CN105099584B - 功率接收单元短信标检测 - Google Patents

Abstract

本公开涉及功率接收单元短信标检测。一种用于检测短信标信号的装置包括：功率接收单元(PRU)，用于从一个或多个功率发射单元(PTU)接收短信标信号。响应于所述短信标信号针对通过所述一个或多个PTU进行的检测来断言有源负载电平部。一旦断言了该有源负载电平部，在通过所述一个或多个PTU中的至少一个进行测量时使得能够检测与所述PRU相关联的反射阻抗上的变化。

Description

功率接收单元短信标检测

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年5月23日提交的美国临时专利申请62/002,690、于2015年5月15日提交美国专利申请14/714,139以及于2015年4月27日提交的62/153,462的优先权的权益，通过引用将它们的全部内容结合于本文中。

技术领域

本技术总体上涉及一种充电电路，并且具体地涉及在短信标(short beacon)期间通过功率发射单元(power-transmitting unit)(PTU)检测功率接收单元(power-receiving unit)(PRU)。

背景技术

可以在无需人造导体的情况下实现从功率发射单元(PTU)到功率接收单元(PRU)的无线电能传输。这种模式的功率传输在很多情况下会是有用，例如，在互连电线不方便、有害或者不可能时。在诸如蓝牙低能量(BTLE)的射频(RF)控制信道在错误的PTU-PRU对之间形成连接时发生交叉连接。目前，存在一种机构，用于通过针对PRU的初始广告触发105ms的发现窗口来检测PRU的阻抗变化。另一种机构使用BTLE接收信号强度指示(RSSI)进行过滤以尝试并且使广告发射器与充电表面的邻近性相关联。

在某些情况下，相当难或者不可能在短信标期间通过阻抗检测方法检测PRU，并且这依然是一个尚未解决的问题。一些解决方案不要求PTU必须使用短信标来检测PRU。其他解决方案要求并且测试PTU可以检测开放式基板的最小反射阻抗上的变化，这些解决方案在产生反射阻抗的方式方面不清晰。还提出了要求并且测试PTU具有检测特殊PRU反射阻抗的功能。PTU周期性地(例如，每1/4秒)传输短(例如，10msec长的)信标以检测PRU的存在，并且一旦可靠地检测到PRU的存在，则PTU可以进一步对其线圈供电并且传输更强且更长的充电脉冲(例如，长信标)。由于不需要频繁地传输长信标，所以PTU节省了大量的能量。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于检测短信标信号的装置，所述装置包括：功率接收单元(PRU)，被配置为从一个或多个功率发射单元(PTU)中接收所述短信标信号；以及有源负载电平部(active load level)，被配置为响应于所述短信标信号针对通过所述一个或多个PTU进行的检测而被断言(asserted)，其中，所述有源负载电平部一旦被断言，产生通过所述一个或多个PTU中的至少一个测量的与所述PRU相关联的反射阻抗(reflected impedance)的可检测的变化。

其中，所述PRU包括半导体芯片，所述半导体芯片包括与PRU线圈耦接的输入端口以及与充电电路耦接的输出端口。

其中，所述有源负载电平部包括两个第一无源电抗元件，并且其中，所述两个第一无源电抗元件中的每一个耦接在所述PRU的所述输入端口中的端口与开关之间，所述开关被配置为能够被操作为将所述两个第一无源电抗元件中的相应的一个耦接至接地电位。

其中，所述两个第一无源电抗元件包括电容器；所述开关包括实施在所述半导体芯片中的场效应晶体管(FET)；所述FET被配置为通过可以从所述PRU的整流器电路接收的第一信号而被接通；所述FET被配置为响应于第二信号而被断开；通过软件提供所述第二信号，其中，所述有源负载电平部的断言与表示存在所述PRU的射频(RF)信号的传输同时发生；以及所述RF信号包括蓝牙低功率(Bluetooth low power)(BTLE)信号。

根据本发明的装置，进一步包括耦接至所述PRU的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中，所述第二无源电抗元件包括电感器，并且其中，所述两个第一无源电抗元件包括两个电容器，并且其中，所述开关可操作为响应于延迟信号使所述两个电容器中的相应的电容器耦接至接地电位，其中，所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，并且其中，通过软件提供所述延迟信号。

根据本发明的装置，进一步包括耦接至所述PRU的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中，所述第二无源电抗元件包括电容器，并且其中，所述两个第一无源电抗元件包括两个电感器，并且其中，所述开关可操作为响应于延迟信号使所述两个电感器中的相应的电感器耦接至接地电位，其中，所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，并且其中，通过软件提供所述延迟信号。

其中，通过片外双极结型晶体管(BJT)实施所述开关，其中，所述短信标振幅足够大以接通所述BJT，其中，所述BJT被配置为通过延迟信号而被断开，其中，通过软件提供所述延迟信号。

其中，通过片外双极结型晶体管(BJT)实施所述开关，其中，所述PRU保留充足的功率以操作BJT，其中，所述装置进一步包括比较器，所述比较器被配置为将在所述PRU的输入端口中的一个上的电压于阈值电压进行比较，并且响应于确定所述电压大于所述阈值电压而触发将蓝牙低功率(BTLE)信号传输至所述一个或多个PTU，以使所述一个或多个PTU中的至少一个发射长信标。

其中，所述有源负载电平部与继电器串联耦接，其中，当所述PRU被唤醒时，所述继电器被配置为切断所述有源负载电平部，其中，所述短信标的振幅不限制所述装置的操作。

其中，所述PRU被配置为在连接处理期间基于从所述一个或多个PTU接收的信号的强度来选择所述一个或多个PTU中的一个；所述PRU被配置为请求所述一个或多个PTU中的每一个将指示由所述PTU检测到的反射阻抗的强度的指示符发送给所述PRU；以及所述PRU被配置为基于从所述一个或多个PTU接收的所述指示符来选择所述一个或多个PTU中的一个，以从所述一个或多个PTU中的检测到来自所述PRU的最高反射阻抗的PTU接收功率。

其中，所述PRU紧邻所述一个或多个PTU中的PTU的线圈阵列中的一个或多个线圈，所述PRU被配置为从所述线圈阵列中的所选线圈接收功率，所述所选线圈包括所述线圈阵列的线圈中的一个线圈，所述一个线圈能够操作为在所述一个或多个PTU中的所述PTU中生成最高反射阻抗并且由所述一个或多个PTU中的所述PTU供电以对所述PRU进行充电。

根据本发明的另一个方面，提供了一种提供用于检测短信标信号的装置的方法，所述方法包括：提供功率接收单元(PRU)，所述功率接收单元被配置为从一个或多个功率发射单元(PTU)接收所述短信标信号；以及提供有源负载电平部，所述有源负载电平部被配置为响应于所述短信标信号针对通过所述一个或多个PTU的检测而被断言，其中，所述有源负载电平部被配置为一旦被断言，产生通过所述一个或多个PTU中的至少一个测量的所述PRU的反射阻抗的可检测的变化。

其中，所述PRU包括半导体芯片，所述半导体芯片包括与PRU线圈耦接的输入端口以及与充电电路耦接的输出端口，其中，提供所述有源负载电平部包括提供两个第一无源电抗元件并且使所述两个第一无源电抗元件中的每一个耦接在所述PRU的输入端口中的端口与开关之间，其中，所述开关被配置为能够操作为使所述两个第一无源电抗元件中的相应的一个耦接至接地电位。

其中，设置所述两个第一无源电抗元件包括设置两个电容器；设置所述开关包括设置实施在所述半导体芯片中的场效应晶体管(FET)；所述有源负载电平部的断言与指示存在所述PRU的射频(RF)信号的传输同时发生；所述RF信号包括蓝牙低功率(BTLE)信号；以及所述方法进一步包括：通过可从所述PRU的整流器电路接收的第一信号将所述FET配置为接通；响应于第二信号将所述FET配置为断开；以及通过软件提供所述第二信号。

根据本发明的方法，进一步包括设置耦接至所述PRU的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中，设置所述第二无源电抗元件包括设置电感器，并且其中，设置所述两个第一无源电抗元件包括设置两个电容器，并且其中，所述开关可操作为响应于延迟信号使所述两个电容器中的相应的电容器耦接至接地电位，其中，所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，并且其中，通过软件提供所述延迟信号。

根据本发明的方法，进一步包括设置耦接至所述PRU的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中，设置所述第二无源电抗元件包括设置电容器，并且其中，设置所述两个第一无源电抗元件包括设置两个电感器，并且其中，所述开关可操作为响应于延迟信号使所述两个电感器中的相应的电感器耦接至接地电位，其中，所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，并且其中，通过软件提供所述延迟信号。

根据本发明的方法，进一步包括：设置所述开关，包括设置片外双极结型晶体管(BJT)，其中，所述短信标振幅足够大以接通所述BJT，其中，所述BJT被配置为通过延迟信号而被断开，其中，通过软件控制所述延迟信号。

其中，设置所述开关包括设置片外双极结型晶体管(BJT)，其中，所述PRU保留充足的功率以操作BJT，其中，所述方法进一步包括设置比较器，所述比较器被配置为将所述PRU的所述输入端口中的一个上的电压与阈值电压进行比较，并且响应于确定所述电压大于所述阈值电压来触发将蓝牙低功率(BTLE)信号传输至所述一个或多个PTU，以使所述一个或多个PTU中的至少一个发射长信标。

其中，所述方法进一步包括将所述PRU配置为：在连接处理期间基于从所述一个或多个PTU接收的信号的强度来选择所述一个或多个PTU中的一个；请求所述一个或多个PTU中的每一个将指示由所述PTU检测到的反射阻抗的强度的指示符发送给所述PRU；基于从所述一个或多个PTU接收的所述指示符来选择所述一个或多个PTU中的一个，以从所述一个或多个PTU中的检测到来自所述PRU的最高反射阻抗的PTU接收功率；以及从所述一个或多个PTU中的PTU的线圈阵列的所选线圈接收功率，其中，所述PRU紧邻所述线圈阵列中的一个或多个线圈，并且所述所选线圈包括所述线圈阵列的线圈中的一个线圈，所述一个线圈能够操作为在所述一个或多个PTU的所述PTU中生成最高反射阻抗并且由所述一个或多个PTU的所述PTU供电以对所述PRU进行充电。

根据本发明的又一个方面，提供了一种系统，包括：功率发射单元(PTU)，耦接至一个或多个发射(TX)线圈；功率接收单元(PRU)，被配置为通过与所述一个或多个发射(TX)线圈中的至少一个的磁耦合来接收功率；以及有源负载电平部，被配置为响应于从所述PTU接收的短信标信号而被断言，其中，所述PTU被配置为响应于所述有源负载电平部的断言检测与所述PRU相关联的反射阻抗上的变化。

附图说明

在所附权利要求中提出了本技术的某些特征。然而，出于说明的目的，在以下示图中阐述了本技术的多个实施方式。

图1A至图1B是示出了根据一个或多个实施方式的用于电功率的无线传输的实例系统的高级示图；

图2A至图2C示出了根据一个或多个实施方式的用于使用负载电容器来检测功率接收单元(PRU)短信标的装置的实例以及对应的时序图；

图3A至图3B示出了根据一个或多个实施方式的用于使用混合匹配电路来检测PRU短信标的装置的实例；

图4示出了根据一个或多个实施方式的用于使用开关混合匹配电路来检测PRU短信标的装置的另一个实例；

图5示出了根据一个或多个实施方式的用于使用利用外部开关的开关混合匹配电路来检测PRU短信标的装置的一个实例；

图6示出了根据一个或多个实施方式的用于在使用采用外部继电器的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置的一个实例；

图7示出了根据一个或多个实施方式的用于在使用利用外部开关的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置的另一个实例；

图8示出了根据一个或多个实施方式的用于在使用利用外部开关的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置的另一个实例；

图9示出了根据一个或多个实施方式的用于在短信标期间检测PRU的方法的一个实例；以及

图10示出了根据一个或多个实施方式的使用本技术的特征的无线通信装置的一个实例。

具体实施方式

下面提出的具体实施方式旨在用作本技术的各种配置的描述并且并非旨在仅仅表示可实践本技术的配置。附图被包含在本文中并且附图构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括特定的细节，用于提供本技术的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，本技术不限于在本文中所提出的具体细节，并且可以使用一个或多个实施方式来实践。为了避免使本技术的概念模糊不清，在一个或多个示例中，以方框图的形式示出了众所周知的结构和元件。

在本技术的一个或多个方面，描述了用于利用短信标信号检测来辅助功率接收单元(PRU)的方法和实施方式。本技术能够通过PRU断言有源负载电平部(例如，有源负载脉冲)，这允许功率发射单元(PTU)在短信标期间检测在PRU的反射阻抗中的变化来作为所存在的PRU的签名，并且可用于从PTU接收电能。在不具有用于接收所传输的能量的PRU的存在的可靠知识的情况下，由于不对其线圈进行供电而允许在短信标期间检测PRU使PTU显著地节省能量。

图1A至图1B是示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于电功率的无线传输的实例系统100A和100B的高级示图。在图1A中描述的系统100A示出了单线圈PTU，并且包括由电路(例如，模拟模块)110供电的磁线圈120。系统100A进一步包括共用由BTLE+CPU模块130表示的蓝牙低能量(BTLE)电路和CPU。BTLE电路包括已知的RF和基带无线电，用于传输和接收包括BTLE信号的RF信号。例如基于由BTLE电路接收的信号，CPU控制模拟模块110的操作。由BTLE电路接收的信号例如包括来自PRU 150的信号。

在图1B中描述的系统100B示出了多线圈PTU，并且包括诸如120-1、120-2以及120-3的多个磁性线圈，这些线圈耦接至多个相应的模拟模块，诸如110-1、110-2以及110-3，并且由这些模拟模块供电，以及共享共用的BTLE+CPU模块130。在一些实施方式中，磁性线圈可以形成磁性线圈阵列，例如，由多个小片(tile)配置构成。每个小片配置可以包括线圈的二维配置(例如，2×2或3×3等)。系统100B的PTU需要检测磁性线圈中的哪个(哪些)线圈紧邻PRU并且仅由该(那些)线圈供电，以便能够节省能耗。在本文中，更详细地讨论了使用短信标检测PRU的存在。

本技术能够允许PTU通过检测与PRU相关联的反射阻抗(RI)的变化来检测PRU的存在。在正常的磁性交互中，可以在PTU处引起反射阻抗的变化，例如，通过增大位于PRU上的金属或者增大铁氧体。本技术包括通过断言诸如混合匹配阻抗的阻抗负载引起的阻抗变化。用于具有混合匹配的单个PRU的PTU线圈阻抗被给定为：

其中：R1＝PTU线圈电阻，L1＝PTU线圈自电感，L2＝PRU自电感，Cs2和Cp2＝PRU匹配电容，ZL＝PRU负载(复变量)，R2＝PRU线圈电阻，Re_PTU＝通过在PTU外壳和屏蔽以及铁氧体周围的涡流产生的涡流损耗的实电阻(正数并且通常非常小)，Re_PRU＝由在PRU内的涡流产生的涡流损耗的实电阻(正数并且较小，在20至200毫欧范围内)，Xe_PTU＝由在PTU外壳和屏蔽以及铁氧体周围的涡流产生的涡流损耗的电抗。这个电抗通常较小，例如<<1欧姆。这个电抗的极性取决于传导涡流的PTU材料。如果具有很少的金属并且主要具有铁氧体，那么电抗呈电感性。如果具有大量金属和很少的铁氧体，那么电抗呈电容性。Xe_PRU＝由在PRU内的涡流产生的涡流损耗的电抗。这个电抗Xe_PRU可以较大(例如，几欧姆)。这个电抗的极性取决于PRU材料。如果具有很少的金属并且主要具有铁氧体，那么电抗呈电感性。如果具有很多金属和很少的铁氧体，那么电抗呈电容性。K12＝耦合系数。项k12是在PRU处的导电负载的反射阻抗。如果ZL是电容负载，那么耦合系数是电感。如果ZL是电阻器，那么如果进行适当调谐的话，则耦合系数具有小的电抗。

参数Re_PRU和Xe_PRU可以由在PTU处使用的高敏感度检测电路进行检测，同时在多个样本之上执行关联。在这个处理中，如果具有任何的实际损耗，那么始终是电阻损耗。可以消除电抗项(例如，Xe_PRU和Xe-PRU)的可能小很小。虽然通常不能发生，但是消除电抗项影响了PRU反射阻抗变化的检测的可靠性。如将在本文中讨论的，本技术能够通过断言有源负载电平部并且在某些实施方式中使其与RF信号(例如，BTLE信号)的传输相结合来允许PRU提供更可靠的反射阻抗变化。

图2A至图2C示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于使用负载电容器在短信标期间检测功率接收单元(PRU)的装置200A的实例以及对应的时序图200C。装置200A包括：PRU 200(例如，PRU芯片)；该PRU在输入节点202和204处耦接至PRU电感L2(例如，PRU磁性线圈)；以及与电感L2串联的匹配电容C2s。此外，PRU 200可以断言有源负载电平部，例如，由耦接在PRU 200的节点202和204与节点206和208之间的电容器C1和C2(例如，第一无源电抗元件)形成的电平。如在图2B中所示，在其他电路之中，PRU 200包括整流器电路210和开关S1和S2。整流器电路210整流并且过滤在PTU(例如，图1A的100A)的输入节点202和204处所接收到的输入脉冲，并且将能量提供给包括装置200A的设备(例如，诸如手机、平板电脑、平板手机等的手持式通信装置)的(为了简单起见而未示出的)充电器电路。

为了能够接通整流器电路210，输入脉冲需要提供等于至少两个二极管压降的电压振幅。而且，整流器电路210必须能够激活开关S1和S2，以便断言阻抗负载(例如，电容C1和C2)。在一些实施方式中，使用场效应晶体管(FET)实现开关S1和S2，并且整流器电路210必须提供充足的电压(例如，2.8V)以使FET接通。一旦接通，则开关将节点206和208连接至接地电位。应理解的是，当开关S1和S2断开时，电容C1和C2不是PRU的反射阻抗的一部分并且当电容通过激活的开关(例如，FET)S1和S2而连接至接地电位时，仅允许浪涌电流穿过它们。

图2C示出了包括反射阻抗(R_ref)振幅对时间的图示220和短信标电流的图示230的时序图200C。由穿过整流器电路210的电容器的浪涌电流产生第一脉冲222。由PTU传输的短信标电流脉冲230引起浪涌电流，该电流足够强烈以便不仅接通整流器电路210而且还能够通过整流器电路210激活开关S1和S2。在从具有T1(例如，约10)msec的持续时间的短信标电流脉冲230开始的时间间隔T2(例如，5msec)内，在第一脉冲222之后是第二脉冲224。可以由短信标的终止或者由PRU例如通过软件来控制断开开关S1和S2。甚至在电抗阻抗发生上述取消时，如由第二脉冲224所表示的，可以通过PTU很容易地并且可靠地检测由断言的负载造成的由PTU感测到的反射阻抗的变化。

图3A至图3B示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于使用混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置300A和300B的实例。在一些实施方式中，甚至在由PTU传输的短信标不能接通PRU 200时，仍能够使用混合匹配来引起负载(例如，图3A的C2p)。不考虑短信号的强度多大，将并联电容C2p加入PRU的反射阻抗中。这个解决方案有效并且具有低成本，但是如果C2p被制造为过大，则可能造成潜在的某个问题。例如，在PRU 200的节点202和204处接收(RX)的电压会变得过高，如果C2p变得过高，那么这要求PRU线圈变为缩小的(例如，小于L2)，这会造成效率损耗。而且随着C2p的增大，项Zrx_in反射阻抗增大，这会使Zrx_in对于负载调节来说是不可取。

图3B示出了装置300B，其中，在匹配电容C2s之前插入感应负载(例如，C2p)。在独立于从PTU中接收的短信标的强度运行时，装置300B具有相似的优点。由于与在图3A中解释的原因相似的原因，所以不能使在图3B中的电容C2p太大。

图4示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于使用开关混合匹配电路来检测PRU短信标的装置400的实例。除了在PRU中增加了固定电抗负载L3(例如，第二无源电抗元件)以之外，在图4中示出的装置400与图2A的装置200A类似。从图2C的短信标电流脉冲230开始存在处于PRU的反射阻抗中的固定电抗负载L3的电感效应。换言之，立即应用位于PRU的反射阻抗上的电抗负载L3的电感负载电平效应，这允许PTU使用短信标非常短的持续时间(例如，1msec)。对于这个解决方案，非常短的持续时间(例如，1msec)的短信标不需要能够接通整流器电路(例如，图2B的210)。在通过PTU检测到装置400时，在稍后的时间必须消除电抗负载L3的影响。由电容C1和C2(例如，第一无源电抗元件)来充当这个角色，例如，软件控制的信号(例如，延迟信号)在合适的时间断言这些电容并且这些电容消除了电抗负载L3的影响。装置400具有能够与短持续时间(例如，小于几msec，例如，1msec)和小振幅(例如，小于两个二极管压降)短信标一起运行的优点，这允许PTU节省功耗。在一些实施方式中，电容C1和C2由电感元件代替并且电抗负载L3可以由电容元件代替。

图5示出了根据一个或多个实施方式的用于使用采用了外部开关的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置500的实例。如果包括装置500的设备的电池被充分充电用于系统操作，那么可以通过外部开关对负载进行断言。在一些实施方式中，通过外部双极结型晶体管(BJT)T1和T2切换由电容C1和C2形成的有源负载电平部。晶体管T1和T2可以由信号502控制，例如，来自PRU 200或来自处理器的通用输入输出(GPIO)信号。在一个或多个实施方式中，比较器510可以通过将输入节点202处的信号与小的(例如，0.1V)阈值电压(Vth)进行比较来检测在PRU 200的输入节点202处的小的信号，并且响应于该检测生成信号512，该信号使处理器或BTLE模块将广告传输给PTU。PTU需要寻找BTLE广告，然后，响应于从BTLE模块接收到的广告而开始长信标处理。这个解决方案显著地降低了成本并且可以显著地节省了PTU功耗，这是因为在已知PRU 200确实存在时，PTU仅仅开始给其线圈供电。在一个或多个实施方式中，如果比较器510由外部电池提供电力，则装置500可以从设备的完全放电状态(例如，电池没电)开始充电。

图6示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于在使用采用了外部继电器610的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置600的实例。这个解决方案增加了无源电抗，在短信标信号期间，这个无源电抗可以装载PRU但是在装置600被唤醒时可以断开无源负载。短信标信号可以具有任意振幅。继电器开关610可以由来自PRU 200或者来自处理器的GPIO信号612控制。继电器610在启动时闭合并且能够断言在节点202与204之间的电容C。因此，在短信标开始处，可以由PTU检测反射阻抗的变化。在装置600被唤醒时，信号612通过打开继电器开关来断开电容C1。

图7示出了根据一个或多个实施方式的用于使用采用了外部开关的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置700的实例。这个解决方案增加了无源电抗，在短信标信号期间，这个无源电抗可以装载PRU，但是在装置600被唤醒时，可以断开无源负载。短信标信号需要充足的振幅(例如，约1V)来断开由BJT(例如，PNP晶体管)形成的外部开关，以能够断言阻抗负载(例如，电容C1和C2)。由GPIO端子使BJT T1和T1默认断开，并且在短信标的开始时间之后的短时间(例如，几msec)内，可以由来自PRU 200的整流器电路的信号710将其接通。

图8示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于使用采用了外部开关的开关混合匹配电路在短信标期间检测PRU的装置800的实例。装置800与装置700相似，并且开关S1和S2可以是FET或BJT，并且同样由PRU 200操作以能够响应于具有充足振幅的短信标来断言电容C1和C2。装置800进一步可操作为在断言有源负载的同时传输广告(例如，BTLE信号)810。PTU监控器用于监控在接收广告810的同时发生的阻抗变化820，以确保在PTU覆盖区域内存在PRU 200。PTU可以拒绝不伴随负载变化(例如，820)的广告。

返回至图1B的系统100B，PRU 150紧邻PTU的线圈阵列的一个或多个线圈(例如，102-1和102-2)。PRU 150从线圈阵列的所选线圈接收功率，该线圈可操作为在相应的PTU内生成最高反射阻抗并且由相应的PTU供电以对PRU 150进行充电。在一个或多个实施方式中，PRU 150可以从多个PTU接收短信标。在这种情况下，在连接过程中，PRU 150可以根据从PTU接收的信号的强度来选择一个PTU。或者，PRU 150可以请求每个PTU给PRU 150发送指示由这个PTU所检测到的反射阻抗的强度的指示符。然后，PRU 150可以根据从PTU接收的指示符来选择一个PTU，以接收来自从PRU 150的最高反射阻抗检测到的PTU的接收功率。

图9示出了根据本技术的一个或多个实施方式的用于检测PRU短信标的方法900的一个实例。根据方法900，PRU(例如，图2A的200)被设置为能够从一个或多个PTU(例如，图1A的100A)接收短信标信号(例如，图2C的230)(910)。有源负载电平部(例如，图2A的C1和C2)被设置为能够响应于在短信标期间的PRU信令而通过一个或多个PTU对检测进行断言(920)。一旦断言，则有源负载电平部被配置为变成如通过一个或多个PTU中的至少一个所测量出的PRU的反射阻抗(例如，图2C的224)上的变化。

图10示出了根据本技术的一个或多个实施方式的采用本技术的特征的无线通信装置1000的一个实例。无线通信装置1000包括射频(RF)天线1010、接收器1020、发射器1030、基带处理模块1040、存储器1050、处理器1060、本机振荡发生器(LOGEN)1070以及电源1080。在本技术的各种实施方式中，在图10中表示的一个或多个方框可以集成在一个或多个半导体基板上。例如，方框1020至1070可以实现在单个芯片或者单个片上系统内或者可以实现在多芯片芯片组内。

RF天线1010可以适合于在宽范围的频率上传输和/或接收RF信号(无线信号)。虽然示出了单个RF天线1010，但本技术不限于此。

接收器1020包括可以操作为接收和处理RF天线1010的信号的合适的逻辑电路和/或代码。接收器1020例如可以被操作为放大和/或下变频所接收到的无线信号。在本技术的各种实施方式中，接收器1020可操作为消除所接收到的信号中的噪声，并且在宽范围的频率上可以是线性。通过这种方式，接收器1020适合于根据各种无线标准、Wi-Fi、WiMAX、蓝牙以及各种蜂窝标准来接收信号。

发射器1030包括可以操作为处理和传输RF天线1010的信号的合适的逻辑电路和/或代码。发射器1030例如可以操作为将基带信号上变频为RF信号并且对RF信号进行放大。在本技术的各种实施方式中，发射器1030可操作为根据各种无线标准处理的基带信号进行上变频以及放大。这种标准的实例包括Wi-Fi、WiMAX、蓝牙以及各种蜂窝标准。在本技术的各种实施方式中，发射器1030可操作为提供信号，用于通过一个或多个功率放大器进一步放大。

双工器1012在传输频带内提供隔离以避免接收器1020的饱和或者损坏接收器1020的部件，并且放宽接收器1020的一个或多个设计要求。而且，双工器1012可以是接收频带内的噪声衰减。双工器可操作在各种无线标准的多个频带内。

基带处理模块1040包括可以操作为执行基带信号的处理的合适的逻辑、电路、接口和/或代码。基带处理模块1040例如可以分析所接收到的信号，并且生成控制和/或反馈信号，用于配置无线通信装置1000的各种元件，诸如接收器1020。基带处理模块1040可操作为根据一个或多个无线标准对数据进行编码、解码、转码、调制、解调、加密、解密、加扰、解扰和/或处理。

处理器1060包括可以处理数据和/或控制无线通信装置1000的操作的合适的逻辑、电路和/或代码。在这方面，能够允许处理器1060将控制信号提供给无线通信装置1000的各个其他部分。处理器1060还控制在无线通信装置1000的不同部分之间传输数据。此外，处理器1060可以实现操作系统或者执行代码以管理无线通信装置1000的操作。

存储器1050包括可以存储诸如所接收的数据、所生成的数据、代码和/或配置信息的各种类型的信息的合适的逻辑、电路和/或代码。存储器1050例如包括RAM、ROM、闪存和/或磁存储器。在本技术的各种实施方式中，存储器1050可以包括RAM、DRAM、SRAM、T-RAM、Z-RAM、TTRAM或任何其他存储介质。

本机振荡器发生器(LOGEN)1070包括可以操作为生成一个或多个频率的一个或多个振荡信号的合适的逻辑、电路、接口和/或代码。LOGEN1070可操作为生成数字和/或模拟信号。通过这种方式，LOGEN 1070可操作为生成一个或多个时钟信号和/或正弦信号。例如，可以根据来自处理器1060和/或基带处理模块1040的一个或多个控制信号来确定振荡信号的特征，例如，频率和占空比。

在操作期间，处理器1060可以基于无线标准配置无线通信装置1000的各种部件，期望的是根据该无线标准接收信号。无线信号可以通过RF天线1010接收并且由接收器1020进行放大和下变频。基带处理模块1040可以执行基带信号的噪声估计和/或噪声消除、解码和/或解调。通过这种方式，该信息可以是向无线通信装置的用户显示的音频和/或视频、存储到存储器1050中的数据和/或影响和/或能够操作无线通信装置1000的信息。基带处理模块1040可以对音频、视频和/或控制信号进行调制、编码以及进行其他处理，以便根据各种无线标准由发射器1030进行传输。

如上所述，在本技术的一些实施方式中，无线通信装置1000可以包括用于从PTU(例如，图1A的100A)无线地接收电功率的本技术的任何装置(例如，图2A的200A)。

本领域的技术人员会理解的是，在本文中描述的各种示意性方框、模块、部件、元件以及方法可以被实施为电子硬件、计算机软件或这两者的组合。为了说明硬件和软件的这种可交换性，上文总体上描述了各种示意性方框、模块、部件、元件以及方法的功能。这种功能被实施为硬件或软件，这取决于强加在总体系统上的特定的应用和设计约束。技术人员可以针对各个特定的应用以不同的方式实施所描述的功能。在不背离本技术的保护范围的情况下，可以不同地布置各种元件和方框(例如，按照不同的顺序进行布置或者通过不同的方式进行划分)。

如在本文中所使用的，前述一系列项目的短语“至少一个”以及用于区分任何项目的术语“和”或“或”总体上修改清单，而非该清单的各个部件(例如，每个项目)。短语“至少一个”不需要选择所列出的各个项目中的至少一个；确切地说，该短语允许具有包括任一个项目中的至少一个和/或这些项目的任何组合中的至少一个和/或各个项目中的至少一个的意义。借助于实例，短语“A、B以及C中的至少一个”或者“A、B或C中的至少一个”均表示仅涉及A、仅涉及B或者仅涉及C；A、B以及C的任何组合；和/或A、B以及C中的每一个的至少一个。

诸如“一方面”的短语并非暗指对于本技术必不可少的这样的方面，或者暗指这样的方面适用于本技术的所有配置。与该方面相关的公开可适用于所有配置或一个或多个配置。一方面可提供本公开的一个或多个实例。短语“一方面”表示一个或多个方面，反之亦然。诸如“实施例”的短语并非暗指对于本技术必不可少的这种实施方式，或者暗指这种实施方式适用于本技术的所有配置。与实施例相关的公开可适用于所有实施例或一个或多个实施例。实施例可提供本公开的一个或多个实例。诸如“实施例”的短语可以表示一个或多个实施方式，反之亦然。诸如“配置”的短语并非暗指对于本技术必不可少的这种配置，或者暗指这种配置适用于本技术的所有配置。与配置相关的公开可适用于所有配置或一个或多个配置。配置可提供本公开的一个或多个实例。诸如“配置”的短语可以表示一个或多个配置，反之亦然。

措辞“示例性”在本文中用于表示“用作实例、示例或例证”。在本文中描述为“示例性”或“实例”的任何实施方式不应理解为优先于或优于其他实施方式。而且，在说明书或权利要求中使用的术语“包括”、“具有”等的意义上，这样的属于旨在是包括性的，当在权利要求中采用过渡性词语时，以与解释“包含(comprise)”相似的方式解释“包括(comprise)”。

本领域的技术人员熟知的或者以后渐渐熟知的在本公开中描述的各个方面的部件的所有结构和功能等同物明确包含在本文中以作参考，并且旨在被权利要求所涵盖。而且，无论在权利要求中是否明确叙述这种公开，在本文中公开的任何内容都并非旨在转用于公众。根据35U.S.C.§112第六章的规定不解释任何权利要求的部件，除非使用短语“用于…的装置”或者在方法权利要求中使用短语“用于…的步骤”来明确陈述该部件。

提供先前的描述以便允许本领域的任何技术人员实践在本文中描述的各个方面。对于本领域的技术人员，这些方面的各种修改显而易见，并且在本文中限定的通用原理可适用于其他方面。因此，权利要求并非旨在限于在本文中显示的方面，而是符合与语言权利要求一致的整个范围，其中，除非明确说明并非如此，否则引用单数形式的部件并非旨在表示“一个以及仅一个”，而是表示“一个或多个”。除非明确说明并非如此，否则术语“一些”表示一个或多个。阳性代词(例如，他的)包括阴性和中性(例如，她的以及它的)，反之亦然。如果有标题和副标题的话，那么仅是为了方便的目的而并非限制本公开。

Claims (20)

1.一种用于检测短信标信号的装置，所述装置包括：

功率接收单元PRU，被配置为从一个或多个功率发射单元PTU中接收所述短信标信号；以及

开关，能够被操作以响应于所述短信标信号断言有源负载电平以供所述一个或多个功率发射单元检测，

其中，所述有源负载电平一旦被断言，产生与所述功率接收单元相关联的反射阻抗的可检测的变化，所述可检测的变化能够由所述一个或多个功率发射单元中的至少一者所测量，且

其中所述开关经配置以由第一信号接通，所述第一信号能够从所述功率接收单元的整流器电路接收。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述功率接收单元包括半导体芯片，所述半导体芯片包括与功率接收单元线圈耦接的输入端口以及与充电电路耦接的输出端口。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，有源负载包括两个第一无源电抗元件，并且其中，所述两个第一无源电抗元件中的每一个耦接在所述功率接收单元的所述输入端口中的端口与所述开关之间，其中所述开关被配置为能够被操作为将所述两个第一无源电抗元件中的相应的一个耦接至接地电位。

4.根据权利要求3所述的装置，其中：所述两个第一无源电抗元件包括电容器，所述开关包括实施在所述半导体芯片中的场效应晶体管FET，所述场效应晶体管被配置为响应于第二信号而被断开，所述第二信号由软件提供，其中所述有源负载电平的断言与指示存在所述功率接收单元的射频RF信号的传输同时发生，且所述射频信号包括蓝牙低功率BTLE信号。

5.根据权利要求3所述的装置，其进一步包含耦接至所述功率接收单元的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中所述第二无源电抗元件包括电感器，且其中所述两个第一无源电抗元件包括两个电容器，并且其中所述开关能够操作以响应于延迟信号使所述两个电容器中的相应的电容器耦接至接地电位，其中所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，且其中所述延迟信号由软件提供。

6.根据权利要求3所述的装置，其进一步包含耦接至所述功率接收单元的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中所述第二无源电抗元件包括电容器，且其中所述两个第一无源电抗元件包括两个电感器，并且其中所述开关能够操作以响应于延迟信号使所述两个电感器中的相应的电感器耦接至接地电位，其中所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，且其中所述延迟信号由软件提供。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述开关由片外双极结型晶体管BJT实施，其中短信标振幅足够大以接通所述双极结型晶体管，其中所述双极结型晶体管经配置为通过延迟信号而被断开，其中所述延迟信号由软件控制。

8.根据权利要求3所述的装置，其中所述开关由片外双极结型晶体管BJT实施，其中所述功率接收单元保留充足的功率以操作双极结型晶体管，其中所述装置进一步包括比较器，所述比较器经配置以将在所述功率接收单元的输入端口中的一者上的电压与阈值电压进行比较，并且响应于确定所述电压大于所述阈值电压而触发蓝牙低功率BTLE信号至所述一个或多个功率发射单元的传输，以致使所述一个或多个功率发射单元中的至少一者发射长信标。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述有源负载电平与继电器串联耦接，其中，当所述功率接收单元被唤醒时，所述继电器被配置为切断所述有源负载电平，其中，所述短信标的振幅不限制所述装置的操作。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述功率接收单元被配置为在连接处理期间基于从所述一个或多个功率发射单元接收的信号的强度来选择所述一个或多个功率发射单元中的一个；

所述功率接收单元被配置为请求所述一个或多个功率发射单元中的每一个将指示由该功率发射单元检测到的反射阻抗的强度的指示符发送至所述功率接收单元；以及

所述功率接收单元被配置为基于从所述一个或多个功率发射单元接收的所述指示符来选择所述一个或多个功率发射单元中的一个，以从所述一个或多个功率发射单元中的检测到来自所述功率接收单元的最高反射阻抗的功率发射单元接收功率。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述功率接收单元紧邻所述一个或多个功率发射单元中的功率发射单元的线圈阵列中的一个或多个线圈，

所述功率接收单元被配置为从所述线圈阵列中的所选线圈接收功率，

所述所选线圈包括所述线圈阵列的线圈中的一个线圈，所述一个线圈能够操作为在所述一个或多个功率发射单元中的所述功率发射单元中生成最高反射阻抗并且由所述一个或多个功率发射单元中的所述功率发射单元供电以对所述功率接收单元进行充电。

12.一种提供用于检测短信标信号的装置的方法，所述方法包括：

提供功率接收单元PRU，所述功率接收单元经配置以从一个或多个功率发射单元PTU接收所述短信标信号；以及

提供开关，所述开关能够被操作以响应于所述短信标信号断言有源负载电平以供所述一个或多个功率发射单元检测，

其中，所述有源负载电平被配置为一旦被断言，产生所述功率接收单元的反射阻抗的可检测的变化，所述可检测的变化能够由所述一个或多个功率发射单元中的至少一者所测量，且

其中所述开关经配置以由第一信号接通，所述第一信号能够从所述功率接收单元的整流器电路接收。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述功率接收单元包括半导体芯片，所述半导体芯片包括与功率接收单元线圈耦接的输入端口以及与充电电路耦接的输出端口，其中有源负载包括两个第一无源电抗元件，并且所述两个第一无源电抗元件中的每一者耦接在所述功率接收单元的输入端口中的端口与所述开关之间，其中所述开关被配置为能够操作为使所述两个第一无源电抗元件中的相应的一个耦接至接地电位。

14.根据权利要求13所述的方法，其中：所述两个第一无源电抗元件包括两个电容器，提供所述开关包括提供实施在所述半导体芯片中的场效应晶体管FET，所述有源负载电平的所述断言与指示存在所述功率接收单元的射频RF信号的传输同时发生，所述射频信号包括蓝牙低功率BTLE信号，且所述方法进一步包括：配置所述场效应晶体管响应于第二信号而被断开，且所述第二信号由软件提供。

15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括提供耦接至所述功率接收单元的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中提供所述第二无源电抗元件包括提供电感器，且其中所述两个第一无源电抗元件包括两个电容器，并且其中所述开关能够操作以响应于延迟信号使所述两个电容器中的相应的电容器耦接至接地电位，其中所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，且其中所述延迟信号由软件提供。

16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括提供耦接至所述功率接收单元的所述输入端口的第二无源电抗元件，其中提供所述第二无源电抗元件包括提供电容器，且其中所述两个第一无源电抗元件包括两个电感器，并且其中所述开关能够操作以响应于延迟信号使所述两个电感器中的相应的电感器耦接至接地电位，其中所述延迟信号相对于所述短信标的开始时间被延迟，且其中所述延迟信号由软件提供。

17.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：提供所述开关包括提供片外双极结型晶体管BJT，其中短信标振幅足够大以接通所述双极结型晶体管，其中所述双极结型晶体管被配置为通过延迟信号而被断开，其中所述延迟信号由软件控制。

18.根据权利要求13所述的方法，其中提供所述开关包括提供片外双极结型晶体管BJT，其中所述功率接收单元保留充足的功率以操作双极结型晶体管，其中所述方法进一步包括提供比较器，所述比较器经配置以将所述功率接收单元的所述输入端口中的一者上的电压与阈值电压进行比较，并且响应于确定所述电压大于所述阈值电压来触发蓝牙低功率BTLE信号至所述一个或多个功率发射单元的传输，以致使所述一个或多个功率发射单元中的至少一者发射长信标。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法进一步包括将所述功率接收单元配置为：

在连接处理期间基于从所述一个或多个功率发射单元接收的信号的强度来选择所述一个或多个功率发射单元中的一个；

请求所述一个或多个功率发射单元中的每一个将指示由所述功率发射单元检测到的反射阻抗的强度的指示符发送给所述功率接收单元；

基于从所述一个或多个功率发射单元接收的所述指示符来选择所述一个或多个功率发射单元中的一个，以从所述一个或多个功率发射单元中的检测到来自所述功率接收单元的最高反射阻抗的功率发射单元接收功率；以及

从所述一个或多个功率发射单元中的功率发射单元的线圈阵列的所选线圈接收功率，

其中，所述功率接收单元紧邻所述线圈阵列中的一个或多个线圈，并且

所述所选线圈包括所述线圈阵列的线圈中的一个线圈，所述一个线圈能够操作为在所述一个或多个功率发射单元的所述功率发射单元中生成最高反射阻抗并且由所述一个或多个功率发射单元的所述功率发射单元供电以对所述功率接收单元进行充电。

20.一种系统，包括：

功率发射单元PTU，耦接至一个或多个发射线圈；

功率接收单元PRU，被配置为通过与所述一个或多个发射线圈中的至少一个的磁耦合来接收功率；以及

开关，能够被操作以响应于从所述功率发射单元接收的短信标信号断言有源负载电平，

其中，所述功率发射单元被配置为响应于所述有源负载电平的断言来检测与所述功率接收单元相关联的反射阻抗上的变化，且

其中所述开关经配置以由第一信号接通，所述第一信号能够从所述功率接收单元的整流器电路接收。