1K поломаю ее к чертям...
В реальности получается так. С микросхемы приходит такой сигнал (четко 5В)

А на схеме в точке В уже такой сигнал

Т.е. минимум поднят на 0.8В, при 2.2К R6 минимум поднимется до 1.6В что уже за к нижней границе триггера ну и по факту триггер считает что у него вечная 1 на входе.
Я далек от мысли, что спецы в EM могли налажать, значит я либо чего-то не так сделал, либо так и было задумано
Вот из документации на микросхему. http://prntscr.com/lj2s23 Даже с учетом напряжения 5В вместо 4.5 вылазим за границу гестерезиса

[КРАМ]

w201 писал(а):

что схему я не допонимаю

Обычно, если я схему не допонимаю, я делаю свою. Тем более, что по принципам ее функционирования все понятно.
Можно даже ее сделать на паре TC4421/TC4422 без дополнительного обвеса.

[w201]

Я не настолько уверен в своих силах, чтобы делать свою схему с 0.
Хотя не будешь делать схемы уверенности и знаний не прибавиться....
Замкнутый круг

Добавлено after 51 minute 51 second:

КРАМ писал(а):

Можно даже ее сделать на паре TC4421/TC4422 без дополнительного обвеса.

Т.е. из исходной схемы выбрасываются триггера и mosfet-ы и вместо них напрямую (после разделения периодов меандра) ставятся TC4422?

+2 нижних тоже убрать...

[КРАМ]

4422 и 4421 образуют противофазные плечи моста. Нагрузка включается МЕЖДУ ВЫХОДАМИ этих микросхем. А входу объединены. За счет того, что одна МС с инверсией, а вторая нет, получается искомая противофазность. Точно как в обсуждаемой схеме.

[w201]

Хорошая идея, надо будет ее проверить Заказал микросхемы, приедут - буду пробовать.

Теперь переходим к схеме ридера

Также с ней пара вопросов
Согласно документации на EM4095 при использовании внешнего детектора пиков сигнал demod_in фактически не используется. Т.е. конечный сигнал надо привести в норму делителями С1, С6.
У меня он получился вот такой

А вот как проверить схему детектора пиков я в затруднении... На входе подается антенный сигнал, который должен меняться когда подносишь метку. Надо сказать, что меняется он весьма слабо, и его довольно тяжело засечь на осцилографе. А уж как рассчитать даже не представляю.
T1 я так понимаю всегда закрыт, это видимо для режима записи добавлено в схему
D6, D7 - просто приводят сигнал в определенные рамки между 0 и 5V(Vcc)
А вот назначение диодов D1, D2 для меня загадка. А дальше идет частотный фильтр из R9, C7, C8, C19.
Как мне кажется этот фильтр и должен выделять те самые колебания, которые возникают при внесении метки в магнитное поле.

[КРАМ]

В антенне сигнал меняется не просто слабо, а ИСЧЕЗАЮЩЕ слабо. Я не смотрел содержимое ридера, но обычно там делают квадратурное синхронное детектирование, поскольку принимаемый сигнал и есть передаваемый. И все усиление внутри. Снаружи только фильтры и всякие входы разрешения. Внутренний гетеродин должен иметь частоту в 4 раза выше частоты накачки.

[w201]

Что-то я вообще перестал что либо понимать.

С антенны нужно подать сигнал на demod_in, через делитель напряжения C6/C1. Поставил номиналы как на схеме, т.е. делитель получается 1:100
Теперь смотрим сигнал.


Можно как-то победить дребезг на пиках сигнала? Как с ним бороться? Ступенька есть и после антенны и уж совсем безобразная на делителе. Такое чувство что где-то индуктивность присутствует....

[HochReiter]

w201 писал(а):

Можно как-то победить дребезг на пиках сигнала? Как с ним бороться? Ступенька есть и после антенны и уж совсем безобразная на делителе. Такое чувство что где-то индуктивность присутствует....

Такой дребезг называется "звон". Во-первых, одинаковое происхождение - в механике при резких движениях звенят железяки с большой акустической добротностью, в электронике - при скачках тока возникают колебания на паразитных LC контурах. Во-вторых, осциллограммы похожи - затухающие синусоиды. В проводах питания такой звон часто можно увидеть. Керамический конденсатор между Gnd и Vcc есть?

[w201]

Да, на плате стоит 2 тантала: 10nF и 100uF, и один 100nF керамика. Ну и перед каждой микросхемой на питании по 100nF керамика.
Посмотрел ради интереса провод питания - таки да, если СИЛЬНО увеличить, то есть похожий звон.
Вся плата питается от лабораборного БП (китайский CPS3205 II). Звон в питании появляется только при подключении платы, без нее в питании все чисто. Значит что-то звинит на плате.

И еще один вопрос. Я правильно понимаю, что всю схему ридера можно вактически полностью разделить на 3 части.
1. Бустер. Не важно как получена синусоида, главное, чтобы ее амлитуда (ну и ток соответственно) была не больше оптимальной для данной частоты (134.2KHz). Правда пока не смог найти нигде рекомендуемых параметров. Т.е. берем меандр с EM4095 (или подобный), делаем из него синусоиду.
2. Ридер. Берем выход антены и подаем на DEMOD_IN сигнал приведенный к 0-4.5В. Как написано в документации:

Although an external envelope demodulator is used the antenna signal is still fed into the EM4095 because it is needed as reference signal for the phase lock loop. A capacitive divided must be used to reduce the high antenna voltage.

3. Т.к. наша антенна может прокачать больше 200mA (максимум для EM4095), то нам нужен внешний демодулятор. Насколько я понимаю его задача взять верхушку синусоиды и привести ее к 0-Vcc диапазону. Далее он подается на CDEC_IN, где по нему и выделяются 0 и 1 согласно AM модуляции. Я правильно понимаю, что на моей схеме эту задачу выполняет диод (D2, D1) и фильтр НЧ (R9, C7). Стабилитроны D6, D7 следят, чтобы наш сигнал был в нужном диапазоне. А вот задача R4, R8, T1 для меня загадка. Подаем питание и сигнал уходит в землю?

Правльно ли я понимаю логику работы? Ну и по пунктам был бы благодарен за ликбез.

[HochReiter]

w201 писал(а):

Звон в питании появляется только при подключении платы, без нее в питании все чисто. Значит что-то звинит на плате.

Если бы звенело не на плате, то звенело бы в любой момент, не обязательно на пиках сигнала. Раз ёмкости по питанию в наличии, то вторая версия - сквозной ток из-за слишком малого dead-time. 74HC14 всё-таки слабоват для роли драйвера полевого транзистора, не может быстро разрядить ёмкость затвора, один транзистор не успевает закрыться, когда уже открыт второй, по ним в этот момент протекает ничем не ограниченный ток от Vcc до GND. Чтобы предотвратить такое безобразие и нужен интервал времени. Попробуйте в несколько раз увеличить C9 и C10. 47пФ.
По остальным вопросам: 1 и 2 - правдоподобно, 3 - я не спец, надо читать описание микросхемы.

[w201]

КРАМ писал(а):

4422 и 4421 образуют противофазные плечи моста. Нагрузка включается МЕЖДУ ВЫХОДАМИ этих микросхем. А входу объединены. За счет того, что одна МС с инверсией, а вторая нет, получается искомая противофазность. Точно как в обсуждаемой схеме.

Я правильно понимаю идею?

С1 - резонирующий конденсатор.
Мне почему-то кажется, что такая схема работать не будет, т.к.нужно сместить на полпериода работу 4422 относительно 4421.

[HochReiter]

w201 писал(а):

Мне почему-то кажется, что такая схема работать не будет, т.к.нужно сместить на полпериода работу 4422 относительно 4421.

Всё правильно. 4421 переворачивает (инвертирует) сигнал, что эквивалентно сдвигу на полпериода. 4422 - не переворачивает. Нагрузка между ними.

[w201]

Я не дождался ответа и собрал схему. Да, вроде синус на выходе есть. Даже без особых ступенек. Только вопрос. C1 никак на частоту не влияет. А по идее же должен... Вижу изменения только в амплитуде. Как же управлять частотой? Я конечно на вход подавал сигнал с генератора а не с em4095, но мне кажется это не важно, т.к. то что было за драйвером осталось за драйвером

[HochReiter]

Я не дождался ответа и собрал схему. Да, вроде синус на выходе есть. Даже без особых ступенек. Только вопрос. C1 никак на частоту не влияет. А по идее же должен...

Нет, С1 на частоту генератора не влияет. Он влияет на частоту настройки антенны. Когда две эти частоты совпадают - амплитуда максимальна. Управлять частотой не надо, её задаёт em4095.

[w201]

Что-то начало работать, но есть куча параметров, которые хотелось бы поправить. И часть вопросов, которые я не понимаю.
Например в доку на бустер есть такое

The second exception is the bias voltage, which is applied to the FCAP input. This bias voltage compensates the phase shift due to the external antenna driver. This phase shift would cause the PLL to run on a frequency, which is not the series resonance frequency of the antenna circuit. Depending on the Q of the antenna circuit and the delay of the output stage the bias voltage has to be adjusted for a proper operation of the reader circuit.
This compensation of the phase shift is in such applications where a booster is necessary important because these applications are using high quality factors for the antenna circuit. Therefore these circuits are more susceptible against running on the wrong frequency than others.

Я так понимаю, что у нас частота которую выдает em4095 не совпадает с частотой резонанса антенны. И надо это смещение устранить.

Вот у меня такие сигналы. Желтый - антенна, фиолетовый - генератор на вход бустера с em4095.
т.е. пол периода расхождение?
По схеме там применяется делитель напряжения на 2В и RC цепочка. Как она влияет на смещение фаз и насколько? Т.е. как подрегулировать под мою антенну? По FCAP в доке больше ничего не сказано. Возможно это самоочевидно, но видимо не для меня

И второй вопрос. Метка начинает считываться только если ее вплотную поднести к антенне. Как так вкачиваем в антенну дофига, а на демодуляторе сигнал начинает "дергаться" только при непосредственной близости метки к углу антенны. Антенна конечно большая: 50x20cm примерно, но 2 вдрайвера должны ж были раскачать ее... Что не так? куда копать?

[HochReiter]

Вот у меня такие сигналы. Желтый - антенна, фиолетовый - генератор на вход бустера с em4095.
т.е. пол периода расхождение?

Антенна - правый по схеме конец С1? Тогда всё правильно: Последовательный LC контур, емкость сдвигает фазу на четверть (на осциллограмме четверть, а не половина) периода в одну сторону, индуктивность - в другую, в сумме 0, как и должно быть. На осциллограмме почти ноль. Интересно ещё, не влияет ли щуп осциллографа на настройку?

Я так понимаю, что у нас частота которую выдает em4095 не совпадает с частотой резонанса антенны. И надо это смещение устранить.

Какую частоту выдаёт em4095? Она не пытается подстроиться под резонансную частоту антенны, ориентируясь на сдвиг фаз? Полистать бы документацию, если не слишком много страниц.

По FCAP в доке больше ничего не сказано.

В ФАПЧ разность фаз между ГУНом и входным сигналом преобразуется в напряжение, оно подается на ГУН - генератор, управляемый напряжением, он начинает менять частоту, пока сдвиг фаз и частота не вернутся к равновесному состоянию. FCAP, видимо, начальное напряжение для ГУН, оно определяет это самое равновесное состояние. Но это только предположение, что у микросхемы внутри, я не знаю.

Метка начинает считываться только если ее вплотную поднести к антенне.

Я бы почитал про добротность антенны. Метка, насколько я понимаю её принцип (слышал краем уха), вносит изменения в параметры антенны, добротность тут принципиальна.

[w201]

Антенна - правый по схеме конец С1? Тогда всё правильно: Последовательный LC контур, емкость сдвигает фазу на четверть (на осциллограмме четверть, а не половина) периода в одну сторону, индуктивность - в другую, в сумме 0, как и должно быть. На осциллограмме почти ноль. Интересно ещё, не влияет ли щуп осциллографа на настройку?

Да оно самое, осцилограф в режиме x10, так что емкость там порядка 3pF где-то, так что не сильно.

Документация на em4095

[quote="HochReiter"]
В ФАПЧ разность фаз между ГУНом и входным сигналом преобразуется в напряжение, оно подается на ГУН - генератор, управляемый напряжением, он начинает менять частоту, пока сдвиг фаз и частота не вернутся к равновесному состоянию. FCAP, видимо, начальное напряжение для ГУН, оно определяет это самое равновесное состояние. Но это только предположение, что у микросхемы внутри, я не знаю.
[/qoute]
Я тоже так думаю, но какое напряжение и на сколько его сдвигает.... А главное как это проверить? Просто подавать напряжение и смотреть как измениться дальность или стабильность считывания?