一、 PCF7991 简介 作为 NXP PEPS 架构 LF 芯片的“老大哥”，PCF7991（代号 ABIC1）设计的目的便是在 125kHz 这一频段，结合幅移键控（简称 ASK）的技术向钥匙（简称 Transponder）发送数据；同时还基于幅值调制/相位调制（AM/PM）的原理，读取来自钥匙的数据。如 图 1.1 所示。 图 1.1 基站端与钥匙 LF 数据通讯 而 NXP 在对于 PCF7991 的介绍中更多的是涉及 IMMO 的通讯方式，而在本篇章中我们将主要针对 PKE 功能进行讲解。换言之，从基站端到钥匙的 125kHz 数据传输将是本次的重点。 因为基站数据传输采用的是幅移键控，所以这其中将涉及到幅值调制，而在 PCF7991 中，幅移键控的调制深度为 100%，所以又可将其称为一种特殊的幅移键控——二进制振幅键控（OOK）。而这该调制可以通过主控芯片对 PCF7991 串口的控制来实现。具体来说就是通过 SCLK、DOUT 以及 DIN 这 3 个串口对 PCF7991 Configuration Pages 进行写入，再计算采样相位，进行通用设置，然后通过 WRITE_TAG(_N) 开启透传。这之后用户通过控制 DIN 的电平高低变化，即可实现天线驱动的关闭和开启，这也就完成了 OOK 调制。 二、 调谐的原因 在 PEPS LF 这部分调谐是非常有必要的一部分，对于 PCF7991 而言也不例外。在用户对这颗低频芯片进行类似 图 2.1 的操作时，肯定会注意到 GET_CONFIG_PAGE 2 以及 GET_CONFIG_PAGE 3 回传的状态位 ANTFAIL 发生了置位。而这有一部分原因就是 LF 天线选择存在问题，或者更准确地说是天线失谐了。
图 2.1 PCF7991 配置流程 图 2.2 是 GET_CONFIG_PAGE 命令发送之后各自的响应，其中如果 PAGE2 以及 PAGE3 响应的 bit 4 为 1，则说明天线有失谐的可能。 图 2.2 GET_CONFIG_PAGE 响应 天线失谐，则意味着低频数据不会被调制到 125kHz 载波上，这也就意味着在钥匙接收天线正常的情况下，双方的通信有可能受影响。另外对于 PCF7991 而言，天线失谐还会导致天线故障。这也就导致天线电流以及 Tap Point 的电压无法处于正常的工作状态，具体来说就是电流电压值偏低，如 图 2.3 所示。 图 2.3 失谐情况下，天线电流（CH4，绿色）很低 电流值较低可以理解为基站 LF 信号发射功耗受限，这将会影响到 PKE 的通讯距离，如果需要解决这一问题，LF 天线调谐是非常有必要的。 三、 调谐方法 1. 使用网络分析仪调谐 在调谐的过程中，用户可以使用网络分析仪来判断 125kHz 是否是谐振点，不仅如此使用网络分析仪还可以测量包含 Rrf 以及 Rcopper 在内的天线阻抗的实部 Rant，该参数主要是由 图 3.1 中的 Ra 决定，并且会决定天线的最大电流。 图 3.1 包含 EMI 保护的天线电路 而在调试的过程中，可以先将该部分电路与芯片端的 TX1，TX2 以及 RX 引脚断开，然后将天线电路需要接入 TX1 以及 TX2 的末端接入网络分析仪（注意天线需要保持连接以构成完整的回路），之后只需要调整 La 或者 Ca（当然这里建议先确定好 La，再去调整 Ca 容值），保证 125kHz 阻抗虚部尽可能为 0，实部便是 Rant，如 图 3.2。 图 3.2 网分 125kHz 呈阻性， Rant = 32.375Ω（图像仅作说明使用） 2. In-system调谐对天线调谐，还可以利用示波器进行，用户可以将探头放置于 Tap Point 的位置，因为在正弦波的半个周期内，均会出现因为驱动开关而形成的 5V-step，如果 5V-step 位于波峰和波谷之外的位置，则说明天线失谐，如 图 3.3；反之则证明天线经过了调谐，如 图 3.4。 图 3.3 5V-step 不在波峰和波谷（CH2，蓝色），天线失谐 图 3.4 5V-step 位于波峰波谷（CH1，黄色），天线调谐 四、 注意事项 在进行天线调谐的过程中推荐先确定天线的感值，对于大多数峰值电流在 200mA 的应用中，推荐选择 400uH ~ 500uH，而 200uH~250uH 则可以用在 Burst Mode 中。 电感确定好之后，可以开始调整 Ca，Ca 与其串联电容 Cs 共同构成谐振电容。Cs 可以选取大一点的容值，并且对于精度要求可以不用太高。但是 Ca 就需要使用高精度，NP0 电容（排除烙铁焊接等情况对容值的干扰），由于容值属于 nF 级别，所以为了选料方便一点，Ca 的封装也尽可能大一些（0603 以上）。
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