CN104025112B - 用于nfc收发机中的自适应信号缩放的方法和设备 - Google Patents

用于nfc收发机中的自适应信号缩放的方法和设备 Download PDF

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Abstract

示例性实施例针对NFC收发机中的自适应信号缩放。收发机可包括配置用于进行标签模式下的负载调制的可编程负载调制元件。此外,该收发机可包括用于测量在标签模式下由该收发机采集的功率量的感测元件。该收发机还可包括被配置用于取决于所采集的功率量来调节可编程负载调制元件的负载调制深度的控制器。

Description

用于NFC收发机中的自适应信号缩放的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及近场通信(NFC)。更具体地,本发明涉及配置成用于进行自适应信号缩放的NFC收发机。
背景技术
近场通信(NFC)是可为两个或更多个设备之间的短程信息交换而启用的无线技术。具有NFC能力的设备可简化面向在场性的事务以允许迅速且更安全的信息交换,例如正如在对货物和服务的购买中、或其中的信息交换中。
如本领域技术人员将领会和理解的,NFC技术在磁场感应上通信,其中至少两个环形天线位于彼此的“近场”内,从而有效地形成在全球可用且无执照的射频内工作的空气心变压器,该射频如所指出的那样是具有几乎2MHz带宽的13.56MHz工业、科学和医疗(ISM)频带。
在常规NFC系统中,在足够的接收机灵敏度和对大信号摆幅的防护之间存在权衡。此外,在信号分辨和负载调制期间的功率采集之间存在权衡。存在对用于在NFC系统内进行自适应接收信号缩放以及自适应负载调制缩放的方法、系统和设备的需要。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了一种用于自适应信号缩放的NFC收发机,包括:可编程负载调制元件,配置用于在标签模式下进行负载调制;感测元件,用于测量在所述标签模式下所述收发机采集的功率量;以及控制器,耦合到所述可编程负载调制元件和所述感测元件中的每一者的控制器,并配置用于取决于所采集的功率量来调节所述可编程负载调制元件的负载调制深度。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于在NFC中自适应信号缩放的方法,包括:测量由收发机在负载调制期间所采集的功率量;将所采集功率量与最小采集功率阈值作比较;以及响应于将所采集功率量与最小采集功率阈值作比较来调节负载调制深度。
根据本发明的又一方面,提供了一种用于自适应信号缩放的NFC收发机,包括:自适应缩放元件;感测元件,耦合到所述自适应缩放元件并且配置成感测所述收发机的至少一个参数;以及控制器,耦合到所述缩放元件和所述感测元件中的每一者,并且配置成:将感测到的所述至少一个参数与阈值数据作比较;并且取决于感测到的所述至少一个参数与所述阈值数据的比较来自适应地缩放负载调制深度。
附图说明
图1解说了常规NFC系统。
图2解说了另一常规NFC系统。
图3是根据本发明的示例性实施例的NFC收发机的框图。
图4是根据本发明的示例性实施例的NFC接收机的框图。
图5解说了根据本发明的示例性实施例的衰减器。
图6解说了根据本发明的示例性实施例的另一衰减器。
图7是解说根据本发明的一示例性实施例的方法的流程图。
图8是解说根据本发明的一示例性实施例的另一方法的流程图。
图9解说了根据本发明的一示例性实施例的含有一设备的NFC系统,该设备包括耦合到天线的电流数模转换器(DAC)。
图10解说了根据本发明的一示例性实施例的数模转换器(DAC)内的驱动器阵列。
图11解说了根据本发明的一示例性实施例的包括低压差分信令(LVDS)驱动器的DAC单元。
图12解说了根据本发明的一示例性实施例的包括LVDS驱动器的另一DAC单元。
图13解说了根据本发明的一示例性实施例的包括LVDS驱动器的另一DAC单元。
图14描绘了根据本发明的一示例性实施例的包括LVDS驱动器的又一DAC单元。
图15是解说根据本发明的一示例性实施例的另一方法的流程图。
图16是解说根据本发明的一示例性实施例的又一方法的流程图。
图17描绘了根据本发明的示例性实施例的NFC收发机。
具体实施方式
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为本发明的示例性实施例的描述,而无意代表能在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本说明书使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”,并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是,没有这些具体细节也可实践本发明的示例性实施例。在一些实例中,公知的结构和器件以框图形式示出以免湮没本文中给出的示例性实施例的新颖性。
NFC是允许诸如蜂窝电话、智能电话和个人数字助理(PDA)等无线通信设备建立对等(P2P)网络的通信标准。NFC可使电子设备在相互靠近(例如在从小于1厘米到大约10cm的距离的范围)时能自动交换数据和发起应用。作为非限定性示例,NFC可允许将存储在数码相机中的图像下载到个人计算机,将音频和视频娱乐下载到便携式设备,或将存储在智能电话中的数据下载到个人计算机或其它无线设备。NFC可与智能卡技术兼容,且还可被用于允许购买物品和服务。在示例性实施例中,用于NFC的频率以大约13.56MHz为中心。
NFC收发机可包括用于与天线或耦合元件内的其它电路系统进行阻抗匹配的电路系统。NFC收发机还可包括合适的逻辑、电路系统、处理器、代码或其组合,以允许接收和发射NFC信号,对于NFC信号,所接收的信号的载波频率在NFC频带内。数据可被调制在载波频率上。
常规的NFC可基于射频识别(RFID)技术,该技术使用场感应来使相互靠近的电子设备之间能进行通信。这可使用户能执行直观、安全、无接触的事务。常规的现有技术NFC可在13.56MHz工作,并以最高达424K比特/秒来传递数据。当然,对NFC技术的改进可导致有所不同的频率、有所不同的吞吐量值、或两者。两个或更多个NFC兼容设备之间的通信可在这些设备彼此处于短距离以内时发生,且也许可与诸如举例而言蓝牙或Wi-Fi等其它已知的无线技术兼容。
目前,在当前NFC标准下有两种主要操作模式可用:有源和无源(即,场能供电)。在有源模式中,设备可产生其自己的无线电场来发射数据。在无源模式中,一个设备可产生无线电场,而另一个设备使用负载调制来传递数据。无源通信模式对诸如移动电话和PDA等功率有限的设备通常是有用的,这些设备需要使能量使用最小化。该模式还可防止在设备电池耗尽时NFC通信中断。
在此处所述的各个示例性实施例中,术语NFC被理解为涵盖便于信息的短程无线传递的任何现在或将来所知的无线或近程通信协议或系统,且被理解为不限于由NFC标准体或组织颁布的当前标准或协议。从而,NFC被理解为在本文中以该术语的普适意义来应用。
如本领域中普通技术人员将能理解的,对NFC收发机的输入信号可具有大的动态范围。在常规NFC设备中,该动态范围的大上限可能要求在接收机输入处放置分压器以保护设备。然而,对于该动态范围的下限,分压器会降低接收机灵敏度。
此外,在标签模式交易中的NFC发射机的负载调制深度和收发机在场能供电(PBF)模式期间能够采集的总能量之间存在权衡。最优的调制深度可取决于距离、数据速率、以及工作的模式而变化。因此关键在于标识能够提供足够供标签工作的功率的最大调制深度。
图1是对包括耦合到NFC收发机102的天线104的常规NFC系统100的解说。NFC系统100包括节点Rx1和Rx2处的两个附加接收引脚,它们作为虚拟接地来工作。此外,串联电容器CVE1耦合在天线104和节点Rx1之间,并且串联电容器CVE2耦合在天线104和节点Rx2之间。用作虚拟接地的节点Rx1和Rx2可接收与天线104处的电压成比例的输入电流。如普通技术人员将理解的,由于电压到电流转换的缘故,NFC系统100会呈现降低的效率。此外,NFC系统100可要求额外的外部组件。
图2解说了包括接收机电路系统122、天线124、匹配电路126、以及EMC滤波器128的另一常规NFC系统120。接收机电路系统122包括电阻器R1和R2,两者一起用作为分压器。此外,接收机电路系统122包括电容器Cvmid,电容器Cvmid与电阻器R1一起用作为低通滤波器,用于检测输入信号的用作为该接收机内的信号采样器的基准的共模值。尽管分压器为NFC系统120提供保护,但该分压器具有固定比率,因此不适合工作在宽动态范围上。
如本文所描述的,本发明的示例性实施例涉及NFC收发机,其被配置成自适应地缩放收到信号的振幅以在提供足够设备保护的同时最优化接收机灵敏度。此外,NFC收发机可被配置成用于进行自适应负载调制深度缩放以实现最优信号分辨和功率采集。
图3是NFC收发机150的框图,其被配置成支持如上所述的有源和无源模式两者。NFC收发机150包括天线151、数字信号处理器(DSP)152(通常也被统称为基带调制解调器)、数模转换器(DAC)和驱动器模块154、以及负载调制模块156、及其它组件等。要注意的是DAC和驱动器模块154可被配置成用于进行负载调制,因此可不需要单独的负载调制模块。NFC收发机150还包括包络检测器158以及调整器160。以下将更全面地讨论NFC收发机150的各个组件,诸如包络检测器158、DAC和驱动器模块154、以及调整器160。要注意的是调整器152可包括整流器,该整流器可被配置成将AC输入信号转换为DC信号。此外,该整流器的输出处的电压可被用于确定相关联的收发机(例如,收发机150)正采集的功率量。
如本领域普通技术人员将理解的,如果NFC收发机处的输入信号的振幅过高,则收发机可能被损坏。然而,如果输入信号的振幅过低,则收发机的灵敏度可能不够。
图4是根据本发明的示例性实施例的NFC接收机200的框图。NFC收发机200包括天线201、衰减器202、包络检测器204、模数转换器206、NFC场检测212、以及数字调制解调器208。如图4中所解说的,衰减器202耦合到天线201并被配置成接收来自天线201的输入信号。此外,包络检测器204耦合到衰减器202并被配置成接收来自衰减器202的信号输出。要注意的是衰减器202在本文中也可被称为“自适应衰减器”,以及“可调节损耗级”或“分压器”。另外,如本领域普通技术人员将理解的,包络检测器204可被配置成感测输入信号的振幅。NFC收发机200还包括摆幅选择210,其被配置成接收包络检测器的输出,并且响应于该输出,将一个或多个控制信号传递给衰减器202以控制(即,调节)衰减器202的衰减。要注意的是,摆幅选择210可包括控制器、处理器、数字逻辑、或类似物等等。“速率选择”取决于工作模式来调节ADC的工作速度以实现最佳功率效率。
图5是根据本发明的示例性实施例的衰减器300的一个设想电路图。要注意的是,如图4中所解说的衰减器202可包括图5中所解说的衰减器300。包括电阻性网络的衰减器300包括位于芯片302外部的第一电阻器R1。此外,衰减器300包括呈并行配置并且集成在芯片302上的一个或多个电阻器R2-RN。如图5中所解说的,电阻器R1可被耦合在天线(例如,图4中所解说的天线201)与芯片302之间,并且可以与电阻器R2-RN串联。衰减器300可进一步包括晶体管M1R和MNR。如本领域普通技术人员将理解的,晶体管M1R被配置成在处于导通状态下时提供从节点N1R到接地电压304的电路路径(即,电阻性路径)。类似地,晶体管MNR被配置成在处于导通状态下时提供从节点NNR到接地电压304的电路路径(即,电阻性路径)。更具体地,每个晶体管(即,晶体管M1R-MNR)被配置成接收来自摆幅选择210(参见图4)的控制信号(即,在各自的栅极处),并且响应于控制信号,可在导通模式下工作以提供电阻性路径,或者在非导通模式下工作以提供开路。相应地,衰减器300内的电阻性路径的数目是可编程的,因此,衰减器300的衰减比率是可编程的。进一步要注意的是,衰减器300可被配置成接收输入306并且传达输出308。
图6是根据本发明的示例性实施例的另一衰减器350的设想电路图。要注意的是如图4中所解说的衰减器202可包括图6中所解说的衰减器350。包括电容性网络的衰减器350包括位于芯片352外部的第一电容器C1。此外,衰减器350包括呈并行配置并且可集成在芯片352上的一个或多个电容器C2-CN。如图6中所解说的,电容器C1可被耦合在天线(例如,图4和5中所解说的天线201)与芯片352之间,并且可以与电容器C2-CN并联。衰减器350可进一步包括晶体管M1C和MNC。如本领域普通技术人员将理解的,晶体管M1C被配置成在处于导通状态下时提供从节点N1C到接地电压304的电路路径(即,电容性路径)。类似地,晶体管MNC被配置成在处于导通状态下时提供从节点NNC到接地电压304的电路路径(即,电容性路径)。更具体地,每个晶体管(即,晶体管M1C-MNC)被配置成接收来自摆幅选择210(参见图4)的控制信号(即,在各自的栅极处),并且响应于控制信号,可在导通模式下工作以提供电容性路径,或者在非导通模式下工作以提供开路。相应地,衰减器350内的电容性路径的数目是可编程的,因此,衰减器350的衰减比率是可编程的。进一步要注意的是,衰减器350可被配置成接收输入356并且传达输出358。
图7是解说根据一个或多个示例性实施例的方法400的流程图。方法400可包括确定可被施加于收发机的输入信号的最大信号振幅(如标号402所描绘)。要注意的是,如本领域普通技术人员将理解的,可在收发机的设计阶段期间确定最大信号振幅。方法400还可包括以最大衰减比率来运行收发机(如标号404所描绘)。进一步地,方法400可包括测量收发机处的输入信号的振幅(如标号406所描绘)。进一步地,方法400的步骤408包括确定输入信号是否具有小于此最大信号振幅的振幅。如果输入信号的振幅小于此最大信号振幅,则可减小衰减比率(如标号412所描绘),并且方法400可返回到步骤406。如果输入信号的振幅不小于此最大信号振幅,则可将衰减比率提高一个步级(如标号410所描绘)。
图8是解说根据一个或多个示例性实施例的方法450的流程图。方法450可包括测量接收到的输入信号的振幅(如标号452所描绘)。方法450还可包括将接收到的输入信号的振幅与最大阈值振幅作比较(如标号454所描绘)。进一步地,方法450响应于将接收到的输入信号的振幅与最大阈值振幅作比较来调节衰减器的衰减比率(如标号456所描绘)。
如将理解的,通过标签进行大深度的负载调制简化了发起方的数据识别。然而,较大的负载调制深度会减少该标签所采集到的总能量。根据本方面的另一示例性实施例,收发机可被配置成自适应地缩放负载调制深度以在使负载调制信号能在发起方处被分辨的同时提供足够的功率采集。换言之,本发明的示例性实施例提供了一种校准机制,其在允许采集到足够量功率的同时使负载调制深度最大化。相应地,各种示例性实施例可利用用于允许可编程负载调制深度的系统和设备。参考图9–14,将描述电流数模转换器(DAC)。此外,具体参考图14,将描述利用此电流DAC的可编程负载调制技术。
图9解说了根据本发明的一示例性实施例的包括电流数模转换器(DAC)482的系统480。要注意的是,电流DAC 482在本文中也被称为“分段DAC”。电流DAC 482被耦合到天线484并可被配置成从数字组件(诸如,仅作为示例,譬如数字上变频(UPC)滤波器之类的滤波器)接收一个或多个数字信号。电流DAC 482还可被配置成从控制模块486接收一个或多个控制信号,该控制模块可包括(仅作为示例)处理器、控制器、或类似物等。控制模块486可包括模式选择器489,模式选择器489被配置成确定系统480应处于有源模式还是无源模式中。控制模块486可经由一个或多个传感器、用户输入或其它合适的已知手段来确定系统480的模式(即,有源或无源)。一旦确定了模式,控制模块486即可将一个或多个控制信号传达给电流DAC 482以用于控制其配置。要注意的是,控制模块486可基于工作模式来调节信号调制、数据速率等。
此外,如以下更全面地描述的,电流DAC 482可被配置成将电流驱动到天线484中。更具体地,在一个操作模式(例如,有源模式)中,电流DAC 482可被配置成将电流直接传达给天线484,从而,与常规NFC发射机相比,可以不需要单独的驱动器。
要注意的是,由电流DAC 482实现的天线驱动器可产生各种信号调制。此外,在较精细的处理节点(例如,CMOS处理节点)处,可由数字组件实现UPC滤波器而没有显著的面积和功率惩罚,从而导致设计的便利和面积的减少。更具体地,例如,系统480内的上变频器(UPC)和滤波器可用数字组件来实现。注意到,电流DAC 482可为进行增强型脉冲成形而在13.56MHz的倍数操作,从而可以不需要电磁兼容性(EMC)滤波器。
图10解说了驱动器阵列488,该驱动器阵列488是电流DAC 482内的驱动器阵列的示例。每一驱动器492(即,492_A-492_N)包括相关联的输入490(即490_A-490_N),而且此外,驱动器阵列488包括输出493。如本领域的普通技术人员将理解地,诸如电流DAC 482的电流DAC可包括驱动器阵列,其中每一驱动器492包括一个或多个单元。例如,驱动器492_A可包括2^0个单元(即,1个单元),驱动器492_B可包括2^1个单元(即,2个单元),驱动器492_N-1可包括2^(N-1)个单元(例如,如果N等于5,则为16个单元),而驱动器492_N可包括2^N个单元(例如,如果N等于5,则为32个单元)。要注意的是,驱动器阵列内的驱动器的任何数量都在本发明的范围之内。
图11解说了根据本发明的一示例性实施例的DAC单元500。DAC单元500包括低压差分信令(LVDS)驱动器,该LVDS驱动器包括多个晶体管M1、M2、M3和M4以及电流源502和503。如本领域的普通技术人员将理解地,DAC单元500可被配置成从例如控制模块486接收输入信号Dp和Dn,并输出电流Iout_1。在设想的操作中,根据数据输入将偏置电流切换到天线中。其使用呈桥接配置的四个MOS开关(M1–M4)。如果开关M1和M4接通(Dp=0且Dn=1),则输出电流的极性为正。相反,如果开关M2和M3接通(Dp=1且Dn=0),则输出电流的极性为负。要注意的是,本发明不限于DAC单元500,且其它单元设计可落在本发明的范围之内。例如,参考图12,解说了DAC单元504。DAC单元504包括LVDS驱动器,该LVDS驱动器包括多个晶体管M5、M6、M7和M8以及电流源503。如本领域的普通技术人员将理解地,DAC单元504可被配置成从例如控制模块486接收输入信号Vp、Dp和Dn,并输出电流Iout_2。与典型的LVDS办法相比,DAC单元504的这种配置允许电路靠较低的电源来运行。
图13中解说了根据本发明的一示例性实施例的另一DAC单元506。DAC单元506包括LVDS驱动器,该LVDS驱动器包括多个晶体管M9、M12、M13和M16以及电流源502和503。此外,DAC单元506包括共源共栅器件M10、M11、M14和M15。如本领域的普通技术人员将理解的,共源共栅器件可改善DAC单元506的应力相关问题,尤其是较高电压(例如,1.8伏)下的应力相关问题。更具体地,共源共栅器件可通过降低跨那些设备的压降来提供对设备的增加的保护。如本领域的普通技术人员将理解地,DAC单元506可被配置成从例如控制模块486或模拟生成块接收输入信号Vcas1,Vcas2、Dp和Dn,并输出电流Iout_3
如本领域的普通技术人员将理解的,NFC的典型技术是使用负载调制,其中设备变化其线圈的负载阻抗以改变其谐振频率以及其品质因子Q。这一动作导致在另一设备(即,处于发起方模式下的设备)处的电压变化。
根据本发明的一示例性实施例,低压差分信令(LVDS)驱动器级可用多个开关来重配置以执行负载调制。此外,其中至少一个单元包括一个或多个开关的LVDC单元阵列可允许对负载调制的强度(即,深度)进行调节。而且,一个或多个LVDS单元可被配置成提供负载调制中的对称性。参考图14,解说了DAC单元508。DAC单元508包括LVDS驱动器,该LVDS驱动器包括多个晶体管M17、M19、M20、M21、M23和M24以及电流源502和503。另外,DAC单元508包括共源共栅器件M18和M22,这些器件如上所述可为DAC单元508提供增加的保护。根据本发明的一示例性实施例,DAC单元508还包括多个开关S1-S8。如本领域的普通技术人员将理解的,DAC单元508可被配置成从例如控制模块486接收输入信号Vcas1,VDD、Dp和Dn,输出电流Iout_4
要注意的是,在图14所示的配置(即,开关S1、S4、S5和S7闭合而开关S2、S3、S6和S8断开)中,DAC单元508处于有源模式,从而适配成将电流驱动到相关联的天线中。在其它构想的配置中,DAC单元可提供负载调制。在负载调制期间,电流源503和503各自关闭。此外,当S2、S4、S5和S7闭合时,电路实际上类似于二极管(由M23形成)和小电阻(由M19、M20和M24形成)。实际上,如果跨输出节点(Iout_4)的电压摆幅大于一个阈值(Vth),则该路径导通并调制负载。要注意的是,放置二极管式连接的器件M23的理由是要在该电路的操作中引入某种迟滞。类似地,单元508可被配置成使得开关S1、S3、S5和S7接通,而其余开关关断。相应地,单元508仍可工作在负载调制模式下,但是迟滞的极性是交替的。此外,如果开关S2、S3、S6和S8接通,而其余开关关断,同时电流源502和503正在传导电流,则驱动器单元工作在有源模式下并将电流驱动到天线中。此外,如本领域的普通技术人员将理解地,在无源模式期间,开关S1-S8中的一个或多个可被重配置以适应性地提供各种级别的负载调制。
图15是解说根据一个或多个示例性实施例的方法600的流程图。方法600可包括确定使收发机工作在标签模式下的最小所要求采集功率量(如标号4602所描绘)。如本领域普通技术人员将理解的,要注意的是,最小所要求采集功率量可以经由模拟来确定。方法600还可包括以最小负载调制深度使收发机工作在标签模式下(如标号604所描绘)。此外,方法600可包括测量收发机所采集的功率量(如标号606所描绘)。要注意的是,可通过测量整流器的输出处的功率量来确定所采集的功率量。进一步地,方法600的步骤608包括确定所采集的功率量是否大于最小所要求采集功率量。如果采集的功率大于最小所要求采集功率量,则可增大负载调制深度(如标号610所描绘),并且方法可返回到步骤606。如果采集的功率不大于最小所要求采集功率量,则可将负载调制深度减小一个步级(如标号612所描绘)。
图16是解说根据一个或多个示例性实施例的方法620的流程图。方法620可包括测量收发机在负载调制期间所采集的功率量(如标号622所描绘)。方法620还可包括将所采集的功率量与最小采集功率阈值作比较(如标号624所描绘)。进一步地,方法620响应于将所采集的功率量与最小采集功率阈值作比较来调节负载调制深度(如标号626所描绘)。
图17是根据本发明的一个或多个实施例的NFC收发机500的框图。如所解说的,NFC收发机500包括天线201、缩放元件702、感测元件704、以及控制器706。根据一示例性实施例,缩放元件702包括可编程负载调制元件(例如,包括多个DAC单元508的电流DAC 482)并且感测元件704包括整流器。在这一示例性实施例中,控制器706可被配置成接收来自感测元件704的一个或多个信号,将来自感测元件704的数据(即,测得的数据)与存储的数据(即,阈值数据)作比较,并且将一个或多个控制信号传达给缩放元件702以控制缩放元件702的工作。
根据另一示例性实施例,缩放元件702包括衰减器(例如,衰减器202)并且感测元件704包括包络检测器(例如,包络检测器204)。在这一示例性实施例中,控制器706可被配置成接收来自感测元件704的一个或多个信号,将来自感测元件704的数据(即,测得的数据)与存储的数据(即,阈值数据)作比较,并且将一个或多个控制信号传达给缩放元件702以控制缩放元件702的工作。
本领域技术人员将可理解,信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如,贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
本领域的技术人员将进一步领会,结合本文中所公开的示例性实施例来描述的各种说明性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地阐明硬件与软件的这一可互换性,各种说明性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性,但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的示例性实施例的范围。
结合本文中公开的示例性实施例描述的各种示例性逻辑框、模块、以及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器或任何其它此类配置。
结合本文中所公开的示例性实施例所描述的方法或算法的步骤可以直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。替换地,存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。替换地,处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中,所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现,则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,其包括有助于将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定,这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来,则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘常常磁性地再现数据而碟用激光光学地再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供前面对所公开的示例性实施例的描述是为了使本领域任何技术人员皆能制作或使用本发明。对这些示例性实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的,并且本文中定义的一般原理可被应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。由此,本发明并非旨在被限定于本文中所示出的这些示例性实施例,而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最宽泛的范围。

Claims (13)

1.一种用于自适应信号缩放的NFC收发机,包括:
可编程负载调制元件,配置用于在标签模式下进行负载调制;
感测元件,用于测量在所述标签模式下所述收发机采集的功率量;以及
控制器,耦合到所述可编程负载调制元件和所述感测元件中的每一者的控制器,并配置用于取决于所采集的功率量来调节所述可编程负载调制元件的负载调制深度。
2.如权利要求1所述的收发机,其特征在于,所述可编程负载调制元件包括电流数模转换器DAC。
3.如权利要求1所述的收发机,其特征在于,所述感测元件包括整流器。
4.如权利要求1所述的收发机,其特征在于,所述控制器还被配置用于将测量到的所采集功率量与最小采集功率阈值作比较。
5.如权利要求4所述的收发机,其特征在于,所述控制器还被配置成如果测量到的所采集功率量大于所述最小采集功率阈值,则增大负载调制深度。
6.如权利要求4所述的收发机,其特征在于,所述控制器还被配置成如果测量到的所采集功率量小于所述最小采集功率阈值,则减小负载调制深度。
7.一种用于在NFC中自适应信号缩放的方法,包括:
测量由收发机在负载调制期间所采集的功率量;
将所采集功率量与最小采集功率阈值作比较;以及
响应于将所采集功率量与最小采集功率阈值作比较来调节负载调制深度。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述测量所采集的功率量包括测量整流器的输出处的功率量。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述调节包括用电流DAC的一个或多个驱动器来调节负载调制深度。
10.一种用于在NFC中自适应信号缩放的设备,包括:
用于测量由收发机在负载调制期间所采集的功率量的装置;
用于将所采集功率量与最小采集功率阈值作比较的装置;以及
用于响应于将所采集功率量与最小采集功率阈值作比较来调节负载调制深度的装置。
11.一种用于自适应信号缩放的NFC收发机,包括:
自适应缩放元件;
感测元件,耦合到所述自适应缩放元件并且配置成感测所述收发机的至少一个参数;以及
控制器,耦合到所述缩放元件和所述感测元件中的每一者,并且配置成:
将感测到的所述至少一个参数与阈值数据作比较;并且
取决于感测到的所述至少一个参数与所述阈值数据的比较来自适应地缩放负载调制深度。
12.如权利要求11所述的收发机,其特征在于,所述自适应缩放元件包括衰减器,并且所述感测元件包括包络检测器。
13.如权利要求11所述的收发机,其特征在于,所述自适应缩放元件包括可编程负载调制元件,并且所述感测元件包括整流器。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8811930B2 (en) * 2011-06-30 2014-08-19 Broadcom Corporation Wireless peripheral device powered by harvested power generated by wireless communication
US8686887B2 (en) * 2011-10-26 2014-04-01 Qualcomm Incorporated NFC transceiver with current converter
US10037522B2 (en) * 2012-01-17 2018-07-31 Raytheon Bbn Technologies Corp. Near-field communication (NFC) system and method for private near-field communication
US8909140B2 (en) * 2012-05-02 2014-12-09 Cambridge Silicon Radio Limited Transmitter
CN105309039B (zh) * 2013-09-04 2019-09-13 联发科技(新加坡)私人有限公司 包络提取装置,信号解码装置和短距离非接触通信装置及相关方法
KR102155199B1 (ko) * 2013-12-23 2020-09-11 삼성전자주식회사 Nfc 장치의 매칭 회로, nfc 장치 및 전자 시스템
KR102139552B1 (ko) 2014-04-11 2020-07-31 삼성전자주식회사 무선 통신 장치 및 그것의 동작 방법
CN104298152B (zh) * 2014-09-29 2017-01-25 飞天诚信科技股份有限公司 近场通信调制深度自适应方法及装置
US9553747B2 (en) 2014-12-23 2017-01-24 Qualcomm Incorporated Systems and methods for switching quality factors during inductively coupled communications
US9969355B2 (en) * 2015-10-09 2018-05-15 Nxp B.V. Integrated circuit device and method for dual-mode transponder communication
CN105448237A (zh) * 2016-01-11 2016-03-30 深圳市芯联电子科技有限公司 采用nfc控制及驱动的led显示装置
CN107437960B (zh) * 2016-05-27 2021-09-07 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 近场通信设备以及系统
FR3052930B1 (fr) * 2016-06-17 2019-06-28 Continental Automotive France Unite electronique rechargeable pour vehicule automobile
US10659009B2 (en) * 2016-08-01 2020-05-19 Nxp B.V. Method and system for attenuator phase compensation
US10110281B2 (en) * 2017-03-17 2018-10-23 Nxp B.V. Near field communication device
KR102603180B1 (ko) * 2017-12-14 2023-11-16 삼성전자주식회사 Nfc 장치의 변조 인덱스 설정 회로, nfc 장치 및 nfc 장치의 동작 방법
CN108446576B (zh) * 2018-01-17 2021-02-05 艾体威尔电子技术(北京)有限公司 一种终端调制深度自适应的方法
US10893597B2 (en) 2018-06-25 2021-01-12 Fanlight Co., Ltd. Group-performance control method using light-emitting devices
JP6860039B2 (ja) * 2019-06-24 2021-04-14 セイコーエプソン株式会社 制御装置及び電子機器
KR20210077180A (ko) 2019-12-17 2021-06-25 삼성전자주식회사 근거리 무선 통신 리더기, 그것의 동작 방법, 및 그것을 포함하는 전자 장치
CN111210753B (zh) * 2020-01-23 2023-06-09 京东方科技集团股份有限公司 显示驱动电路、显示驱动方法及显示装置
JP2022135501A (ja) * 2021-03-05 2022-09-15 キヤノン株式会社 受電装置、受電装置の制御方法、及び、プログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102165670A (zh) * 2008-09-29 2011-08-24 株式会社村田制作所 无触点受电电路及无触点功率传输系统

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10240889A (ja) 1997-02-27 1998-09-11 Kokusai Electric Co Ltd 非接触icカード
US5955870A (en) * 1997-09-29 1999-09-21 Intel Corporation Multi-mode low power voltage regulator
WO2000070552A1 (en) 1999-05-17 2000-11-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Programmable modulation index for transponder
US7260371B1 (en) 1998-04-14 2007-08-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Programmable modulation index for transponder
GB2406023B (en) 2003-10-29 2005-08-10 Innovision Res & Tech Plc RFID apparatus
US7689195B2 (en) 2005-02-22 2010-03-30 Broadcom Corporation Multi-protocol radio frequency identification transponder tranceiver
US20070026825A1 (en) * 2005-02-24 2007-02-01 Innovision Research & Technology Plc NFC device and apparatus
US20060197650A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-07 Magnadyne Corporation Passive transmitter
US20060273882A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Intel Corporation RFID tag with separate transmit and receive clocks and related method
FR2892212A1 (fr) * 2005-10-17 2007-04-20 St Microelectronics Sa Lecteur nfc ayant un mode de fonctionnement passif a faible consommation electrique
US8947233B2 (en) * 2005-12-09 2015-02-03 Tego Inc. Methods and systems of a multiple radio frequency network node RFID tag
GB0525635D0 (en) * 2005-12-16 2006-01-25 Innovision Res & Tech Plc Chip card and method of data communication
JP4355711B2 (ja) 2006-04-20 2009-11-04 フェリカネットワークス株式会社 情報処理端末,icカード,携帯型通信装置,無線通信方法,およびプログラム
CA2642468C (en) * 2006-04-24 2016-09-13 Nokia Corporation System and method for manage and control near field communication for a mobile multifunctional device when the device is uncharged or only partially charged
JP5325415B2 (ja) 2006-12-18 2013-10-23 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
FR2914800B1 (fr) * 2007-04-04 2010-09-17 Jacek Kowalski Module nfc, notamment pour telephone mobile
US20080268803A1 (en) * 2007-04-25 2008-10-30 Guillaume Blin Techniques for antenna retuning utilizing receive power information
US8520692B2 (en) * 2007-10-31 2013-08-27 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus related to controlling traffic in a wireless communications system using shared air link traffic resources
GB0801225D0 (en) * 2008-01-23 2008-02-27 Innovision Res & Tech Plc Near field RF communications
JP4637204B2 (ja) * 2008-04-30 2011-02-23 フェリカネットワークス株式会社 通信装置、及びアンテナ特性の制御方法
JP2009302953A (ja) 2008-06-13 2009-12-24 Toshiba Corp 非接触データ通信装置
US8224277B2 (en) 2008-09-26 2012-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
NZ593772A (en) * 2009-01-06 2013-09-27 Access Business Group Int Llc Communication across an inductive link with a dynamic load
JP5424459B2 (ja) * 2009-03-05 2014-02-26 パナソニック株式会社 電子機器
US8134410B1 (en) * 2009-06-22 2012-03-13 Pmc-Sierra, Inc. Transceiver gain calibration
PL2446600T3 (pl) * 2009-06-25 2017-03-31 Koninklijke Philips N.V. Sposób i urządzenie do przetwarzania pakietów danych
JP2011015005A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Panasonic Corp アンテナ装置及びそれを備えた携帯無線機
US8706053B2 (en) 2009-11-19 2014-04-22 Sony Corporation Communications circuitry for an electronic device
EP2330538A1 (en) 2009-11-30 2011-06-08 Nxp B.V. Radio frequency transponder
US8686685B2 (en) * 2009-12-25 2014-04-01 Golba, Llc Secure apparatus for wirelessly transferring power and communicating with one or more slave devices
US9027840B2 (en) * 2010-04-08 2015-05-12 Access Business Group International Llc Point of sale inductive systems and methods
US8897699B2 (en) * 2010-05-20 2014-11-25 Broadcom Corporation Reducing emissions in a near field communications (NFC) capable device
CA2752609C (fr) * 2010-09-21 2018-08-14 Inside Secure Carte nfc pour dispositif portatif
US9013896B2 (en) * 2010-12-30 2015-04-21 Echostar Technologies L.L.C. Apparatus, systems and methods for power supply employing single-stage forward voltage conversion
US9030052B2 (en) * 2011-05-17 2015-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for using near field communication and wireless power transmission
US20130049674A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Qualcomm Incorporated Integrated photo voltaic solar plant and electric vehicle charging station and method of operation
US20130078914A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Broadcom Corporation Varying Load Modulation in an NFC-Enabled Device Over a Range of Field Strength
US9026041B2 (en) * 2011-11-10 2015-05-05 Avery Dennison Corporation Portable radio-frequency repeater

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102165670A (zh) * 2008-09-29 2011-08-24 株式会社村田制作所 无触点受电电路及无触点功率传输系统

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