Tiếp theo đây ta sẽ đi tính tốn một số cơng thức để tìm ra giá trị thích hợp cho các linh kiện trong sơ đồ khối mạch ta sử dụng. Đây là các cơng thức cĩ trong tài liệu đi kèm theo chip EM4095 do nhà sản xuất EM Microelectronic phát hành.Dưới đây là sơ đồ khối mạch RF chịu trách nhiệm chính là phát ra sĩng vơ tuyến thơng qua cuộn anten:
Hình 2.13 Sơ đồ khối mạch RF Hệ thống sẽ hoạt động tại tần số là:
f0 = 125 kHz và phạm vi nhiệt độ mơi trường xung quanh là:
từ -40 tới 85°C.
Độ tự cảm của anten thường được chọn trong phạm vi từ 300 uH tới 800 uH. Ở đây , ta sẽ chọn độ tự cảm và hệ số chất lượng của anten là:
LA = 720 uH ± 1%
QA = 40.
Trở kháng của anten được tính theo cơng thức:
Ta giả thiết trở kháng điều khiển anten và các điện áp nguồn cung cấp năng lượng cho anten như dưới đây:
RAD = 3 Ω VĐ - VSS = 5V
Hệ thống sẽ hoạt động tại tần số 125 kHz. Nên điện dung cộng hưởng Cres được tính theo cơng thức dưới đây:
Bằng cách cho anten được điều khiển theo cấu hình cầu điều khiển và áp dụng cơng thức :
và
Ta sẽ tính được các đại lượng dịng và điện áp tại anten của reader là (với Rser=0):
Đầu vào tín hiệu tại DEMOD_IN được giới hạn bởi hệ số phân chia dC (tức là làm mất đi một phần tín hiệu ban đầu với hệ số dc), để nĩ cĩ thể đáp ứng các chế độ đọc khác nhau của EM4095. Như các sơ đồ mạch chỉ ra ở dưới đây , ta thấy chip EM4095 cĩ khá nhiều chế độ đọc. Nên cĩ lẽ vậy mà chip này khá uyển chuyển trong việc thiết kế , tức là dùng chip này để thiết kế một reader cho nhiều loại thẻ khác nhau .Chẳng hạn như thẻ chỉ đọc EM4100, thẻ đọc – ghi EM4150 , thẻ EM4069,...Với sơ đồ mạch trên là thiết kế chỉ dành riêng cho các thẻ chỉ đọc EM4100.
Hình 2.14 Tín hiệu anten tại DEMOD_IN đã được phân chia với hệ số dC
Với mỗi chế độ đọc , để cho trạng thái tín hiệu tại chân DEMOD_IN tốt nhất cĩ thể, thì giá trị của tụ điện phân chia nên được định lượng với sai số thấp. Ta cĩ thể định lượng giá trị đĩ dựa trên bất đẳng thức dưới đây :
Tại VDEMOD_IN_PP = 4VPP thì hệ số phân chia dC = 35. Đây cĩ vẻ là một sự lựa chọn tốt. Ngồi ra tỷ lệ phân chia cĩ thể được thực hiện theo cách sử dụng các tụ điện chuẩn. Ví dụ, với tụ điện CDV2 thì giá trị tốt nhất nên chọn là nằm trong phạm vi từ 1 nF tới 2 nF. Tương tự như vậy ta cũng chọn được giá trị các tụ điện khác cĩ liên quan đến hệ số phân chia dC là:
CDV1 = 47 pF CDV2 = 1.5 nF
Để tính tốn ra giá trị cộng hưởng Co tốt nhất ta nên tính đến sự xuất hiện của cả các tụ điện Cdv1 và Cdv2 như cơng thức dưới đây:
Và từ đây ta cĩ thể tính lại giá trị của tần số cộng hưởng theo cơng thức dưới để tăng thêm độ chính xác trong thực tế:
Cịn giá trị các tụ điện Cdec và Cdc2 là ta đã thiết lập mặc định ban đầu với các giá trị là:
Cdec = 100nF, Cdc2 = 10nF.
Vậy tĩm lại cuối cùng ta sẽ thu được giá trị của các linh kiện sử dụng là: CDC2 = 10nF CFCAP = 100nF CAGND = 100nF CDEC = 100nF CRES = 2.2nF CDV1 = 47uF CDV2 = 1.5nF LA = 720uH