Page 10 - 第4部応用事例編ver60_Neat

ＩＣカードアンテナ周辺回路構成 並列共振 ・並列共振フィルタ L=0.7u L=0.7u
直列共振 C=20P C=30P
・アンテナ駆動トランスの並列CRの働き L=0.7u f=42.5MHz f=35MHz
差動増幅回路による差動出力部のアンテナ駆動トランスに並列にコン C=10P
デンサと抵抗が挿入されているのでこの働きの動作を述べる。 f=60.2MHz 共振周波数？

・不要輻射
パルスで生成された１３．５６MHｚの伝送キャリアを差動増幅器で共振させる
ので１３．５６MHｚの正弦波形に近い波形が得られそれがアンテナに供給され
る。しかし元々パルス波形には第ｎ次高調波が含まれている事。また共振回
路では正弦波形に近いものの回路による歪が生じて高調波が含まれていると
考えられる事などから高調波がアンテナから外部にもれこれが不要輻射とな
る。
１３．５６MHｚの高調波は
基本波 １３．５６MHｚ 第４次高調波 ５４．２４MHｚ
第２次高調波 ２７．１２MHｚ 第５次高調波 ６７．８MHｚ

第３次高調波 ４０．６８MHｚ

である。次数の少ない程パワーが大きいので第２、第３次高調波あたりが外部 上図にトランスT1のインダクタンス（0.7μH)とコンデンサCの並列合成インピーダンス
に不要輻射（スプリアス）として出やすいのでこれらがでないようにフィルタが の周波数特性を示す。並列共振は、共振時にインピーダンスがQ倍と非常に大きくなる
必要になる。 特性がある。これは共振時にはアンテナ駆動トランスに電流が流れないことになるので
図に１３．５６MHｚの発振源のスペクトラムを示す。デューティ５０％波形の場 共振周波数特性を選択すればその周波数を通さないトラップとして働くことになる。
合は偶数高調波は出ないので奇数高調波が出ているのが見える。 ・C=１０ｐ
差動増幅ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀのエミッタ側の電流波形には偶数高調波が出現しているの Qが高いが共振周波数が高いので、第２/第３高調波のトラップとしてはきかない。
が見られる。 ・C=20P
Qが下がるが第２高調波～第５高調波のトラップとしてききそうである。
13.56MHzの発振源のｽﾍﾟｸﾄﾗﾑ 差動ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀのｴﾐｯﾀc電流のｽﾍﾟｸﾄﾗﾑ ・C=30p
Qが下がりすぎて基本波もCの方に流れてコイル電流が減少していく。
3.0V 150mA 基本 この特性をみると２０ｐF前後で第２～第５高調波のトラップとして動作すると考えられ
100mA 波 る。しかし本来の直列共振回路に影響する内容であるのでカットアンドトライも必要だ。
基本
2.0V 波 第５高調 50mA 第２高調 第４高調 060302 KYOUSIN 基本波
波 波 波 42.4MHzG
第３高調
1.0V 波 SEL>> -I(R4) R1 1 VP
0A 5 L1
SEL>> 0.7uH
0V 20V V3 VDB
V(V5:+) 2
20V 1Vac C1
0Vdc 20p
差動ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀのｺﾚｸﾀ電圧のｽﾍﾟｸﾄﾗ
ﾑ

10V 10V

基本波 0

0V 40MHz 80MHz 101MHz 0V 50MHz 75MHz ・並列共振回路部の周波数特性のORCAD
0Hz Frequency 0Hz 25MHz Frequency 波形を示す。２０PFの場合共振周波数が４
V(Q2:c) V(Q1:c) V(Q2:c) V(Q1:c) ２．４MHｚではR１に電流が流れていない。
・位相特性によると
・フィルタ 99MHz 並列共振周波数以下ではこの並列回路は
高調波の飛び出しを軽減するために高調波成分を通過させないために通常 L成分が強くなるので直列共振回路のLとし
フィルタが挿入される。 て機能するが、並列共振周波数以上ではC
今回の回路構成では差動共振回路のアンテナへの出力トランスTに並列に 成分が強くなるので直列共振回路動作に影
CRが接続されているので、この回路がフィルタの役割をしている。 響が現れる。
差動共振回路はトランスTのインダクタンスとC3とC4のコンデンサが直列共 ・言い換えると並列共振周波数を低くすると
振を形成していた。１３．５６MHｚにおいては直列共振の結果トランスのTの両 （並列のCを大きくすると）直列共振周波数の
端の電圧が増幅されその結果大きな電流がアンテナに流れる。共振のQはあ 動作が乱れてくることになる。
まり高くないので１３．５６MHｚの共振帯域幅が広く選択度がよくないので、N
次高調波部分まで増幅されてアンテナへ電流が流れる事も予想される。した
がって基本波の増幅は行い基本波以上の次数は阻止する急峻なフィルタが
必要である。急峻なフィルタとして先のCとトランスTの並列共振を使ってフィル
タが構成されている。