CN104980193A - 接收机输入电压稳定的非接触式通信设备 - Google Patents
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Abstract
描述了一种非接触型通信设备，包括：接收机单元，具有用于与天线相连的天线输入，与发射设备耦合，接收由发射设备发射的RF信号，并且确定与RF信号中的数据位置相关的时间点；比较器，产生对接收机单元的天线输入处的电压和参考电压之间的关系加以指示的比较器输出信号；以及电压调节电路，与比较器和接收机单元的天线输入耦接，基于比较器输出信号重复性地调节在天线输入处的电压。电压调节电路在由接收机单元确定的时间点之前以第一时间常数分隔对天线输入处的电压的每次重复性调节，在所述时间点之后以第二时间常数分隔对天线输入处的电压的每次重复性调节，第一时间常数小于第二时间常数。还描述了一种方法、计算机程序和计算机程序产品。
Description
技术领域
本发明涉及RF通信设备的领域，具体地涉及具有接收机输入电压稳定的RF通信设备。
背景技术
在13.56MHz载波频率下在ISM频段内操作的非接触型读取器提供非接触型接口。这种接口提供电力用于应答器芯片操作和与非接触型应答器卡(例如，智能卡、电子护照、电子票务等)或近场通信(NFC)设备的半双工双向通信。为了确保在不同制造商的非接触型读取器和卡/发射应答设备之间的互通性，国际标准规定了空中接口的特性，例如，ISO/IEC14443(接近(proximity)基本标准)+ISO/IEC10373-6(接近系统的测试标准)，或EMVCo(针对支付也针对非接触型支付的行业标准)，或ECMA 340，或NFC论坛。产品对这些标准的兼容性是至关重要的，尤其对于在政府使用中的产品而言(例如，电子护照)，必须通过认可的测试实验室来对此颁发证书。针对这种非接触型产品的空中接口规定了若干特性，测试值必须在由这些标准限定的范围内。
在电感耦合的系统中，读取器产生磁场，所述磁场通常向应答器传送能量、时钟和数据。通常向应答器提供和与应答器通信所需的最小场强在近场中以大约60dB/dec衰减。
卡模式：对于没有电源的卡设备，通信距离通常受限于向所述卡提供的最小场强。对于具有电源的卡设备(例如，目标模式下的NFC设备)，通信距离通常受限于允许对读取器命令进行正确解码的最小接收机电压。在电感耦合设备中，卡接收机处的电压取决于与读取器的距离、耦合因子以及读取器设备的所产生的场强。通常将卡设计为在一定场强范围内进行操作。过大的场强可能损坏所述设备，过小的场强不足以成功的通信。接收机输入电压的稳定(stabilization)可以增加关于可操作场强范围的动态范围。因此，对于给定的最大场强，可以增加通信距离，而对于给定的通信距离，可以增加最大场强。
读取器模式：由于卡在所产生的磁场内，读取器设备的天线匹配电路失谐。因此，减小了对读取器接收机输入的卡响应的幅度，这降低了接收质量，从而减小了通信距离。此外，在这种情况下，接收机输入电压稳定在恒定值可能导致最大接收机输入信号，这独立于读取器天线的失谐。
US 2006/0186995 A1描述了针对RFID读取器和RFID应答器的收发机，具有根据信号强度调整接收机增益的自动增益控制(AGC)电路。
在上述所有情况下，一方面需要的是使用提供对接收机输入电压的快速修正的电压调节(regulation)或AGC系统。然而，另一方面，使用快速自适应控制系统可能影响接收到的信号的调制数据内容，从而引起比特错误或甚至完全接收失败。
因此，需要一种方式来有效地稳定接收机输入电压，同时避免对所接收信号的调制数据内容的负面影响。
发明内容
可以通过根据独立权利要求的主题来满足这种需要。在从属权利要求中描述了本发明的有利实施例。
根据第一方面，提供了一种非接触型通信设备，优选地，用于通过使用电感性耦合来进行通信。所述设备包括：(a)接收机单元，具有用于与天线相连的天线输入，接收机单元适配为例如与发射设备电感性地耦合并接收由所述发射设备发射的RF信号，接收机单元还适配为确定与所述RF信号中的数据位置相关的时间点；(b)比较器，适配为产生比较器输出信号，所述比较器输出信号表示在接收机单元的天线输入处的电压和参考电压之间的关系；(c)电压调节电路，与所述比较器以及接收机单元的天线输入耦接，所述电压调节电路适配为基于比较器输出信号，重复地调节在天线输入处的电压，其中所述电压调节电路适配为在由接收机单元确定的时间点之前以第一时间常数来分隔对天线输入处的电压的每次重复调节，在由接收机单元确定的时间点之后以第二时间常数来分隔对天线输入处的电压的每次重复调节，其中第一时间常数小于第二时间常数。
这方面是基于如下构思的：接收机单元确定与接收到的RF信号内的数据位置相关的时间点，电压调节电路在所确定的时间点之前使用第一(较小的)时间常数来重复地调节天线输入处的电压，在所确定的时间点之后使用第二(较大的)时间常数来重复地调节天线输入处的电压。通过在所确定的时间点之前使用相对较小的时间常数，在接收到数据之前提供对天线输入处的电压的快速和有效调整。此外，通过在所确定的时间点处切换为较大的时间常数，减小了在所接收到的数据中引起错误的风险。
接收机单元可以适配为通过检测特定RF信号内容或通过将最初检测到RF信号的时间点与预定时间量相加，来确定与RF信号内的数据位置相关的时间点。
比较器可以是单比特比较器，所述单比特比较器当天线输入处的峰值电压大于参考电压时输出一个比特值，当天线输入处的峰值电压小于参考电压时输出第二比特值。
电压调节电路使用比较器输出信号来确定是增加(即，当比较器输出信号指示天线输入处的电压低于参考电压时)还是降低(即，当比较器输出信号指示天线输入处的电压大于参考电压时)天线输入处的电压。
电压调节电路以重复方式执行对天线输入处的电压的调节。更具体地，对天线输入处电压的调节的后续实例以规则的时间间隔发生，即，在由第一时间常数(在所确定的时间点之前)或第二时间常数(在所确定的时间点之后)分隔的时刻发生。每个调节实例可以应用固定调节量(固定步长)或可变调节量(可变步长)。在后者的情况下，可以根据比较器输出信号的多个后续值来确定调节量。
第一时间常数小，这样可以在短时间(考虑到取决于具体通信类型的可用时间)内实现对天线输入处的电压的有效调节，即，使得当开始传输数据并且电压调节电路切换到第二(较大的)时间常数时，天线输入处的电压接近参考电压。选择第二时间常数，使得对天线输入处的电压的任何调节都进行的非常慢，从而避免对RF信号的数据内容的负面影响。
根据实施例，电压调节电路包括控制器和与天线输入相连的多个阻抗，所述控制器适配为基于比较器输出信号将多个阻抗中的若干个阻抗相互连接。
换言之，控制器能够将选定的阻抗相互连接，以便形成用于调整天线输入处电压的分压器。
根据另一实施例，所述多个阻抗是多个电阻器。
根据另一实施例，所述控制器适配为使多个阻抗中的若干个阻抗相互连接为并联或串联。
换言之，多个阻抗形成可编程或可切换的阻抗组(bank)，由控制器控制所述阻抗组，使得根据比较器输出信号来并联(相互并联以及与连接在接收机单元的天线输入处的天线并联)或串联若干个阻抗。更具体地，控制器可以适配为基于比较器输出信号产生控制信号，所述控制信号指示要连接的阻抗的数目。
所述多个阻抗中的每个可以具有相同的阻抗值，或所述多个阻抗可以分成组，其中每组中的阻抗具有相同的阻抗值。因此，调谐曲线(即，控制信号值vs.总阻抗值)可以是线性的或非线性的。在非线性调谐曲线的情况下，调谐曲线应是同类的(homogeneous)。
设计电阻器组，使得电阻器组的最大/最小阻抗值足够大/小，以至于覆盖所支持的场强范围，例如，使得天线输入处的电压(即，阻抗组两端的电压)能够在从0.5A/m到7.5A/m的场强范围上保持恒定。
此外，可切换阻抗组的颗粒度(granularity)应尽可能小。在管芯尺寸和分辨率之间进行权衡。因此，可以采用非线性调谐曲线以便在Rx电压切换方面分辨率保持恒定的同时减少占用面积。寄生电容应当尽可能小，以避免在RF频带内的低通特性。
多个阻抗和控制器提供了一种简单有效的措施来根据比较器输出信号调整天线输入处的电压，使得天线输出处的电压可以与参考电压密切匹配。
根据另一实施例，接收机单元适配为提供具有预定频率的时钟信号，第一时间常数等于第一因子除以预定频率，第二时间常数等于第二因子除以所述预定频率，第二因子大于第一因子。
接收机单元可以包括时钟信号发生器，所述时钟信号发生器用于产生具有预定频率的时钟信号，或接收机单元可以适配为根据接收到的信号得到时钟信号。
第一因子和第二因子可以是有理数，具体地，例如是自然数。
对于自然数和13.56MHz的示例性预定频率，第一和第二时间常数可以采取诸如1/13.56MHz，2/13.56MHz，3/13.56MHz，...，n/13.56MHz之类的值。因此，在这种情况下，第一和第二时间常数与时钟信号的周期的整数倍相对应。由于第二因子大于第一因子，如果第一时间常数等于第一数目的时钟信号周期，则第二时间常数包括至少一个附加的时钟信号周期。
根据另一实施例，时钟信号是基于恢复的时钟信号，所述恢复的时钟信号具有由发射设备产生的RF信号的频率，其中比较器输出信号与时钟信号相对准。
通过基于恢复的时钟信号将比较器输出信号与时钟信号相对准，可以保证将天线输入处的峰值电压与参考电压进行比较。
因此，可以获得可靠的比较器输出信号，比较器输出信号指示参考电压与接收机单元的天线输入处的电压幅度之间的关系。
根据另一实施例，电压调节电路适配为在由接收机单元确定的时间点之前应用第一电压调节步长，在该时间点之后应用第二电压调节步长，其中第一电压调节步长大于第二电压调节步长。
在电压调节电路使用如上述实施例所述的多个电阻器的情况下，可以通过同时连接或断开若干个(例如，四个)电阻器，来实现第一电压调节步长；可以通过连接或断连较少数目的(例如，一个)电阻器，来实现第二(较小的)电压调节步长。
应注意，第二电压调节步长可以甚至被设置为零，使得电压调节电路在由接收机单元确定的时间点之后不应用任何调整。
通过使用相对较大的第一电压调节步长以及相对较小的第一时间常数，还可以减少将接收机单元的天线输入处的电压调整为等于(或非常接近)参考电压所需的时间。
类似地，还可以通过使用相对较小的第二电压调节步长以及相对较大的第二时间常数，减少了在接收到的数据信号中引起比特错误的风险。应注意，第二电压调节步长还可以甚至被设置为等于零，使得电压调节电路在由接收机单元确定的时间点之后不应用任何调整。
根据其它实施例，接收机单元适配为在卡模式下操作，并将该时间点确定为从发射设备接收到读取器命令的时间。
在该实施例中，接收机单元可以根据需要包括PICC(接近集成电路卡)接收机模块和模拟解调器。当检测到来自发射(同等)设备的RF场时，电压调节电路开始使用第一(较小的)时间常数来调整在接收机的天线输入处的电压。当接收到读取器命令时，电压调节电路切换到第二(较大的)时间常数。
根据另一实施例，接收机单元适配为在读取器模式下操作并将该时间点确定为接收到前同步码(preamble)的时间或开始预先限定的比特网的时间或在接收之前的预定最小时间期满的时间。
在该实施例中，接收机单元可以包括具有基带放大器的PCD(接近耦合设备)接收机模块以及I/Q信道A/D转换器。
根据特定实现方案，当以下事件之一发生时，电压调整电路从第一(较小的)时间常数切换到第二(较大的)时间常数：接收机单元检测到前同步码(指示数据传输的开始)；预先限定的比特网开始(例如，Miller Bit-Grid)，其中假定在所述预先限定的比特网中传输响应；或预定最小时间期满，其中假定在此之后传输响应。
根据另一实施例，第二时间常数是无穷。
应理解，当使用第二时间常数时，电压调节电路不对接收机单元的天线输入处的电压进行任何调整。换言之，电压调节机制是冻结的(frozen)。
根据另一实施例，所述设备还包括信号处理器，信号处理器与接收机单元耦接，并适配为处理由接收机单元接收到的信号，其中所述电压调节电路还适配为产生信号处理器控制信号，所述信号处理器控制信号指示在每次重复调节天线输入处的电压之后将信号处理器关闭预定时间段。
通过在调整天线输入处的电压之后将信号处理器去激活(或遮挡(blind))预定时间段，可以确保不将对应电压改变误译为数据。
因此，进一步改善了所述设备的鲁棒性。
根据第二方面，提供了一种在利用电感性耦合来通信的RF通信设备(诸如，利用电感性耦合来通信的非接触型通信设备)中稳定接收机单元的天线输入电压的方法，接收机单元适配为例如与发射设备电感性耦合并接收由发射设备发射的RF数据信号。所述方法包括(a)确定与RF数据信号的起始相关的时间点；(b)产生比较器输出信号，所述比较器输出信号指示接收机单元的天线输入处的电压和参考电压之间的关系；以及(c)基于比较器输出信号重复地调节天线输入处的电压，其中在所确定的时间点之前以第一时间常数来分隔对天线输入处的电压的每次重复性调节，在所确定的时间点之后以第二时间常数来分隔对天线输入处的电压的每次重复性调节，其中第一时间常数小于第二时间常数。
该方面特别基于与上述第一方面相同的构思，所述方法可以优选地实现在根据第一方面的设备或上述的任何实施例中。
根据第三方面，提供了一种包括计算机可执行指令的计算机程序，当由计算机执行时引起所述计算机执行根据第二方面所述的方法的步骤。
根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，包括加载有根据第三方面的计算机程序的计算机可读数据载体。
应注意，参考不同主题事物描述了本发明的实施例。具体地，参考方法类型的权利要求描述了一些实施例，而参考装置类型的权利要求描述了其它实施例。然而，本领域技术人员应根据上述和以下描述清楚：除非文中明确指示，否则除了属于一种类型的主体事物的特征的任何组合之外，本公开还公开了属于不同主题事物的特征的任意组合，具体地，方法类型权利要求的特征以及装置类型权利要求的特征的组合。
根据下文所述的实施例的示例将清楚本发明的以上限定方面和其它方面，参考实施例的示例解释了以上限定方面和其它方面。下文参考本发明实施例的示例更具体地描述了本发明，然而，本发明不限于此。
附图说明
图1示出了根据实施例的非接触型通信设备的部分框图。
图2示出了根据实施例的输入电压调节器控制器的具体框图。
图3示出了根据实施例的在设备的运行期间根据时间变化的一系列信号。
图4示出了根据实施例的在设备的运行期间根据时间变化的一系列信号。
图5示出了根据实施例的在设备的运行期间根据时间变化的一系列信号。
图6示出了根据实施例的非接触式通信设备的构思图。
具体实施方式
附图中的示图是示意性的。应注意，在不同附图中，将相似或相同的要素设置为相同的附图标记，或设置为仅第一位数不同的附图标记。
图1示出了根据实施例的非接触型通信设备100的部分框图。更具体地，非接触型通信设备100包括接收机单元110、比较器120、AGC控制器130、解码器140、可编程电阻器组142和144、以及信号处理器150。如分界线所示，接收机单元110、比较器120、解码器140和电阻器组142、144是模拟组件，而控制器130和信号处理器150是数字组件。对了完整性，应注意，接触型通信设备100还包括其它单元和组件，由于这些组件不是与本发明特别相关，图1未示出这些组件。
接收机单元110包括：PCD接收机模块112，具有基带放大器(BBA)和I/Q信道ADC以在阅读器模式下操作；PICC接收机模块114，具有模拟解调器以在卡模式下操作；以及时钟恢复模块116，用于提供从来自发射设备(未示出)的输入RF场而得到的恢复时钟信号clk13。在本实施例中，接收机单元110是具有正输入端子RXp、负输入端子RXn和参考输入端子Vmid的差分接收机。可编程电阻器组142被布置在RXp和Vmid之间，可编程电阻器组144被布置在RXn和Vmid之间。应注意，本发明同样可应用于具有单端天线输入的接收机单元，在这种情况下仅需要单个电阻器组。
返回到图1的实施例，比较器120被布置为接收在天线输入端子RXp处的电压作为一个输入，接收参考电压Vref作为另一输入。参考电压Vref可以在制造阶段是可编程的。比较器120还从接收机单元110接收恢复的时钟信号clk13，使得比较器120可以将峰值电压RXp与Vref进行比较并输出一比特信号比较器输出信号agc_comp，所述一比特信号比较器输出信号agc_comp指示RXp处的峰值电压是大于还是小于Vref。
AGC控制器130从比较器120接收比较器输出信号agc_comp并产生控制信号agc_value，控制信号agc_value指示要将每个电阻器组142、144中的多少个电阻器进行并联以便调整对应接收机输入电压。数字信号agc_value是10比特信号，可能值从0到1023。结合以下附图更详细地描述了控制器130的操作。
解码器140从控制器130接收控制信号agc_value，并将agc_value的10比特值转换为1023比特温度计(thermometer)(或一元)编码控制信号。对于这种控制信号的每个逻辑一，与正天线输入RXp并联添加电阻器组142的电阻器，与负天线输入RXn并联添加电阻器组144的电阻器，以便调节接收机输入电压。因此，恒定控制值0x00(0抽取(decimal))与最高灵敏度和最大接收机电压相对应，控制值0x3FF(1023抽取)与最小灵敏度和最小接收机电压相对应。
图2示出了根据实施例的输入电压调节器控制器230的具体框图(与图1的AGC控制器130相对应)。更具体地，控制器230实现积分倾倒滤波器(integrate-and-dumpfilter)和一比特积分器。首先，在数字信号频率没有与模拟时钟频率相对准的情况下，利用同步器231将输入agc_comp(可选地)同步。在本实施例中，时钟频率是13.56MHz。针对AGC_TIME_CONSTANT时钟周期，由累加器232将比较器值agc_comp进行累加。对agc_comp的这种累加由计数器234和比较器233控制，并且如上所示，由累加器232以13.56MHz的时钟频率执行。
将得到的累加值agc_accu输入到阈值比较器235，如果agc_accu在特定阈值AGC_THRESHOLD_HIGH以上，则增加积分器236中的控制值agc_value(增加agc_step)。另一方面，如果得到的累计值agc_accu在特定阈值AGC_THRESHOLD_LOW以下，则减小AGC值agc_value(减小agc_step)。如果得到的累计值agc_accu在阈值AGC_THRESHOLD_HIGH和AGC_THRESHOLD_LOW之间，则不对控制值agc_value进行改变。如上所示，阈值比较器235和积分器236，以等于时钟频率(13.56MHz)除以AGC_TIME_CONSTANT的频率执行该操作。
因此，AGC_TIME_CONSTANT的值限定了控制回路的带宽。换言之，较大的AGC_TIME_CONSTANT导致较窄的带宽和较慢的自适应，而较小的AGC_TIME_CONSTANT导致较宽的带宽和较快的自适应。
此外，控制器包括控制块237，控制块237允许将值加载到AGC寄存器(例如，开始值或固定值)，使自适应冻结，并限定步长。
图3是示出了根据实施例的在设备100的运行期间随时间变化的一系列信号的图300。更具体地，图300涉及根据使用前同步码的标准(例如，ISO14443-类型B 106kBd)在读取器模式下设备100的操作。
更具体地，上方曲线示出了在从发射机(未示出)接收RF信号的同时由图1中的PCD接收机模块112的ADC提供的信号(ADCdata)。下一曲线(AGC switching)示出了由图1的控制器130施加的控制切换可编程电阻器组142、144的脉冲信号。AGC切换的脉冲与从ADC数据信号获得的恢复时钟信号相对准。第三曲线(Freeze AGC)是当变高时使AGC冻结(即，控制控制器130以便保持电阻器组142、144的最后配置)的信号。可以看出，该信号(Freeze AGC)在AGC切换信号中的脉冲之前暂时是为高(在时间段305内)。第四曲线(BlindSigPro)是(当变为高时)临时遮挡或禁用图1中的信号处理器150以避免信号处理器150错误地将由于切换控制器130而引起的电压变化解释为信号内容的信号。最终，第五曲线(Preamble detected)示出了指示在ADC数据信号中检测到前同步码的信号。可以看出，一旦检测到前同步码，在之后的数据接收时间段305a期间，Freeze AGC保持为高，Blind SigPro保持为低。在在305a检测到前同步码之前，以较快的时间常数(即，所恢复时钟信号的一个周期)操作AGC控制器130，以便实现天线输入电压的快速自适应。
图4是示出了根据实施例的在设备100的操作期间随着时间变化的一系列信号的曲线400。更具体地，曲线400涉及根据使用Bit-grid的标准(例如，ISO14443-Type A 106kBd)在读取器模式下设备100的操作。
这种实施例非常类似于图3所示和以上讨论的实施例。因此，下文仅讨论区别。可以看出，第五(最下方)信号“SOF detected”与图3的不同，表示对SOF进行检测的结果(帧的起始)。更具体地，只要没有检测到SOF，则SOF detected为低，只要检测到SOF，则SOFdetected变为高。在这种实施例中，数据传输(卡响应)需要发生在特定比特网络中，由405表示所述特定比特网络的开始。略在可以发生响应之前，将信号Freeze AGC驱动为高。只要没有检测到SOF(帧的起始)，在一段时间之后再次将Freeze AGC驱动为低，并允许AGC控制器130再次切换。当检测到SOF时，即，405a过后不久，将FreezeAGC保持为高，使得不允许执行其它自适应。在405a之后检测到SOF之前，用较快的时间常数(即，恢复的时钟信号的一个周期)操作AGC控制器130，以便实现天线输入电压的快速自适应。
图5示出了根据实施例的曲线501和502，曲线501和502分别示出在设备100的操作期间随时间变化的一系列信号。更具体地，曲线501示出了当将设备100用作发射机时随时间变化的一系列信号，而曲线502示出了当将设备100用作卡模式下的接收机时随时间变化的一系列信号。从接收机(目标)角度示出了AGC的操作。更具体地，曲线501涉及设备100作为读取器的操作(发送数据)，而曲线502涉及设备100作为卡的操作(接收数据)。
如曲线501所示，用作读取器模式(与NFC主动模式相对应)下的发射机的操作被分为三个阶段，分别表示为T1、T2和T3。在第一阶段T1中，接通RF场。一段时间之后(大约75μs)，在阶段T2期间发生数据传输。在完成传输之后，该操作在阶段T3结束，关闭RF场。
曲线502示出了在卡模式下的对应操作(与NFC无源模式相对应)，其中设备100接收与曲线501相对应的传输。在第一时段R1期间，没有检测到RF场，AGC不进行操作。然后，检测到RF场，AGC在A处开始进行操作以便调整接收机输入电压。由于在接通RF场之后通信已传输了～75μs，在时段R2期间使用快速模式以便在检测到外部场之后调整接收机输入电压。更具体地，在快速模式操作期间，用快速时间常数(例如，一个时钟周期)和更大的步长(例如，可编程电阻器组142、144的分辨率的四倍)来操作AGC。换言之，在每个RF时钟周期下，将AGC值改变4个LSB。在预定时间段之后(最大75μs)，快速自适应的时段R2在B时刻结束，AGC进入时段R3，其中可以使用较慢的时间常数(例如，在1和1024个时钟周期之间)和/或较小的步长(例如，1个LSB)。在R3期间的自适应被设计为对数据接收具有较小的负面影响，但是仍提供对接收机输入电压的相对有效调节。最终，当外部场消失时，AGC值自动地在C时刻被切换到0，以便对随后时段R4(与R1相对应)内其它外部场的检测具有最大灵敏度。在没有检测到场的情况下，接通内部场以进行传输。
继续上述实施例，图6示出了根据实施例的非接触式通信设备600的构思图。设备600与天线660相连，包括调节器块631和接收机单元610。天线输入处的电压是V1。调节器与天线660相连，接收参考电压Vref和时间常数值τ(即，如上所述的第一或第二时间常数值)，并将接收机单元610的输入处的电压调节到电压值V2，使得后者保持接近Vref。
应注意，尽管上述实施例涉及通过使用电感耦合来进行通信，所描述的输入电压调节的原理还可以应用于使用其他类型耦合(诸如，电容型耦合)的通信系统。此外，可以使用多于两个的不同时间常数。
应注意，除非文中明确指出，否则诸如“上”、“下”、“左”和“右”的术语仅表示对应附图的方向。
应注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，使用冠词“一种”不排除多个。此外，可以组合结合不同实施例所述的元件。应注意，权利要求中的附图标记不应被理解为对权利要求的范围的限制。
Claims (14)
1.一种非接触型通信设备，所述设备包括：
接收机单元(110，610)，具有用于与天线相连的天线输入(RXn，Vmid，RXp)，接收机单元(110，610)适配为与发射设备耦合并接收由所述发射设备发射的RF信号，接收机单元(110，610)还适配为确定与所述RF信号中的数据位置相关的时间点；
比较器(120)，适配为产生比较器输出信号(agc_comp)，所述比较器输出信号(agc_comp)指示在接收机单元(110，610)的天线输入(Rxn，Vmid，RXp)处的电压和参考电压(Vref)之间的关系；以及
电压调节电路，与所述比较器(120)以及接收机单元(110，610)的天线输入(Rxn，Vmid，RXp)耦接，所述电压调节电路适配为基于比较器输出信号(agc_comp)重复地调节在天线输入(Rxn，Vmid，RXp)处的电压，
其中所述电压调节电路适配为在接收机单元(110，610)确定的时间点之前以第一时间常数来分隔对天线输入(Rxn，Vmid，RXp)处的电压的每次重复调节，在接收机单元(110，610)确定的时间点之后以第二时间常数来分隔对天线输入(Rxn，Vmid，RXp)处的电压的每次重复调节，其中第一时间常数小于第二时间常数。
2.根据前述权利要求所述的设备，其中所述电压调节电路包括控制器(130)以及与天线输入(Rxn，Vmid，RXp)相连的多个阻抗，所述控制器(130)适配为基于比较器输出信号(agc_comp)将所述多个阻抗中的若干个阻抗相互连接。
3.根据前述权利要求所述的设备，其中所述多个阻抗是多个电阻器(142，144)。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其中所述控制器(130)适配为将所述多个阻抗中的若干个阻抗相互连接为并联或串联。
5.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，
其中接收机单元适配为提供具有预定频率的时钟信号，
其中第一时间常数等于第一因子除以所述预定频率，
其中第二时间常数等于第二因子除以所述预定频率，以及
其中第二因子大于第一因子。
6.根据前述权利要求所述的设备，其中所时钟信号是基于恢复的时钟信号(clk13)，所述恢复的时钟信号(clk13)具有由发射设备产生的RF信号的频率，其中所述比较器输出信号(agc_comp)与所述时钟信号对准。
7.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，其中所述电压调节电路适配为在接收机单元(110，610)确定的时间点之前应用第一电压调节步长，在所述时间点之后应用第二电压调节步长，其中第一电压调节步长大于第二电压调节步长。
8.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，其中所述接收机单元(110，610)适配为操作在卡模式下，并将所述时间点确定为从发射设备接收到读取器命令的时间。
9.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，其中所述接收机单元(110，610)适配为操作在读取器模式下，并将所述时间点确定为接收到前同步码的时间、预先限定的时间网开始的时间或在接收之前的预定最小时间期满的时间。
10.根据前述权利要求所述的设备，其中所述第二时间常数是无穷的。
11.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的设备，还包括：
信号处理器(150)，与接收机单元(110，610)耦接，并适配为处理由接收机单元(110，610)接收到的信号，
其中所述电压调节电路还适配为产生信号处理器控制信号，所述信号处理器控制信号指示在每次重复调节天线输入(Rxn，Vmid，Rxp)处的电压之后将信号处理器(150)关闭预定时间段。
12.一种RF通信设备中稳定接收机单元的天线输入电压的方法，所述接收机单元适配为与发射设备耦合，并接收由发射设备发射的RF数据信号，所述方法包括：
确定与RF数据信号的起始相关的时间点；
产生比较器输出信号，所述比较器输出信号指示接收机单元的天线输入处的电压和参考电压之间的关系；以及
基于比较器输出信号，重复地调节天线输入处的电压，
其中在所确定的时间点之前以第一时间常数来分隔对天线输入处的电压的每次重复调节，在所确定的时间点之后以第二时间常数来分隔对天线输入处的电压的每次重复调节，其中第一时间常数小于第二时间常数。
13.一种包括计算机可执行指令的计算机程序，当由计算机执行时引起所述计算机执行根据前述权利要求所述的方法的步骤。
14.一种计算机程序产品，包括加载有根据前述权利要求所述的计算机程序的计算机可读数据载体。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109004359A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-14 | 北京小米移动软件有限公司 | 电子设备及其天线结构、天线电压的调节方法、装置 |
| CN109245799A (zh) * | 2017-07-11 | 2019-01-18 | 恩智浦有限公司 | 具有差分接收器输入电压稳定的非接触式通信装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10164600B2 (en) | 2015-10-12 | 2018-12-25 | Nxp B.V. | NFC or RFID device RF detuning detection and driver output power regulation |
| GB2557234A (en) | 2016-11-30 | 2018-06-20 | Nordic Semiconductor Asa | Near field communication |
| US11206122B1 (en) * | 2020-11-29 | 2021-12-21 | Silicon Laboratories Inc. | Variable rate sampling for AGC in a bluetooth receiver using connection state and access address field |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040037377A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fully digital AGC circuit with wide dynamic range and method of operation |
| CN101001095A (zh) * | 2005-11-09 | 2007-07-18 | 开曼群岛威睿电通股份有限公司 | 可变带宽自动增益控制装置以及方法 |
| CN101292254A (zh) * | 2005-10-17 | 2008-10-22 | Nxp股份有限公司 | 用于非接触读取器装置的电子电路 |
| CN101449470A (zh) * | 2006-05-15 | 2009-06-03 | 高通股份有限公司 | 用于控制接收机中控制环路的操作的技术 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3904975A (en) * | 1973-04-26 | 1975-09-09 | Olympus Optical Co | Automatic gain control circuit |
| JPS51117816A (en) * | 1975-04-09 | 1976-10-16 | Sony Corp | Receiver |
| JPH0962816A (ja) | 1994-10-06 | 1997-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 非接触ｉｃカードおよびこれを含む非接触ｉｃカードシステム |
| FI102787B1 (fi) * | 1995-07-11 | 1999-02-15 | Nokia Telecommunications Oy | Keskeytysten käsittely synkronisessa ympäristössä |
| US6121849A (en) * | 1998-07-24 | 2000-09-19 | Motorola Inc. | Oscillator amplifier with frequency based digital multi-discrete-level gain control and method of operation |
| DE10229459C1 (de) | 2002-07-01 | 2003-11-13 | Texas Instruments Deutschland | Transponder |
| JP4584668B2 (ja) * | 2004-10-07 | 2010-11-24 | Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 | 自動利得制御回路および方法 |
| US7583179B2 (en) | 2005-02-22 | 2009-09-01 | Broadcom Corporation | Multi-protocol radio frequency identification transceiver |
| US20060227910A1 (en) * | 2005-03-11 | 2006-10-12 | Nangavalli Ramasubramanian | Receiver DC offset correction |
| US7190213B2 (en) * | 2005-03-25 | 2007-03-13 | Freescale Semiconductor, Inc. | Digital time constant tracking technique and apparatus |
| WO2007014299A2 (en) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Mrv Communications, Inc. | Automatic gain control |
| CN101529439B (zh) | 2006-10-19 | 2011-09-28 | Nxp股份有限公司 | 用于非接触通信的收发电路 |
| US8643356B2 (en) | 2009-10-06 | 2014-02-04 | Infineon Technologies Ag | Voltage regulation and modulation circuit |
| JP5540897B2 (ja) | 2010-05-31 | 2014-07-02 | ソニー株式会社 | 情報処理装置及び受信方法 |
| JP5587135B2 (ja) * | 2010-10-28 | 2014-09-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 無線通信用半導体装置 |
| US8611844B2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-12-17 | Silicon Laboratories Inc. | Low noise amplifier and method of input impedance control for terrestrial and cable modes |
| US9020424B2 (en) * | 2012-06-14 | 2015-04-28 | Broadcom Corporation | NFC device combining components of antenna driver and shunt regulator |
| US9143201B2 (en) * | 2012-07-16 | 2015-09-22 | Samsung Elecronics Co., Ltd. | Data receiver for near field communication and wireless communication system including the same |
-
2014
- 2014-04-11 EP EP14164512.7A patent/EP2930647B1/en active Active
-
2015
- 2015-04-10 US US14/684,318 patent/US10044389B2/en active Active
- 2015-04-10 CN CN201510169319.1A patent/CN104980193B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040037377A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Fully digital AGC circuit with wide dynamic range and method of operation |
| CN101292254A (zh) * | 2005-10-17 | 2008-10-22 | Nxp股份有限公司 | 用于非接触读取器装置的电子电路 |
| CN101001095A (zh) * | 2005-11-09 | 2007-07-18 | 开曼群岛威睿电通股份有限公司 | 可变带宽自动增益控制装置以及方法 |
| CN101449470A (zh) * | 2006-05-15 | 2009-06-03 | 高通股份有限公司 | 用于控制接收机中控制环路的操作的技术 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109245799A (zh) * | 2017-07-11 | 2019-01-18 | 恩智浦有限公司 | 具有差分接收器输入电压稳定的非接触式通信装置 |
| CN109245799B (zh) * | 2017-07-11 | 2021-10-19 | 恩智浦有限公司 | 具有差分接收器输入电压稳定的非接触式通信装置 |
| CN109004359A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-14 | 北京小米移动软件有限公司 | 电子设备及其天线结构、天线电压的调节方法、装置 |
| CN109004359B (zh) * | 2018-07-27 | 2021-08-31 | 北京小米移动软件有限公司 | 电子设备及其天线结构、天线电压的调节方法、装置 |
Also Published As
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