Схемотехника 125 kHz считывателя EM-Marin Опции

[VadymEngineer]

Доброго времени суток.
Некоторое время назад занимался разработкой и интеграцией считывателя 125 кГц карт в СКУД. Сделав реверс-инжиниринг некоторых готовых устройств, потрепавшись на форумах и посмотрев на готовые схемы различных умельцев моя больная фантазия родила что-то такое:

Катушка L1(антенна) и конденсатор C1 создают колебательный контур на который из усилителя на Q2 Q1 подаётся несущая 125 кГц (меандр с выхода МК). R3 C2 и D1 - простейший детектор АМ - сигнала. X1 и X2 - ОУ LM324. На X1 собрано какое-то подобие неинвертирующего усилителя (на инв. вход подаётся сигнал с C4 пропущеный через фильтр нижних частот R6 C5, а на неинвертирующий - неотфильтрованый сигнал с C4, на выходе получаем усиленную разность сигналов). На X2 собран формирователь импульсов на чём-то вроде триггера Шмидта. Опять-таки гистерезис задаётся относительно сигнала полученого с ФНЧ R9 C6. Все эти извраты нужны были для того, чтобы обеспечить более-менее стабильное функционирование устройства, так как по шине питания проходило много низкочастотных помех, которые мешали декодированию карт, смешиваясь с выходным сигналом. Сигнал с выхода m_out поступает на МК для декодирования.
Сейчас предстоит разработка новой версии устройства. Кроме считывателя EM-Marin там будут также присутствовать считыватель Mifare(PN532) и NFC-тэг(RF430CL330) для работы со смартфонами. Причём расположение антенн будет приблизительно такое:

Поскольку все антенны расположены очень плотно, то включаться они будут по очереди, отсюда вопрос для знатоков номер раз:
Как определить наличие карты EM-Marin в поле считывателя ещё до того, как она "накачалась" энергией и начала отдавать код? Моя идея-фикс - при включении несущей отслеживать с помощью АЦП, как быстро нарастает амплитуда напряжения в колебательном контуре. Если нарастает медленно - значит есть карта в поле считывателя.
Также есть ряд вопросов по улучшению схемотехники текущего решения:

1. Каким образом производится рассчёт детектора D1-R3-C2-C4 и его согласование с последующими каскадами?
2. Возможно имеет смысл пустить оба ОУ на фильтр и усилитель, а формирователь импульсов вынести на отдельную МС типа 74AHC1G14? Если так, то какую АЧХ я должен получить этими фильтрами?
3. Имеет ли смысл заменять ОУ LM324 на ОУ с лучшими параметрами (Rail-to-rail, меньше напряжение смещения, выше коэффициенты ослабления сигнала по синфазному напряжению и питанию) или же это не даст значительного эффекта?
4. В режиме энергосбережения нужно отключать ОУ, нормальное ли решение использовать линейный регулятор с опцией shutdown чтобы отдельно питать от него ОУ и колебательный контур, или же есть решение попроще?

Почитав AN680 от Microchip набрёл там на такую схему (привожу фрагмент):

Что там делают D7 и D8? Какое-то ограничение по амплитуде? Нужно ли мне добавлять аналогичную защиту?
Прокомментируйте пожалуйста триггер на U5, конкретно интересует цепочка R20-R25-C17.
Буду рад любой критике и комментариям.

[TrestConsom]

Что там делают D7 и D8? Какое-то ограничение по амплитуде? Нужно ли мне добавлять аналогичную защиту?
Прокомментируйте пожалуйста триггер на U5, конкретно интересует цепочка R20-R25-C17.
Буду рад любой критике и комментариям.

D7 и D8 защищают возможный пробой входов усилителя U5. В реальности для приведенных параметров катушки L2 и конденсатора C14 1.62mH и 1000pF реактивное сопротивление составит примерно 1,2 кОм.
Сопротивление защитного резистора R8 (R10) 10 Ом, да еще омическое сопротивление катушки примерно 10 Ом дадут в сумме добротность контура 60. Получается, что амплитуда частоты 125 кГц в точке соединения L2, C14 составит 60*(5...6)=300...360 вольт.
У меня на столе сейчас - катушка индуктивностью 1,62 мГн, конденсатор емкостью 1000 пФ, сопротивление катушки 6 Ом да защитный резистор 10 Ом - измеренная амплитуда 300 вольт. Без защитного резистора - 400 вольт.
При этих параметрах и диаметре катушки 75 мм уверенная дальность определения кода карточки - 100 мм.
Я еще удивляюсь, почему на схемах AN680 использованы рабочие напряжения конденсаторов 200V, хотя должны быть не менее 630V. Ведь не все же считыватели работают ненастроенными в резонанс, при допуске емкости 10% (как в схеме) обязательно в каком-нибудь случае напряжение в контуре достигнет 400 вольт.

Триггер, подобный указанному на U5, Вы и сами в своей схеме используете на X2. Только у Вас опорная точка плавающая, а в схеме Microchip эта опора примерно половина питания - 5 вольт от 9 вольт.