一、 介绍

本文旨在描述 NCF3321 的 NFC 天线布局的一些相关内容 。为了提供适当的性能，并仍然满足 CE、FCC 或 MIC 等认证，必须保持基本的模拟设计。

        本文提供了一些设计的建议，如就布局而言，设计的哪些部分是最关键的，并给出了经过验证的建议。

有两个主要部分需要考虑：射频和天线电路本身，以及电源。

二、 射频电路布局注意事项

NCF3321 的布局建议如下：

• 元件放置尽可能靠近 IC
• 将两个紧密放置的电感 L0 彼此垂直或成 45 度角，如图 2.1 所示。

             

图 2.1   L0 彼此垂直

• 将电感 L0 尽可能靠近 NCF3321 以获得更短的 TX 线路。
• 将 RX 线路的电容靠近 NCF3321 。

 

对于布线，可以给出以下建议：

•  Tx  的线路放置于 Top 层
• 根据匹配的网络和天线位置，尽可能在顶层布 RX 线或在第三层（内部信号层 1）布 Rx 线。
• Tx 线路上不用任何过孔。
• Rx 线路用盲孔。
• 用任意角度布线。不用 90 度 / 45 度或奇角弯曲。
• RX 和 TX 线路必须与 GND 分离布线（避免串扰）。
• TX 线路以及 Rx 线路相互对称。如图 2 所示。

图 2.2   Tx 布线相互对称

布局的一个重要部分是 GND 层：

• GND 形状填充所有层（如图 3 所示）
• 射频线周围设置多个 GND 过孔
• 不允许有测试点
• 射频线上不要有丝印标签
• L2_GND 层提供实地层

图 2.3  NCF3321 Layout 参考图

 

三、电源线路建议

        除了射频和天线设计外，电源对于 NFC 板的功能和性能也很重要。特别是对于 DC/DC 转换器，其布局需要精心设计。NCF3321 为 3.3V 供电，因此，Tx 输出可以驱动到 ITVDD = 350mA。

       基于电源电压 VDDPA = TVDD = 5.7V，这意味着整个天线电路的总功耗可能高达

       Ptot ≈ 2W。

       因此，对电源线路布局给出如下建议：

VBATPWR：

• 元件放置尽可能靠近引脚
• 布线尽可能的短
• 线宽 150mil
• 不要过孔

VDDNV、VDDC：

• 将 22uF 电容尽可能靠近 VDDNV / VDDC pin 放置
• 线宽 10mil
• 不要过孔

 

VDDPA：

•  将 100pF + 4.7uf 电容尽可能靠近 VDDPA pin 放置
• 线宽 ≥ 30mil
• 尽量避免过孔

 

 图 3.1  电源布线参考图

VUP：

•  将元件尽可能靠近 VUP pin 放置
•  靠近引脚放置小电容
•  尽量把元件放在芯片的同一侧
•  布线为 Cu 形状

 

VREF：

•  将 1uF 电容尽可能靠近 VREFF pin 放置
•  布线宽度为 20mil

 

VMID、TXVCM：

 将电容尽可能靠近 VMID pin 放置

 

3.1 电源布局设计注意事项

如表 1 ，保持寄生电容和电感值低于或等于此值。

电源名称	寄生电容	寄生电感	最大 VCC	最大 ICC	布线细节
VBATPWR	7.7pF	0.56nH	5.5V	800mA	Cu shape/150mil width
VDDC	1.5pF	0.88nH	1.14V	30mA	Cu shape/thicker trackwidth
VDDNV	1pF	0.98nH	2.2V	150mA	10mil width
VDDPA	1.8pF	0.26nH	6V	750mA	30mil width
VUP	8.1pF	0.68nH	6V	750mA	10mil width
VREF			0.9V	1mA	20mil width
VMID			1.8V	20mA	thicker trackwidth
TXVCM			3V	20mA	thicker trackwidth

表 1   电源布局设计注意事项

四、小结

本文主要介绍了 NCF3321 天线射频部分及电源部分的布局设计，希望给大家带来帮助。

如想了解 NXP NCF3321 之 GND 线路布局或者 clock 线路布局的注意事项，敬请联系世平集团 ATU 部门，<atu.sh@wpi-group.com>

 

 

【参考文献】

• NCx3321 datasheet, nxp.com
• ISO/IEC 14443 standard, part 1 to 4, iso.org
• AN_SCA 2105 NCx3321 Antenna Design Guide