CN103701501A - 近场通信设备及其中的天线模块 - Google Patents
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Abstract
公开了一种近场通信（NFC）设备及其中的天线模块。该近场通信设备包括与天线模块通信耦接的NFC核心。NFC核心向天线模块提供遍历相当大的距离的低功率通信信号。当与照惯例遍历相当大的距离的高功率通信信号相比时，低功率通信信号发出大幅减少的电磁辐射。结果，减少了留在其他附近电子电路中的信号上的多余电磁发射和/或失真。在低功率通信信号到达天线模块之后，天线模块将低功率通信信号转换为高功率通信信号以传输至另一个具有NFC功能的设备。另外，天线模块转换来自具有NFC功能的设备的被调制到高功率通信信号上的通信以向NFC核心提供低功率通信信号。
Description
技术领域
本发明涉及近场通信（NFC），更具体地，涉及减少具有NFC功能的设备中的多余电磁发射和/或失真。
背景技术
近场通信（NFC）设备被整合到诸如智能手机等的移动设备中，以便于在进行日常交易过程中使用这些移动设备。例如，可将信用卡所提供的信用信息加载到NFC设备并存储在其中以便在需要时使用，而不是携带大量的信用卡。NFC设备简单地与信用卡终端触碰以将信用信息中继给它从而完成交易。作为另一实例，诸如在公共汽车和火车终端中使用的票务写入系统可简单地将票价信息写入在NFC设备上，而不是向乘客提供纸质车票。乘客简单地将NFC设备触碰读取器以乘坐公共汽车或火车，而无需使用纸质车票。
传统NFC设备包括与天线通信耦合的NFC核心。持续发展的硅半导体制造技术与先前硅半导体制造技术制造的那些相比减小了NFC核心的尺寸。然而，天线的尺寸几乎保持不变。结果，在NFC核心与天线之间遍历的通信信号遍历更大距离。照惯例，高功率通信信号在NFC核心与天线之间遍历更大的距离。结果，这些高功率通信信号发射出大量的电磁辐射，这将多余电磁发射和/或失真留在附近电子电路中的信号上。
发明内容
根据本发明的几个方面，提供了近场通信（NFC）设备和用于近场通信（NFC）设备的天线模块：
（1）一种近场通信（NFC）设备，包括：
NFC核心，被配置为提供低功率传输信号并接收低功率接收信号；以及
天线模块，被配置为将所述低功率传输信号转换为高功率传输信号，感测所述高功率传输信号的波动，反映所述高功率传输信号中的波动以提供感测到的波动，并向指示所述感测到的波动的所述NFC核心提供所述低功率接收信号。
（2）根据（1）所述的NFC设备，其中NFC核心包括：
调制器模块，被配置为将信息调制到载波上以提供所述低功率传输信号；以及
解调器模块，被配置为解调所述低功率接收信号以恢复由另一个NFC设备提供的信息。
（3）根据（2）所述的NFC设备，其中，所述NFC核心进一步包括：
控制器，被配置为从一个或多个数据存储设备、用户接口或与所述NFC设备耦接的其他电气设备或主机设备接收所述信息，并向所述一个或多个所述数据存储设备、所述用户接口、或所述其他电气设备或主机设备提供恢复信息。
（4）根据（1）所述的NFC设备，其中，所述天线模块包括：
放大器模块，被配置为将所述低功率传输信号转换为所述高功率传输信号；
第一电流镜，被配置为将第一偏置电流供应给所述放大器模块，所述第一偏置电流被配置为以与所述高功率传输信号基本上类似的方式波动，所述第一电流镜还被配置为提供与所述第一偏置电流成比例且指示所述高功率传输信号内的波动的第一感测电流；以及
第二电流镜，被配置为从所述放大器模块汲取第二偏置电流，所述第二偏置电流被配置为以与所述高功率传输信号基本上类似的方式波动，所述第二电流镜还被配置为提供与所述第二偏置电流成比例且指示所述高功率传输信号的波动的第二感测电流。
（5）根据（4）所述的NFC设备，其中，另一个NFC将信息调制到所述高功率传输信号上以导致所述波动。
（6）根据（5）所述的NFC设备，其中，所述第一电流镜包括：
第一p型金属氧化物半导体（PMOS）器件，被配置为提供所述第一偏置电流；以及
第二PMOS器件，被配置为提供所述第一感测电流，以及
其中，所述第二电流镜包括：
第一n型金属氧化物半导体（NMOS）器件，被配置为提供所述第二偏置电流；以及
第二NMOS器件，被配置为提供所述第二感测电流。
（7）一种用于近场通信（NFC）设备的天线模块，包括：
放大器模块，被配置为放大低电平电流信号以提供高电平电流信号；以及
电流镜，被配置为向所述放大器模块提供偏置电流，并提供与所述偏置电流成比例的感测电流，所述感测电流被配置为以与所述高电平电流信号基本上类似的方式波动。
（8）根据（7）所述的天线模块，其中，所述电流镜包括：
第一p型金属氧化物半导体（PMOS）器件，被配置为提供所述偏置电流；以及
第二PMOS器件，被配置为提供所述感测电流。
（9）根据（7）所述的天线模块，其中，所述电流镜包括：
第一n型金属氧化物半导体（NMOS）器件，被配置为提供所述偏置电流；以及
第二NMOS器件，被配置为提供所述感测电流。
（10）根据（7）所述的天线模块，进一步包括：
电感耦合元件，被配置为利用所述高电平电流信号生成磁场。
（11）根据（10）所述的天线模块，其中，所述电感耦合元件被配置为从第二NFC设备电感接收被调制到所述高电平电流信号上的通信信号。
（12）根据（10）所述的天线模块，其中，所述通信信号使所述高电平电流信号波动。
（13）根据（7）所述的天线模块，其中，所述NFC设备被配置为从第二NFC设备电感接收被调制到所述高电平电流信号上的通信，所述通信使所述高电平电流信号波动。
（14）根据（7）所述的天线模块，其中，所述放大器模块被表征为具有大于单位一的电流增益。
（15）一种用于近场通信（NFC）设备的天线模块，包括：
放大器模块，被配置为向电感耦合元件提供第一通信信号以生成磁场，所述电感耦合元件被配置为从第二NFC设备接收被调制到所述第一通信信号上的第二通信信号；以及
感测模块，被配置为将偏置电流供应给所述放大器模块，所述第二通信信号在所述偏置电流中重建，所述感测模块还被配置为感测所述偏置电流中的所述第二通信信号，以提供与所述偏置电流成比例且指示所述第二通信信号的感测电流。
（16）根据（15）所述的天线模块，其中，所述感测模块包括：
第一p型金属氧化物半导体（PMOS）器件，被配置为提供所述偏置电流；以及
第二PMOS器件，与所述第一PMOS设备耦接以形成电流镜，被配置为提供所述感测电流。
（17）根据（15）所述的天线模块，其中，所述感测模块包括：
第一n型金属氧化物半导体（NMOS）器件，被配置为提供所述偏置电流；以及
第二NMOS器件，与所述第一NMOS器件耦接以形成电流镜，被配置为提供所述感测电流。
（18）根据（15）所述的天线模块，其中，所述放大器模块被表征为具有大于单位一的电流增益。
（19）根据（15）所述的天线模块，进一步包括：
第二感测模块，被配置为从所述放大器模块汲取第二偏置电流，所述第二通信在所述第二偏置电流中重建，所述第二感测模块还感测所述第二偏置电流中的所述第二通信信号以提供与所述偏置电流成比例且指示所述第二通信信号的第二感测电流。
（20）根据（15）所述的天线模块，其中，所述NFC设备被配置为对所述感测电流进行操作以恢复来自所述第二通信信号的信息。
附图说明
将参照附图对本发明的实施方式进行描述。在附图中，类似的编号表示相同、功能相似的元件。另外，编号最左边的数字表示编号首次出现的附图。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的NFC环境的框图；
图2示出了根据本发明的示例性实施方式的NFC设备的框图；
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的可以被实现为NFC设备的一部分的示例性天线模块的框图。
现在将参照附图对本发明进行描述。在附图中，类似的编号一般表示相同、功能相似和/或结构相似的元件。元件首次出现的附图用编号最左边的数字表示。
具体实施方式
以下具体实施方式参照附图说明与本发明一致的示例性实施方式。在具体实施方式中提及的“一个示例性实施方式”、“示例性实施方式”、“示例性实施方式实例”等指示描述的示例性实施方式可以包括特定的特点、结构或特征，但每个示例性实施方式可以不一定包括该特定的特点、结构或特征。而且，这种词语并不必提及同一示例性实施方式。此外，当结合示例性实施方式对特定的特点、结构或特征进行描述时，无论是否明确地描述，结合其他示例性实施方式会对此特点、结构或特征产生影响在相关领域的技术人员的认识范畴之内。
本文描述的示例性实施方式用于说明目的，而不是限制性的。其他示例性实施方式是可行的，且在本发明的精神和范围内可以对示例性实施方式进行修改。因此，具体实施方式并不意味着限制本发明。相反，仅根据以下权利要求及其等同物来确定本发明的范围。
本发明的实施方式可以以硬件、固件、软件或其任意组合实施。本发明的实施方式可以另外实现为存储在机器可读介质上的指令，所述指令可以由一个或多个处理器读取并执行。机器可读介质可以包括存储或传输机器（例如，计算设备）可读形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备、电、光、声或其他形式的传播信号（例如，载波、红外线信号、数字信号等），等等。此外，固件、软件、例程、指令在本文中可以被描述成执行某些操作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便起见，这样的操作实际上是由计算设备、处理器、控制器或执行固件、软件、例程、指令等的其他设备引起的。
示例性实施方式的以下具体实施方式将如此全面地揭示本发明的一般性，使得在不背离本发明的精神和范围的情况下，其他人可以通过应用相关领域的技术人员的知识，对各种应用比如示例性实施方式进行轻易的修改和/或改动，而无需进行不合理的实验。因此，根据本文提出的教导和指导，这样的改动和修改的目的在该含义和多个示例性实施方式的等同物之内。应理解，本文的措辞或术语的目的在于描述而非限制，因此本说明书的术语或措辞必须由相关领域的技术人员根据本文的教导进行解释。
出于讨论目的，术语“模块”应理解为包括软件、固件和硬件（例如，一个或多个电路、微芯片或设备或其任意组合）及其任意组合中的至少一个。另外，要理解的是，每个模块可以包括实际设备中的一个，或一个以上实际设备中的组件，并且构成所描述的模块的一部分的每个组件可以协作地或独立于形成模块的一部分的任何其他组件来发挥作用。相反，本文中描述的多个模块可以表示实际设备中的单个组件。此外，模块中的组件可以位于单个设备中或者以有线或无线方式分布在多个设备之间。
尽管本发明的描述是在NFC方面进行说明的，但相关领域技术人员将意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以适用于使用近场和/或远场的其他通信。例如，尽管利用具有NFC功能的通信设备描述本发明，但相关领域技术人员将意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，这些具有NFC功能的通信设备可以适用于使用近场和/或远场的其他通信设备。
示例性近场通信（NFC）环境
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的NFC环境的框图。NFC环境100提供了在彼此足够接近的第一设备102与第二设备104之间的信息（比如一条或多条命令或数据）的无线通信。第一NFC设备102和/或第二NFC设备104可被实现为独立的或分离的设备，或者可被结合到或耦接至其他电气设备或主机设备以形成具有NFC功能的设备。电气设备或主机设备可以包括移动电话、便携式计算设备、其他计算设备（例如，个人计算机、膝上型计算机或台式计算机）、计算机外围设备（例如，印刷机）、便携式音频和/或视频播放机、支付系统（例如，销售点终端）、票务写入系统（例如，用以作为实例的停车票务系统、公交票务系统、火车票务系统或入口票务系统），或者在票务读取系统中，玩具、游戏机、海报、行李、广告材料、产品存货检查系统和/或在不背离发明的精神和范围的情况下对本领域技术人员是显而易见的任意其他合适的电子设备。
第一NFC设备102和/或第二NFC设备104彼此交互，从而以读取/写入（R/W）通信模式交换信息。在R/W通信模式中，第一NFC设备102被配置为以引发器或读取器操作模式操作，而第二NFC设备104被配置为以侦听器、目标或标签操作模式操作。然而，此实例并不是限制的，本领域的技术人员在不背离本发明的精神和范围的情况下根据本文的教导应意识到，第一NFC设备102可被配置为以侦听器或标签模式工作，而第二NFC设备104可被配置为以读取器模式操作。第一NFC设备102将其对应信息调制到第一载波上并且通过将经调制的信息施加于第一天线来生成第一磁场以提供调制通信（被称为第一通信152）。一旦信息已被传输至第二NFC装置104，则第一NFC装置102继续施加无其对应信息的第一载波（被称为未调制通信）以继续提供第一通信152。
第一NFC设备102足够接近第二NFC设备104，使得第一信息通信152电感耦合到第二NFC设备104的第二天线上。第二NFC设备104从第一通信152得到或获取电力，以恢复、处理和/或提供对该信息的响应。第二NFC设备104解调第一通信152以恢复和/或处理该信息。第二NFC设备104可通过用其对应信息调制第二天线以调制第一载波来响应该信息，从而提供第二通信154。
第一NFC设备102和/或第二NFC设备104通常包括分别与第一天线耦合的第一NFC核心和与第二天线耦合的第二NFC核心。第一NFC核心和第二NFC核心可以分别包括第一NFC设备102和第二NFC设备104的一个或多个模块，或模块的组合，它们被制造在随后彼此通信耦合的一个或多个半导体衬底上。通常，这些模块可以包括用以作为实例的调制器、控制器和/或解调器。然而，在不背离发明的精神和范围的情况下可以包括对本领域技术人员来说是显而易见的其他模块。
持续发展的硅半导体制造技术已经减小了通过先前硅半导体制造技术制造的那些的第一NFC核心和第二NFC核心的尺寸。然而，第一天线和/或第二天线的尺寸几乎保持不变。结果，第一天线和第二天线分别远离第一NFC核心和第二NFC核心定位，从而导致在第一NFC核心与第一天线之间以及在第二NFC核心与第二天线之间遍历的通信信号遍历更大的距离。在某些情况下，这些通信信号在第一NFC设备102和/或第二NFC设备104中的其他电子电路附近遍历，这将多余的电磁发射和/或失真留在这些其他附近电子电路中的信号上。
另外，持续发展的硅半导体制造技术使通信设备的各个模块结合到少数芯片和/或晶片上以形成组合，或简单整合型芯片或晶片，以形成集成通信设备。除第一NFC设备102或第二NFC设备104之外，集成通信设备经常包括蓝牙模块、全球定位系统（GPS）模块、蜂窝模块和/或无线局域网（WLAN）模块。蓝牙模块根据各个蓝牙或蓝牙低功耗（BLE）标准提供无线通信。GPS模块从各个卫星接收各个信号以确定集成通信设备的位置信息。蜂窝模块根据诸如例如用以作为实例的三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）通信标准、第四代（4G）移动通信标准，或第三代（3G）移动通信标准的各个蜂窝通信标准提供无线通信。WLAN模块根据诸如例如微波存取全球互通（WiMAX）通信标准或Wi-Fi通信标准的各种网络协议提供有线和/或无线通信网络的无线通信。在该实例中，少量芯片和/或晶片具有更小的总尺寸；然而，整合型芯片或晶片的各自天线的尺寸几乎保持不变。结果，整合型芯片或晶片的天线远离它们各自的这些整合型芯片或晶片定位，这导致通信信号在这些整合型芯片或晶片和它们各自的天线之间遍历更大的距离。在某些情况下，这些通信信号在集成通信设备中的其他邻近电子电路附近遍历，这将多余电磁发射和/或失真留在这些其他邻近电子电路中。
概述
以下具体实施方式描述例如诸如第一NFC设备102的NFC设备，，其包括与天线模块通信耦合的NFC核心。NFC核心向天线模块提供遍历相当大的距离的低功率通信信号。当与驱动天线模块所需的高功率通信信号相比时，低功率通信信号发出大幅减少的电磁辐射。结果，减少了留在其他附近电子电路中的信号上的多余电磁发射和/或失真。在低功率通信信号到达天线模块之后，天线模块将低功率通信信号转换为高功率通信信号以传输至诸如例如第二NFC设备104的另一个具有NFC功能的设备。另外，天线模块转换来自具有NFC功能的设备的被调制到高功率通信信号上的通信以向NFC核心提供低功率通信信号。
示例性NFC设备
图2示出了根据本发明的示例性实施方式的NFC设备的框图。NFC设备200包括与天线模块204通信耦合的NFC核心202。NFC核心202和天线模块204利用遍历NFC核心202与天线模块204之间的相当大距离的低功率通信信号彼此通信。天线模块204将来自NFC核心200的低功率通信信号转换为高功率通信信号以传输至诸如例如第二NFC设备104的另一个具有NFC功能的设备，并将通过其他具有NFC功能的设备调制到高功率通信信号上的高功率通信信号转换为低功率通信信号以传输至NFC核心202。NFC设备200可以表示第一NFC设备102的示例性实施方式。
NFC核心202提供NFC的功能方面，例如，生成载波以传输和/或恢复信息，格式化信息以传输，调制信息以传输和/或解调通信信号以恢复信息。NFC核心202包括控制器模块206、调制器模块208以及解调器模块210。在2010年3月19日提交的国际申请号为PCT/GB2010/050471中进一步描述了NFC核心202的两销配置的示例性实施方式，其全部内容通过引用结合于此。
控制器模块206控制NFC设备200的整体操作和/或配置。控制器模块206将信息250提供给一个或多个数据存储设备和/或从一个或多个数据存储设备接收信息250，数据存储设备例如为一个或多个非接触转发器、一个或多个非接触标签、一个或多个非接触智能卡、在不背离本发明的精神和范围的情况下对本领域技术人员显而易见的其他机器可读介质，或其任意组合。其他机器可读介质可包括但不限于只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM），磁盘存储介质，光存储介质，闪存设备，电、光、声或其他形式的传播信号（例如，载波、红外信号、数字信号）。控制器模块206也可将信息250提供给用户接口和/或从用户接口接收信息250用户接口例如为触摸屏显示器、字母数字键盘、扩音器、鼠标、扬声器、在不背离发明的精神和范围的情况下对本领域技术人员显而易见的任意其他合适的用户接口。控制器模块还可将信息250提供给耦合至NFC设备200的其他电气设备或主机设备，和/或从耦合至NFC设备200的其他电气设备或主机设备接收信息250。
控制器模块206可以提供信息250作为用于传输至另一个具有NFC功能的设备的传输信息252。另外，可以从解调器模块210提供恢复信息254作为信息250。进一步地，控制器模块206还可以使用信息250和/或恢复信息254来控制NFC设备200的整体操作和/或配置。例如，控制器模块206可以根据信息250和/或恢复信息254（如果合适）发出和/或执行其他具有NFC功能的设备的一条或多条命令以控制NFC设备200的操作，例如发送功率、发送数据率、发送频率、调制方案、比特和/或字节编码方案和/或在不背离发明的精神和范围的情况下对本领域技术人员显而易见的任意其他合适操作参数。
调制器模块208利用任意合适的模拟或数字调制技术来将传输信息252调制到载波上以提供低功率传输信号256。合适的模拟或数字调制技术可以包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）、相移键控（PSK）、频移键控（FSK）、幅移键控（ASK）、正交幅度调制（QAM）和/或对本领域技术人员显而易见的任意其他合适调制技术。一旦信息已被传送至另一个具有NFC功能的设备，则调制器模块208继续提供载波作为低功率传输信号256。
解调器模块210利用任意合适的模拟或数字调制技术来解调低功率接收信号258以提供恢复信息254。合适的模拟或数字调制技术可以包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）、相移键控（PSK）、频移键控（FSK）、幅移键控（ASK）、正交幅度调制（QAM）和/或对本领域技术人员显而易见的任意其他合适调制技术。
低功率传输信号256和低功率接收信号258利用通信耦合在NFC核心202与天线模块204之间遍历。通信耦合可以包括一根或多根光纤电缆，一根或多根同轴电缆，一根或多根诸如例如易弯曲的扁平电缆的铜电缆，一根或多根诸如例如铝接合线，铜接合线或金接合线的接合线，诸如一根或多根传输线（例如，带线或微带线）的一个或多个波导，或其任意组合。在某些情况下，NFC核心202和天线模块204间隔得很远，例如有时接近几十厘米以上，使得低功率传输信号256和低功率接收信号258在NFC核心202与天线模块204之间遍历相当大的距离。在这些情况下，当与照惯例遍历相当大的距离的高功率通信信号相比时，低功率传输信号256和低功率接收信号258的低功率特征分别减少了由低功率传输信号256和低功率接收信号258发出的电磁辐射。结果，通过低功率传输信号256和低功率接收信号258将更少的多余电磁发射和/或失真留在第一NFC设备200中的其他附近电子电路中的信号上。
天线模块204将低功率传输信号256从低功率通信信号转换为高功率通信信号以传输至另一个具有NFC功能的设备，并将从其他具有NFC功能的设备接收的高功率通信信号转换为低功率通信信号以提供低功率接收信号258。天线模块204包括功率转换模块212和电感耦合元件214。功率转换模块212将低功率传输信号256从低功率通信信号转换为高功率通信信号以提供高功率传输信号260，和/或将高功率接收信号262从高功率通信信号转换为低功率通信信号以提供低功率接收信号258。
电感耦合元件214将高功率传输信号260施加给诸如例如调谐谐振电路的电感耦合元件，以生成磁场来提供传输通信信号264。另外，电感耦合元件214电感接收被调制到高功率传输信号260上的接收通信信号266以提供高功率接收信号262。另外，天线模块204允许电感耦合元件214的阻抗由电感耦合元件214限定，相反，具有至其各自的传统核心具有较长通信耦合的传统天线由从传统核心开始的较长通信耦合限定的阻抗。
可以被实现为NFC设备的一部分的示例性天线模块
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的可以被实现为NFC设备的一部分的示例性天线模块的框图。天线模块300将来自诸如例如NFC核心202的NFC核心的低功率通信信号转换为高功率通信信号以传输至另一个具有NFC功能的设备，并将通过其他具有NFC功能的设备调制到高功率通信信号上的高功率通信信号转换为低功率通信信号以传输至NFC核心。天线模块300包括功率转换模块302和电感耦合元件304。天线模块300可以表示天线模块204的示例性实施方式。
功率转换模块302将来自NFC核心的低功率通信信号350转换为高功率通信信号352以传输至另一个具有NFC功能的设备，并将通过其他具有NFC功能的设备被调制到高功率通信信号352上的高功率通信信号352转换为低功率通信信号350以传输至NFC核心。低功率通信信号350和高功率通信信号352表示分别具有第一低功率通信信号350.1和第二低功率通信信号350.2以及第一高功率通信信号352.1和第二高功率通信信号352.2的差分通信信号。低功率通信信号350可以表示低功率传输信号256和低功率接收信号258的组合的示例性实施方式，高功率通信信号352可以表示高功率传输信号260和高功率接收信号262的组合的示例性实施方式。
功率转换模块302包括第一功率转换模块306.1和第二功率转换模块306.2。第一功率转换模块306.1和第二功率转换模块306.2以基本上类似的方式操作，因此，只进一步详细地描述第一功率转换模块306.1。第一功率转换模块306.1包括放大器模块308、第一感测模块310.1和第二感测模块310.2。
放大器模块308根据增益G放大第一低功率通信信号350.1以提供第一高功率通信信号352.1。增益G可以表示电压增益、电流增益或其任意组合。在示例性实施方式中，放大器模块308可以利用被表征为具有高输入阻抗和低输出阻抗的任何合适放大器来实现。在另一个示例性实施方式中，放大器模块308可以利用被表征为具有大约单位一的电压增益以及大于单位一的电流增益的任何合适放大器（例如，共漏极放大器或共集电极放大器）来实现。例如，放大器模块308可以将表示第一低功率通信信号350.1的低电平输入电流iIN放大增益G以提供表示第一高功率通信信号352.1的高电平输出电流分量iOUT。然而，放大器模块308的这些特征不是限制的，相关领域技术人员应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，对相关领域技术人员显而易见的是，诸如例如共源极放大器、共发射极放大器、共栅极放大器或共基极放大器的其他类型放大器可以用于实现放大器模块308。另外，相关领域技术人员应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，放大器模块308还可以利用诸如例如运算放大器的放大器的组合来实现。
第一感测模块310.1将第一偏置电流i1供应给放大器模块308并且第二感测模块310.2从放大器模块308汲取第二偏置电流i2。第一感测模块310.1感测第一偏置电流i1以提供第一感测电流iSEN1，并且第二感测模块310.2感测第二偏置电流i2以提供第二感测电流iSEN2。第一感测模块310.1和第二感测模块310.2以基本上类似的方式操作，因此，只进一步详细地描述第一感测模块310.1。
第一感测模块310.1包括被配置和设置为形成p型电流镜以生成与第一偏置电流i1成比例的第一感测电流iSEN1的第一p型金属氧化物半导体（PMOS）器件Q1和第二PMOS器件Q2。应注意的是，第二感测模块310.2包括被配置和设置为形成n型电流镜以生成与第二偏置电流i2成比例的第二感测电流iSEN2的n型金属氧化物半导体（NMOS）器件。通常，第一感测电流iSEN1大约等于第二感测电流iSEN2使得第一感测电流iSEN1和第二感测电流iSEN2的结合大约为零。在示例性实施方式中，第一PMOS器件Q1和第二PMOS器件Q2表示匹配的半导体设备，使得第一感测电流iSEN1基本上类似于（similar to，等于）第一偏置电流i1。在另一个示例性实施方式中，第一PMOS器件Q1大于第二PMOS器件Q2，使得第一PMOS器件Q1有效地将第一偏置电流i1乘以第一PMOS器件Q1与第二PMOS器件Q2之比以提供第一感测电流iSEN1。在进一步示例性实施方式中，第一PMOS器件Q1小于第二PMOS器件Q2，使得第一PMOS器件Q1有效地将第一偏置电流i1除以第一PMOS器件Q1与第二PMOS器件Q2之比以提供第一感测电流iSEN1。
电感耦合元件304将高功率通信信号352施加给其电感耦合元件以生成磁场来提供传输通信信号264。另外，电感耦合元件214电感接收被调制到高功率通信信号352上的接收通信信号266。电感耦合元件304包括被配置且设置为形成串联谐振电路的第一电容器C1、电感器L1和第二电容器C2。然而，该实例不是限制的，相关领域技术人员应意识到在不背离本发明的精神和范围的情况下可能存在其他串联谐振电路、并联谐振电路或串联和并联谐振电路的组合。
在操作过程中，NFC核心向天线模块300提供表示第一低功率通信信号350的低电平输入电流iIN。放大器模块308放大低电平输入电流iIN以提供高电平输出电流iOUT。第一感测模块310.1将偏置电流i1供应给放大器模块308并且第二感测模块310.2从放大器模块308汲取第二偏置电流i2以使放大器模块308偏置。偏置电流i1的幅度和第二偏置电流i2的幅度与低电平输入电流iIN和高电平输出电流iOUT有关。因为高电平输出电流iOUT波动（其通常发生于另一个具有NFC功能的设备将其信息调制到高功率通信设备352上时），所以偏置电流i1和第二偏置电流i2类似地波动。例如，来自另一个具有NFC功能的设备的信息导致在第一偏置电流i1和第二偏置电流i2中重建的输出电流iOUT波动，因为放大器模块308所需的电流将以与输出电流iOUT基本上类似的方式波动。第一感测电流iSEN1和第二感测电流iSEN2内偏置电流i1和第二偏置电流i2的波动由第一感测模块310.1和第二感测模块310.2感测到。NFC核心可以监测监测节点322.1和322.2上的电流和/或电压以分别检测第一感测电流iSEN1和第二感测电流iSEN2内的波动，所述波动可归因于高功率通信信号352中的波动。
结论
应理解，具体实施方式部分（而不是摘要部分）旨在用于对权利要求进行解释。摘要部分可以对本发明的一个或多个示例性实施方式进行阐述，但不对所有示例性实施方式进行说明，因此，并非旨在以任何方式对本发明和所附权利要求进行限制。
上文在示出了实现指定功能及其关系的功能构件的帮助下对本发明进行了描述。为了便于描述，本文任意限定了功能构件的范围。只要适当执行指定功能及其关系就可以限定替代范围。
在不背离本发明的精神和范围的情况下，对形式和细节进行各种改变对于相关领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明不应限于上述示例性实施方式中的任何一个，而是仅根据以下权利要求及其等同物进行限定。
Claims (10)
1.一种近场通信（NFC）设备，包括：
NFC核心，被配置为提供低功率传输信号并接收低功率接收信号；以及
天线模块，被配置为将所述低功率传输信号转换为高功率传输信号，感测所述高功率传输信号的波动，反映所述高功率传输信号中的所述波动以提供感测到的波动，并向指示所述感测到的波动的所述NFC核心提供所述低功率接收信号。
2.根据权利要求1所述的NFC设备，其中，所述NFC核心包括：
调制器模块，被配置为将信息调制到载波上以提供所述低功率传输信号；以及
解调器模块，被配置为解调所述低功率接收信号以恢复由另一个NFC设备提供的信息。
3.根据权利要求2所述的NFC设备，其中，所述NFC核心进一步包括：
控制器，被配置为从一个或多个数据存储设备、用户接口或与所述NFC设备耦接的其他电气设备或主机设备接收所述信息，并向所述一个或多个所述数据存储设备、所述用户接口、或所述其他电气设备或所述主机设备提供恢复信息。
4.根据权利要求1所述的NFC设备，其中，所述天线模块包括：
放大器模块，被配置为将所述低功率传输信号转换为所述高功率传输信号；
第一电流镜，被配置为将第一偏置电流供应给所述放大器模块，所述第一偏置电流被配置为以与所述高功率传输信号基本上类似的方式波动，所述第一电流镜还被配置为提供与所述第一偏置电流成比例且指示所述高功率传输信号内的波动的第一感测电流；以及
第二电流镜，被配置为从所述放大器模块汲取第二偏置电流，所述第二偏置电流被配置为以与所述高功率传输信号基本上类似的方式波动，所述第二电流镜还被配置为提供与所述第二偏置电流成比例且指示所述高功率传输信号的所述波动的第二感测电流。
5.根据权利要求4所述的NFC设备，其中，另一个NFC将信息调制到所述高功率传输信号上以导致所述波动。
6.根据权利要求5所述的NFC设备，其中，所述第一电流镜包括：
第一p型金属氧化物半导体（PMOS）器件，被配置为提供所述第一偏置电流；以及
第二p型金属氧化物半导体器件，被配置为提供所述第一感测电流，以及
其中，所述第二电流镜包括：
第一n型金属氧化物半导体（NMOS）器件，被配置为提供所述第二偏置电流；以及
第二n型金属氧化物半导体器件，被配置为提供所述第二感测电流。
7.一种用于近场通信（NFC）设备的天线模块，包括：
放大器模块，被配置为放大低电平电流信号以提供高电平电流信号；以及
电流镜，被配置为向所述放大器模块提供偏置电流，并提供与所述偏置电流成比例的感测电流，所述感测电流被配置为以与所述高电平电流信号基本上类似的方式波动。
8.根据权利要求7所述的天线模块，其中，所述电流镜包括：
第一p型金属氧化物半导体（PMOS）器件，被配置为提供所述偏置电流；以及
第二p型金属氧化物半导体器件，被配置为提供所述感测电流。
9.一种用于近场通信（NFC）设备的天线模块，包括：
放大器模块，被配置为向电感耦合元件提供第一通信信号以生成磁场，所述电感耦合元件被配置为从第二NFC设备接收被调制到所述第一通信信号上的第二通信信号；以及
感测模块，被配置为将偏置电流供应给所述放大器模块，所述第二通信信号在所述偏置电流中重建，所述感测模块还被配置为感测所述偏置电流中的所述第二通信信号，以提供与所述偏置电流成比例且指示所述第二通信信号的感测电流。
10.根据权利要求9所述的天线模块，进一步包括：
第二感测模块，被配置为从所述放大器模块汲取第二偏置电流，所述第二通信在所述第二偏置电流中重建，所述第二感测模块还感测所述第二偏置电流中的所述第二通信信号以提供与所述偏置电流成比例且指示所述第二通信信号的第二感测电流。
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