Simulation RFID 125 kHz dans Multisim : Limitations & Approche simplifiée

Multisim (basé SPICE) ne peut pas simuler pleinement un système RFID 125 kHz — il manque modèles RFID spécifiques (protocoles ISO 11784/11785, ISO 14443, ISO 15693), comportement CI transpondeur, et physique couplage électromagnétique. Cependant, un modèle simplifié niveau circuit peut démontrer principes couplage résonant et redressement.

Modèle Multisim simplifié

Côté Lecteur (Excitation)

• Source tension AC : 125 kHz sinusoïdale, 5-15 V_pp (simule commande antenne lecteur)
• Réseau résonnant série : L_lecteur + C_lecteur accordé 125 kHz
• Résistance série : 1-5 Ω (ESR bobine + impédance sortie driver)

Côté Étiquette (Transpondeur)

• Réservoir résonnant parallèle : L_étiquette || C_étiquette accordé 125 kHz
• Coefficient couplage (k) : 0,01-0,3 (Inductance mutuelle M = k√(L₁L₂))
• Redresseur : Pont diodes (1N4148 ou Schottky) + condensateur filtrage
• Charge : 10-100 kΩ (simule impédance entrée CI)
• Modulation (optionnel) : Résistance charge commutable pour rétrodiffusion (F2F/Manchester)

Calcul valeurs composants

Cible : f₀ = 125 kHz = 1 / (2π√(LC))

Choisir L = 1 mH → C = 1 / ((2π×125k)² × 1m) ≈ 1,62 nF

Étiquette typique : L = 1-10 mH, C = 100-2000 pF

Étapes configuration Multisim

1. Placer AC_SOURCE (125kHz, 10Vpp)
2. Lecteur : L1=1mH, C1=1,62nF, R1=2Ω série
3. Étiquette : L2=2mH, C2=810pF parallèle
4. Couplage : Ajouter inductance mutuelle K12 (k=0,1) entre L1 et L2
5. Redresseur : D1-D4 (1N4148) pont aux bornes L2||C2
6. Filtrage : C3=100nF sortie redresseur
7. Charge : Rload=50kΩ aux bornes C3
8. Analyse transitoire : 0 à 5ms, pas max 1µs

Observations attendues

• Tension réservoir étiquette pic à résonance (Q × tension lecteur)
• CC redressé apparaît aux bornes C3 (~5-10V selon couplage)
• Modulation charge : Commutation Rload crée variation amplitude côté lecteur (rétrodiffusion)

Ce que ce modèle NE PEUT PAS capturer

• Gestion protocole (anti-collision, inventaire, commandes lecture/écriture)
• Machine états CI transpondeur, mémoire, fonctions cryptographiques
• Couplage électromagnétique proche (simulation EM onde complète nécessaire : HFSS, CST, FEKO)
• Environnement multi-étiquettes, collision lecteurs, limites réglementaires (FCC Part 15, ETSI 302 208)
• Effets température, tolérances composants, parasitiques PCB

Meilleurs outils simulation RFID

Outil	Force
ANSYS HFSS / CST Studio	Simulation EM 3D complète antennes, couplage, SAR
Keysight ADS / Cadence AWR	Co-simulation circuit RF + système, modèles comportementaux
MATLAB/Simulink + RFID Toolbox	Niveau protocole, traitement signal, architecture système
RFIDsim / Simulink custom	Simulation physique + protocole RFID dédiée
Matériel : Kits évaluation (TI, NXP, Microchip, ST)	Validation réelle — essentiel accord antenne

Multisim peut illustrer la physique analogique front-end (résonance, redressement). Pour protocole, firmware, validation système, utiliser outils RFID dédiés ou prototypes matériels.