Autor Tema: Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.  (Leído 851 veces)

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Desconectado DominusDRR

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Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« en: 17 de Septiembre de 2022, 17:26:04 »
Hola.

Estoy trabajando en un proyecto el cual incorpora una lector NFC.

Diseñé la antena siguiendo las explicaciones del fabricante y revisando varios kits de desarrollo.

Tuve un poco de problemas durante esta semana en calibrar la antena, ya que se necesita  un analizador de impedancias o un analizador de red, para determinar el circuito de la impedancia equivalente de la antena.

Al no disponer solo de un osciloscopio, y ver que no son dispositivos económicos (los analizadores), pensé que podría existir versiones sencillas de dichos dispositivos (lo hay para osciloscopios, generadores de señal y analizadores digitales), pero no encuentro algo muy simple.

Encontré un proyecto que podría tomarse como referencia para una tesis de ingeniería:



https://www.scitepress.org/papers/2017/61219/61219.pdf

Mi pregunta es:

¿Hay manera de obtener la impedancia equivalente de alguna otra manera?

Saludos.





Tengo una idea algo difusa sobre MPLAB Harmony, XC32 con PIC32

Desconectado AnitaMalhereux

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #1 en: 20 de Septiembre de 2022, 12:34:31 »
Recuerdo que había algunas maneras que consistía en conectar una señal con la frecuencia con la que se va a trabajar (que me imagino ha de ser de 13MHz) a la antena y medir el ángulo de desplazamiento entre el voltaje aplicado y la corriente.

Para medir la corriente, se conecta una resistencia de un valor muy pequeño en serie a la impedancia desconocida, y comparando la señal sinusoidal aplicada con el voltaje que aparece en la resistencia auxiliar (osciloscopio de 2 canales) se obtiene el ángulo de desfase.

No es un proceso fácil, tiene muchos pasos y no es preciso, preferiría utilizar el chip que mencionan, también hay simuladores de antena en PCB que podrán darte una idea de los valores que podría tener la impedancia desconocía.

Dejo un documento de referencia:

https://cdn.ymaws.com/www.atmae.org/resource/resmgr/JIT/tisd1101.pdf


Desconectado DominusDRR

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #2 en: 20 de Septiembre de 2022, 12:48:58 »
Muchas gracias, si recurrí al simulador del fabricante, pero no fue tan precisa.

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Desconectado DominusDRR

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #3 en: 01 de Octubre de 2022, 18:23:18 »
Ahora que estaba un poco desocupado, estaba pensando como crear un dispositivo económico para calcular una impedancia desconocida.

El AD5933 tiene el inconveniente de que la frecuencia máximo que se aplica a la Z desconocida puede ser máximo de 100 kHz, y por lo menos, para mi caso debe ser un poco superior a unos 10 MHz.

Recordando un poco de circuitos eléctricos y leyendo como funciona el AD5933, se debe determinar el ángulo de desfase entre el voltaje aplicado y la corriente que circula por la impedancia.

Esto se puede hacer con un osciloscopio de doble canal, y para medir la corriente, se coloca una resistencia en serie, algo mas o menos así:



De esa manera se podría medir el ángulo de desfase y se tendría lo siguiente:

Z = R * (Vcanal1 - V_Canal2) / V_Canal2 (Valores absolutos)

Reactancia= Z*sen(Ángulo)

Resistencia = Z*cos(Ángulo)

Estaba buscando si existe un circuito integrado que pueda hacer esto, ya que calcular ángulos pequeños a la frecuencia que deseo trabajar, implica dispositivos que tienen tiempos de retardos en el orden de unos pocos pico segundos, y existen varios inconvenientes con elementos de lata velocidad.

Hasta que llegué al AD8302 (buscando un medidor de ángulo de fase en un circuito integrado), el cual entrega un voltaje proporcional al ángulo medido y a frecuencias que deseo medir la impedancia.



Lo único que no comprendo aún es como determinar si el ángulo es positivo o negativo, pero puede ser un buen principio para crear el dispositivo mencionado.







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Desconectado AnitaMalhereux

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #4 en: 02 de Octubre de 2022, 12:55:44 »

Estaba buscando si existe un circuito integrado que pueda hacer esto, ya que calcular ángulos pequeños a la frecuencia que deseo trabajar, implica dispositivos que tienen tiempos de retardos en el orden de unos pocos pico segundos, y existen varios inconvenientes con elementos de lata velocidad.

No comprendo lo que dices de tiempos en el orden de los picosegundos

Desconectado DominusDRR

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #5 en: 02 de Octubre de 2022, 15:57:57 »

Estaba buscando si existe un circuito integrado que pueda hacer esto, ya que calcular ángulos pequeños a la frecuencia que deseo trabajar, implica dispositivos que tienen tiempos de retardos en el orden de unos pocos pico segundos, y existen varios inconvenientes con elementos de lata velocidad.

No comprendo lo que dices de tiempos en el orden de los picosegundos

A lo que me refiero es que el periodo de las señales es de 360 (o 2 *pi) como este gráfico:



Si deseo determinar el desfase de dos señales de 15MHz, con un mínimo de 1 grado sería igual a 185.19 ps.

Ese rango de tiempo es muy pequeño para ser medido por un microcontrolador.

La idea de medir el desfase es mediante comparadores que generan un pulso cuyo ancho en tiempo de duración es proporcional al ángulo de desfase.




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Desconectado AnitaMalhereux

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #6 en: 03 de Octubre de 2022, 10:59:40 »
Ahora comprendo:

Lo que creo que está mal es la compuerta AND, pienso que debe ser una XOR.

Pero pienso con un osciloscopio podrías medir el ángulo sin la necesidad de crear un dispositivo para ello.

Desconectado DominusDRR

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Re:Obtener la impedancia equivalente de una antena NFC.
« Respuesta #7 en: 03 de Octubre de 2022, 11:11:56 »
Ahora comprendo:

Lo que creo que está mal es la compuerta AND, pienso que debe ser una XOR.

Pero pienso con un osciloscopio podrías medir el ángulo sin la necesidad de crear un dispositivo para ello.

Tienes razón lo de la compuerta, es una xor para crear un pulso.

Con respecto a usar un osciloscopio de doble canal, para una cálculo aproximado y con un ángulo de desfase que pueda ser visualizado, no habría problema, pero por ejemplo, estuve haciendo unas simulaciones, y con una impedancia con 1 grado de desfase y el ángulo para ser medido con el osciloscopio creo que es imposible. Imagen adjunta:

(La simulación fue con una resistencia de 1 ohmio, un capacitor de 607.87nF y la frecuencia de 15MHz, el simulador tiene un problema que a veces a pesar de cambiar el valor de un elemento, visualmente mantiene el valor original, guardando, cerrando y volviendo abrir el programa muestra el valor correcto)

« Última modificación: 03 de Octubre de 2022, 11:15:21 por DominusDRR »
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