CN107483017B - 用于无源谐振电路的驱动电路以及发射机设备 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动无源谐振天线电路(301)的驱动电路(310)，无源谐振天线电路(301)包括并联连接的电感(L)和电容(C)。驱动电路包括可连接到所述谐振天线电路的第一和第二接口节点(Ni1，Ni2)并且包括控制电路(303)，控制电路被适配为用于监视由谐振天线电路提供的振荡电压信号(Vosc)，以及用于提取所述振荡电压信号(Vosc)的定时信息和幅值信息，以及用于基于测得的定时和幅值信息生成激励信号，并将所述激励信号施加到天线电路的激励电路(302)。

Description

用于无源谐振电路的驱动电路以及发射机设备

技术领域

本发明涉及驱动电路领域，具体而言，涉及用于诸如并联LC或并联RLC电路之类的无源谐振电路的驱动电路，以及包含这种驱动电路的发射机设备，以及用于操作这类驱动电路的方法。

背景技术

用于驱动无源谐振电路的驱动电路在现有技术中存在。无源谐振电路可以是例如：串联LC电路、并联LC电路、串联RLC电路、并联RLC电路等。它们可尤其被用于无线信号的传送。

WO2016071312(A1)描述了一种驱动电路以及有源发射机设备，由第一电容器和第二电容器构成的串联电路，第一电容器和第二电容器通过充电电流充电至参考电压并且被充电的电容器经由电感器通过振荡放电来放电，放电在通过电感器的电流完成整个振荡周期或多个振荡周期时终止。

总存在改进或替代的余地。

发明内容

本发明的各实施例的目的是提供一种用于驱动谐振天线电路的驱动电路，以及包括这一驱动电路的发射机设备，以及一种使用这一驱动电路来驱动谐振天线电路的方法，例如用于驱动无源谐振并联LC或RLC天线电路。

具体而言，这一驱动电路和发射机设备以及方法的目的是它们允许以以下方式驱动谐振天线电路：其中谐振频率非常稳定，和/或其中就EMC寄生发射而言频谱表现满足法定的频谱要求，和/或其中驱动电路在持续传送期间不明显地增加谐振天线电路的阻性损耗，和/或其中能量效率被改善(与其中由于失配，频率被强加于谐振电路上的系统相比)，并且优选地这些方式中的两个或多个。

本发明的特定实施例的目的是提供这样的驱动电路和发射机设备以及方法，使得允许传送经OOK调制的比特流(例如，根据但不限于与低于135kHz的TAG有关的规范ISO/IEC18000-2和18047-2)。

本发明的特定实施例的目的是提供能够以与某些现有技术方案相比更少的引脚来驱动多个谐振天线电路的集成驱动电路。

这些和其它的目标通过根据本发明的各实施例的方法和驱动电路以及发射机设备来实现。

根据第一方面，本发明提供了一种用于驱动谐振天线电路的驱动电路，所述谐振天线电路包括并联的电感和电容并且被适配为用于在第一和第二节点上生成具有预定振荡频率的振荡电压信号，所述驱动电路包括：能够分别连接到所述谐振天线电路的相应的第一和第二节点的第一和第二接口节点；控制电路，所述控制电路被适配为用于监视由所述谐振天线电路在所述第一和第二接口节点上提供的所述振荡电压信号，并且用于提取所述振荡电压信号的定时信息和幅值信息，并且用于将所述定时和幅值信息提供给激励电路；激励电路被适配为用于基于所述定时信息和所述幅值信息来生成激励信号，并且被适配为用于将所述激励信号施加到所述第一和/或第二接口节点。

激励信号可被配置用于启动所述谐振天线电路的振荡，或者以基本恒定的幅值来维持所述谐振天线电路的振荡，或者停止所述振荡。

使用包括并联连接的电感和电容的谐振天线电路是有利的(如与包括电容的驱动电路和包括电感的分开的天线电路相比)，因为本发明的驱动电路允许电感被直接连接到电容，因此可避免L和C之间的长的线(如当控制电路位于距离电感相对较远而电容是控制电路的一部分时就会是这种情况)。此外又一项优点是在驱动电路和谐振电路之间不需要开关(或者作为驱动电路的一部分但是与接口节点串联)，因为这类开关用于具有“RDSon”，其不可避免地导致损耗，以及导致较低的品质因子，以及导致谐振频率的变化或偏差。换言之，本发明的电路具有振动频率的品质因子增加且电阻性损耗可减少的优点。

使用包括并联连接的电感和电容的谐振天线电路是一项主要优点(如与包括电容的驱动电路相比)，因为本发明的驱动电路不需要通过在对电容再充电时打开电感和电容之间的开关来打断谐振电路的进行中的振荡。相反，在本发明的电路中，振荡未被中断，并且在中断继续的同时，激励信号被注入。这导致更精准或更稳定的谐振频率，并且通过避免这类中断而创建更少的谐波。

使用与激励信号被注入的节点相同的节点来测量天线谐振电路所提供的电压是有利的，因为与其中至少需要三个节点的一些现有技术方案相比，只需要两个节点。半导体领域中众所周知的，引脚的数量是用于选择封装的重要准则，并且集成电路的封装成本随引脚数量而增加。因此，通过需求更少的引脚，封装成本可被降低，或者对于给定的封装，能够被连接的天线谐振电路的数量可被增加，或者引脚可被用于其它功能。

根据本发明的驱动电路的一项优点是其允许向谐振电路提供能量以补偿能量损耗。这些损耗不需要被事先(例如在校准期间)测量，而是在工作期间测量，并且通过相应地调整激励信号，以对于随时间的变化(温度、老化等)稳健的方式实时地(on the fly)提供正确的能量的量是可能的。

根据本发明的驱动电路的一项优点是，由于强加的频率与振荡器电路的谐振频率之间的频率失配的缘故，与频率被强加于谐振电路上的系统相比，本发明的驱动电路的能量效率被大大改善。小的频率失配可能导致大的能量损耗。通过不强加频率到谐振电路，与强加频率的电路相比，在能量效率方面可获得通常约4.0到约5.0的因子。

本发明的驱动电路理想地适用于驱动无源谐振天线电路，而无需驱动电路提供与电感并联连接的电容器，而且该电容器还相对较大，并因此需要被放置在电路外部。此外，提供这类电容器的现有技术电路还提供串联在电容器和天线电感之间的开关，这需要引脚，并且由于该开关的电阻(RDSon)的缘故，这导致了能量损耗。

优选地，谐振天线电路是无源谐振天线电路。

在一个实施例中，无源谐振天线电路由仅仅一个电感和仅仅一个电容器组成，或者由仅仅一个电感和与该电感并联的一个或多个电容以及可选的一个或多个电阻器组成。

在一个实施例中，控制电路被适配为用于检测振荡电压信号的局部最小值和/或局部最大值出现的时间。

在一个实施例中，控制电路被适配为用于测量振荡电压信号的幅值。

在一个优选实施例中，振荡信号在局部最小值和/或局部最大值出现的时刻被采样并可选地被数字化。

测量振荡电压的幅值是有利的，因为这允许准确地调整激励信号(例如其幅值或其频率)，使得合适的(例如最合适的)量的能量被提供给谐振电路。

在一个实施例中，激励电路包括电流源，该电流源被适配为用于生成至少一个电流脉冲。

在一个实施例中，所述至少一个电流脉冲是具有可调整或可选择幅值的单个脉冲，所述幅值取决于所述振荡电压信号的测得的幅值而挑选；或者其中所述至少一个电流脉冲是至少两个或至少三个的多(N)个脉冲，每个脉冲具有固定的幅值或可调整的幅值；或者其中所述至少一个电流脉冲是包括具有预定幅值的多(N)个脉冲的串，所述串中的脉冲的数量(N)取决于所述振荡电压信号的测得的幅值而挑选。

在一个实施例中，驱动电路还包括被适配为用于提供正电压和/或负电压的至少一个电压转换器；并且所述激励电路被适配为用于使用所述正和/或负电压来生成包括具有正和/或负号的脉冲的激励信号。

提供正和负电压两者(例如在几十伏量级内，例如大于50Vpp)是有利的，因为其允许更快速地启动谐振电路的振荡(脉冲可在振荡电压的两个半周期中都被发送)，和/或更准确地维持谐振电路的振荡，和/或更快速地停止谐振电路的振荡。

使用能够生成选择性地具有正和负号的激励信号(例如，包含一个或多个电流脉冲)的激励电路是有利的，因为这允许对谐振电路的完全控制(启动、停止、维持、增加幅值、减少幅值)。

在一个实施例中，驱动电路还包括被适配为用于对所述振荡电压信号进行衰减的衰减电路；并且其中所述控制电路还被适配为用于将衰减控制信号提供给所述衰减电路。

使用衰减电路(而不是让谐振电路的能量自行减少)是有利的，因为这允许更快速地停止振荡，这对于具有高品质因子(例如大于15的Q)天线的OOK调制是有益的。

如果驱动电路被进一步适配为用于在振荡电压跨越电压摆动的大约一半处的预定电压电平“Vp”时启动衰减电路的激活是有利的。

在一个实施例中，驱动电路还包括被适配为用于接收二进制输入信号的输入端口；并且所述控制电路还被适配为用于基于所述二级值输入信号来生成激励控制信号和所述衰减控制信号。

这一驱动电路的一项优点是它可驱动谐振天线电路，以便提供经OOK调制的传输信号，例如通过在二进制比特流的上升边沿处启动振荡，在比特流为高(例如“1”)时维持振荡，在二进制比特流的下降边沿处主动地衰减振荡，并且在比特流为低(例如“0”)时不控制或不主动衰减谐振电路。

根据第二方面，本发明提供了一种包括至少一个根据第一方面的驱动电路的集成电路，所述集成电路具有可连接到所述谐振天线电路的至少一个第一和至少一个第二焊盘或引脚。

在一个特定实施例中，对于每一个要被驱动的谐振天线电路，电路将具有恰好两个接口焊盘或引脚。

在另一特定实施例中，对于至少两个的多个谐振天线电路，电路将具有一个公共接口引脚，以及针对所述至少两个谐振天线电路的每一个单独的谐振天线电路的一个额外的引脚。例如，电路可具有恰好一个第一焊盘或引脚，该焊盘或引脚被公共地连接到多个单独的谐振天线电路(例如，6个单独的谐振天线电路)的第一节点，并且将具有恰好6个额外的第二焊盘或引脚，每一个被连接到所述6个单独的谐振天线电路中的恰好一个的第二节点。这提供了对于与6个单独的谐振天线电路对接只需要7个焊盘或引脚的优点。

根据第三方面，本发明提供了一种发射机设备，包括：至少一个无源谐振天线电路，每一个无源谐振天线电路包括并联的电感和电容并且被适配为用于在所述天线电路的第一节点和第二节点上提供的振荡电压信号；以及根据第一方面的驱动电路或者根据第二方面的集成电路，所述驱动电路或所述集成电路连接到所述至少一个无源谐振天线电路。

根据第四方面，本发明提供了一种用于驱动谐振天线电路的方法，所述谐振天线电路具有预定的谐振频率并且包括并联的电感和电容并且被适配为用于在所述谐振天线电路的第一和第二节点上生成振荡电压信号，所述方法包括以下步骤：a)监视由所述谐振天线电路在所述第一和第二节点上提供的振荡电压信号；b)提取所述振荡电压信号的定时信息和幅值信息；c)基于测得的定时信息并且基于测得的幅值信息生成激励信号，并且将所述激励信号施加到所述谐振天线电路。

在一个实施例中，方法还包括以下步骤中的至少一个：d)检测所述振荡电压信号的局部最小值和/或局部最大值，并且任选地定义在所述局部最小值和/或局部最大值出现的时间附近的时间窗口；e)测量所述振荡电压信号的幅值。

在一实施例中，该方法进一步包括：f)以单个电流脉冲的形式提供所述激励信号，所述单个电流脉冲具有根据所述振荡电压信号的测得的幅值来调整的持续时长和/或幅值；或者g)以包括一定数量的电流脉冲的串的形式提供所述激励信号，所述电流脉冲具有固定的或可调整的持续时长和/或固定的或可调整的幅值和/或固定的或可调整的负号和/或可调整的脉冲间延迟，其中所述数量或持续时长或幅值或符号中的至少一个根据所述振荡电压信号的测得的幅值来调整。

各实施例的优点是其中脉冲间的可调整的延迟由Sigma-Delta调制器提供。

根据第五方面，本发明提供了一种使用谐振天线电路来传送经OOK调制的比特流的方法，所述谐振天线电路具有预定的谐振频率并且包括并联的电感和电容并且被适配为用于在所述谐振天线电路的第一和第二节点上生成振荡电压信号；所述方法包括以下步骤：接收二进制比特流；确定所述比特流的值或转变；如果所述比特流的值被检测到并且所述值为高，则驱动所述谐振天线电路以使用根据第四方面的方法来维持所述振荡电压的基本恒定的幅值；以及如果所述比特流的值被检测到并且所述值为低，则对所述振荡电压进行衰减；以及如果转变被检测到并且所述转变为低到高的转变，则发送一个或多个最初的激励脉冲给所述谐振天线电路，并且随后驱动所述谐振天线电路以使用根据第四方面的方法来增大所述振荡电压的幅值；以及如果转变被检测到并且所述转变为高到低的转变，则对所述振荡电压进行衰减。

本发明的特别和优选方面在所附独立和从属权利要求中阐述。从属权利要求中的特征可以与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的技术特征适当地结合，而不仅仅是其在权利要求中明确阐明的那样。

本发明的这些以及其他方面从下文所描述的(诸)实施例中将变得显而易见并且将参考这些实施例来进行阐明。

附图说明

图1示出根据本发明的第一实施例的驱动电路和发射机设备的高级方框图。

图2示出如可被用于图1的电路和设备中的/可从中获得的振荡的电压波形和激励脉冲的示例。

图3示出根据本发明的第二实施例的驱动电路和发射机设备的高级方框图。

图4示出如可被用于图3的电路和设备中的/可从中获得的二进制比特流和经OOK调制的信号的示例性波形。

图5示出根据本发明的第三实施例的驱动电路和发射机设备的方框图。

图6示出用于阐述图5的方框图的一些工作原理的示例性波形集合。

图7示出如可被用于本发明的各实施例中的示例性脉冲形状。

图8示出如可被用于本发明的各实施例中的一串或一系列电流脉冲的示例。

图9示出在正常工作期间如可被用于图5的电路中/可从中获得的示例性波形集合。

图10以放大视图示出图9中所示的波形中的一些，包括在位于振荡电压的局部最小值处或附近的时间窗口期间提供的一系列激励脉冲的示例。

图11示出在启动期间如可被用于图5的电路中/可从中获得的示例性波形集合。

图12示出根据本发明的一个实施例的驱动电路和发射机设备的另一方框图。

图13示出了根据本发明的一个实施例的便携电子设备的框图。

图14示出根据本发明的一个实施例的驱动谐振天线电路的方法。

图15示出在单个(相对较大的)电流脉冲被注入在振荡电压的局部最小值附近的情况下的振荡电压的示例性模拟波形。

图16示出在多个(相对较小的)电流脉冲在已经启动但在达到最小电压之前的时间窗口期间的情况下的振荡电压的示例性模拟波形。

图17解说了何时启动衰减的优选定时。

图18示出在正脉冲和负脉冲两者都被使用的情况下的示例性波形。

这些附图只是示意性而非限制性的。在附图中，出于解说性目的，将一些元素的尺寸放大且未按比例绘制。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元件。

具体实施方式

虽然将关于具体实施例并参考特定附图描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求来限定。所描述的附图只是示意性而非限制性的。在附图中，出于解说性目的，将一些元素的尺寸放大且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸并不对应于为实践本发明的实际缩减。

此外，在说明书中且在权利要求中的术语“第一”、“第二”等等用于在类似的元素之间进行区分，并且不一定用于临时地、空间地、以排序或以任何其他方式描述顺序。应该理解，如此使用的这些术语在合适环境下可以互换，并且在此描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或解说的之外的其他顺序来操作。

此外，在说明书中且在权利要求中的术语“顶部”、“底部”等等用于描述性的目的并且不一定用于描述相对位置。应该理解，如此使用的这些术语在合适环境下可以互换，并且在此描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或示出的之外的其他顺序来操作。

应当注意，权利要求中所使用的术语“包括”不应被解释为限于此后列出的装置；它不排除其他元件或步骤。它由此应当被解释为指定存在所陈述的特征、整数、如所称谓的步骤或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或者其群组。因此，措词“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着该设备的唯一与本发明有关的组件是A和B。

本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。由此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在贯穿本说明书的各个地方的出现不一定都引用相同的实施例，但是可以如此。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、结构、或者特性可以任何合适的方式组合，如根据本公开对本领域普通技术人员将是显而易见的。

类似地，应当领会在本发明的示例性实施例的描述中，出于流线型化本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个发明性方面的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起归组在单个实施例、附图、或者其描述中。然而，该公开方法不应被解释成反映所要求保护的发明需要比每项权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，如所附权利要求书所反映，发明性方面存在于比单个先前已公开实施例的所有特征少的特征中。因此，详细描述之后的权利要求由此被明确地结合到该详细描述中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。

此外，尽管本文描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合意图落在本发明的范围内，并且形成如本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。

在本文中所提供的描述中，大量具体细节得到阐述。然而，应当理解可在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，未详细示出众所周知的方法、结构和技术，以免混淆对本描述的理解。

在本文中，术语“激励脉冲”(excitation pulses)和“充能脉冲”(energizingpulses)作为同义词来使用。在本发明的优选实施例中，脉冲以“电流脉冲”的形式提供。

本发明涉及一种如可被用于无源门禁(即PEPS或PKE)应用中的驱动低频(LF)机制，其为谐振电路(诸如但不限于磁性LC谐振电路)提供了高功率驱动信号(例如，高至4App和100Vpp)。

车辆中的无源门禁系统(PKE、PEPS)通常包括高功率低频启动器以及UHF sub-GHz(亚GHz)接收机。用户持有的钥匙通常包括低功率3维LF接收机以及UHF sub-GHz发射机。

图1示出包括驱动电路110和谐振天线电路101的发射机设备100的高级方框图。

谐振天线电路101具有两个节点Na1和Na2，在被激发后，谐振天线电路101在这两个节点上提供振荡电压Vosc。谐振天线电路101优选地是包括并联连接的电感L和电容器C的无源电路。这样的电路在现有技术中被称为“并联LC”或“并联RLC”电路。

图1的驱动电路110具有两个接口节点Ni1和Ni2，这两个节点连接到谐振天线电路101的节点Na1和Na2。驱动电路110包含控制电路103，控制电路103被适配为用于测量谐振天线电路101所提供的振荡电压信号Vosc的特性，以及提取所述振荡电压信号Vosc的定时信息和幅值信息。定时和幅值信息被提供给同样是驱动电路110的一部分的激励电路102。激励电路102被适配为用于基于所述定时信息并且基于所述幅值信息来生成激励信号，并且被适配为用于将所述激励信号施加到接口节点Ni1、Ni2并因此施加到谐振天线电路101。

可从图2中理解发射机设备100的工作，图2示出一组示例性波形，包括振荡电压Vosc，以及在天线电路内在电感L和电容C之间流动的电流Iosc(这并不明确为驱动电路所使用，但为了解说的目的被示出)。在本发明的各实施例中，控制电路103确定振荡电压Vosc达到局部最小值(如黑点指示的)的各个时刻。在图2中，出于解说的目的，黑点经由虚线Vmin互相连接。通过比较这些局部最小值电压的幅值，控制电路可检测振荡电压的电压摆动是增加还是减少，并且可相应地调整激励电路，例如为了保持幅值基本恒定。

作为局部最小值检测的替代或与之相组合，驱动电路110还可被适配为用于检测振荡电压信号Vosc的局部最大值，如黑色方块所指示的。在图2中，出于解说的目的，局部最大值也经由虚线Vmax连接。

如可从图2中理解的，无论是局部最小值的定时和幅值，还是局部最大值的定时和幅值，或者两者，都可被用于确定振荡电压Vosc的电压摆动。当“启动”谐振电路时，(还可参见图11)激励脉冲被提供给谐振天线电路101以便增加振荡电压Vosc幅值或电压摆动。在本发明中，在位于局部最小值或最大值附近的时间窗口期间提供一个或多个激励脉冲，该窗口的位置针对振荡电压的每一次振荡被确定(在图10中进一步讨论)。在本发明的其中时间窗口位于局部最大值附近的实施例中，时间窗口位于邻近该局部最大值的局部最小值之间。在本发明的其中时间窗口位于局部最小值附近的实施例中，时间窗口位于邻近该局部最小值的局部最大值之间。时间窗口可例如被定位于稍稍早于或稍稍晚于这些局部最大值或局部最小值或在其附近。当时间窗口被定位为稍稍早于局部最大值或最小值时，时间窗口的末尾与局部最小值或最大值之间的时间可例如小于振荡周期Tosc的30％，或者甚至小于振荡周期Tosc的20％，或者甚至小于振荡周期Tosc的10％，或者甚至小于振荡周期Tosc的5％。当时间窗口被定位为稍稍晚于局部最大值或最小值时，局部最小值或最大值与时间窗口的开始之间的时间可例如小于振荡周期Tosc的30％，或者甚至小于振荡周期Tosc的20％，或者甚至小于振荡周期Tosc的10％，或者甚至小于振荡周期Tosc的5％。在图10中示出的示例中，窗口被挑选为稍稍早于时间窗口的出现而开始，并且稍稍晚于达到局部最小值而结束，但是也可采用其他方案，例如时间窗口可开始于局部最小值的位置并且具有预定持续时长，例如由本地时钟所确定。在本发明的各实施例中，充能脉冲优选地仅在时间窗口中提供。

其间施加了充能脉冲的时间的时间窗口优选地被挑选为小于振荡周期Tosc的60％，或者甚至小于振荡周期Tosc的50％，或者甚至小于振荡周期Tosc的30％，或者甚至小于振荡周期Tosc的20％。

本发明的主要的优点是精确的时间窗口的开始和持续时长对于本应用而言不是关键的，它们并不对振荡频率(振荡频率与天线电路的谐振频率相同)产生负面影响，因为(在持续发送期间)振荡不被打断，这与一些现有技术方案不同。

振荡电压Vosc的频率主要或者几乎完全由谐振天线电路101的组件L、C来确定，并且仅仅部分地由驱动电路110的组件确定，因为驱动电路110的组件未被串联连接在谐振电路的L和C之间。驱动电路110被设计成使得其基本仅影响振荡电压Vosc的幅值并且间接影响流经谐振系统的电流，但是不明显影响振荡周期Tosc以及因而不明显影响振荡频率Fosc＝1/Tosc。此外，驱动电路110不主动参与谐振天线电路101的损耗，因此对谐振系统的整体的品质因子或损耗不具有负面影响。

根据本发明的底层原理，激励脉冲112的形状和/或大小和/或数量(因此，在时间窗口期间被注入到谐振天线电路中的脉冲的能含量)取决于测得的振荡电压Vosc的幅值值来挑选，例如是局部最小值的幅值或局部最大值的幅值或两者的函数。

驱动电路110基本具有4种工作模式：

－OFF(关闭)，在该模式下，驱动电路110不向天线电路提供充能脉冲，

－START(启动)，在该模式下，驱动电路110提供充能脉冲，例如被挑选为增加电压摆动直到达到预定水平的充能脉冲，

－ON(开启)，在该模式下，驱动电路110提供被挑选为将振荡电压幅值尽可能保持恒定的充能脉冲，

－STOP(停止)，在该模式下，驱动电路110主动或被动地减少振荡电压幅值，例如通过不发送任何脉冲(被动地)或者发送“停止脉冲”(主动地)。这类停止脉冲可在以上讨论的时间窗口之外发送。

图3示出根据本发明的第二实施例的发射机设备300和驱动电路310的高级方框图，发射机设备300和驱动电路310可被视为是图1的发射机设备100和驱动电路110的变体。

虽然在图1的实施例中，START和STOP所要求的时间对于该应用(发送载波波形)而言是不重要的，但是快速的START和快速的STOP对于图3的设备和电路而言是重要的。除了以上描述的方框和功能，驱动电路310进一步包括衰减电路304，衰减电路304可例如通过借助开关添加与天线并联的一个或多个电阻器来实现，用于消散接口节点Ni1和Ni2之间的能量，或者通过添加与天线并联的电容器来实现，或者通过向天线电路注入反相电流脉冲来实现。需要注意，与一些现有技术方案不同，这类开关在正常工作期间不被串联连接在谐振电路的L和C之间，而仅在振荡需要被停止时才这么连接。

图3的设备和电路与图1的设备和电路之间的另一区别在于驱动电路310具有用于(例如从外部处理器的UART)接收二进制比特流的输入端口。

控制电路303被进一步适配为用于快速地从模式OFF经由START改变为ON，并且快速地从模式ON经由STOP改变为OFF，这取决于待传送的比特流的值。优选地，START和STOP的持续时长尽可能地短。

更具体地，在本发明的各实施例中，“START”耗时小于Tosc的5.0个周期，例如小于Tosc的4.0个周期，例如小于Tosc的3.0个周期，例如小于Tosc的2.0个周期，例如Tosc的约0.5到约1.5个周期，这意味着在这一时间之后，振荡电压Vosc的幅值被从约零增加到高于其标称值的95％。

同样，在本发明的各实施例中，“STOP”耗时小于Tosc的5.0个周期，例如小于Tosc的4.0个周期，例如小于Tosc的3.0个周期，例如小于Tosc的2.0个周期，例如Tosc的约0.5到约1.5个周期，这意味着在这一时间之后，振荡电压Vosc的幅值被从其标称值减小到小于其标称值的5％。

使用与结合图2讨论的相同的原理，即通过监视振荡电压Vosc，并且通过检测振荡电压达到局部最小值或局部最大值或两者的时间，并且通过测量这些最大值或最小值的幅值，并且通过将具有合适的大小和/或形状和/或数量的一个或多个激励脉冲施加在位于这些局部极值附近、或稍早、或稍晚、或其他形式的附近的时间窗口中，保持振荡电压Vosc的幅值基本恒定是可能的，而不考虑在谐振天线电路中的损耗。

图4通过示例(但是示出的振荡的数量远远小于现实中所使用的数量)解说了图4的驱动电路310可如何被用于发送如可被用于例如“无源门禁应用”(诸如举例而言PEPS或PKE)中的经OOK调制的信号(开关键合)。二进制比特流通常由具有“UART”的微控制器提供，但是本发明不限于此，并且比特流还可以其他方式来提供，诸如举例而言通过使用定时器中断的微控制器，或者通过运行在预定时钟下的可编程硬件或状态机，但这不是本发明主要关注的。

在图4的示例中，当二进制比特流的值是“1”时，驱动电路处于模式ON下，用于维持谐振天线电路的振荡。在二进制比特流的下降边沿处，驱动电路通过从模式STOP离开且随后转到模式OFF快速地停止谐振天线电路的振荡。当二进制比特流的值是“0”时，驱动电路处于模式OFF下，并且可可选地抑制谐振天线电路的振荡。在二进制比特流的上升边沿处，驱动电路快速地启动谐振天线电路的振荡，并且随后转到模式ON。

图5示出根据本发明的第三实施例的发射机设备500和驱动电路510的更详细的方框图。这一驱动电路具有与图3的驱动电路310相同的功能，但是额外的具有一个或多个电压生成电路，用于提供一个或多个预定DC电压，例如相对较大的正电压Vp(例如高至约+100V)和/或相对较大的负电压Vn(例如高至约－100V)。在一个特定的实施例中，存在两个电压生成器用于同时生成正和负DC电压Vp、Vn。在替代实施例中，这些电压供给或电压生成器还可位于驱动电路自身之外。

在图5的实施例中，充能脉冲是由电流源生成的电流脉冲“I_pulse”，电流源被适配为用于在给定时间窗口期间生成一个或多个电流脉冲。如以上所描述的，一个或多个电流脉冲的能含量(例如电流脉冲的形状和/或大小和/或数量)取决振荡电压Vosc的测得的幅值。

若干个选项是可能的，其中的一些被列出于此：

a)每个时间窗口仅发送单个脉冲，该脉冲具有预定持续时长，但是可调整的幅值取决于振荡电压Vosc的测得的幅值；

b)每个时间窗口仅发送单个脉冲，该脉冲具有预定幅值，但是可调整的持续时长取决于振荡电压Vosc的测得的幅值；

c)每个时间窗口仅发送单个脉冲，该脉冲具有可调制的幅值和可调制的持续时长，都取决于振荡电压Vosc的测得的幅值；

d)每个时间窗口发送固定的预定数量个脉冲，例如约8个或约16个或约24个脉冲。这些脉冲中的每一个可具有固定的持续时长和可调整的幅值，或者固定的幅值和可调整的持续时长，或者可调整的持续时长和可调整的幅值，调整的时间和/或幅值取决于振荡电压Vosc的测得的幅值；

e)每个时间窗口发送可调整数量个脉冲，脉冲的数量取决于振荡电压Vosc的测得的幅值。这些脉冲可具有固定的持续时长和固定的幅值，或者固定的幅值和可调整的持续时长，或者固定的持续时长和可调整的幅值，或者可调整的持续时长和可调整的幅值，调整的时间和/或幅值取决于振荡电压Vosc的测得的幅值；

在特定的其中正和负充能电压Vp、Vn可用的实施例中，正和/或负电流脉冲可都被提供。这可允许甚至更快的START和/或STOP。

在图5中示出的具体示例中，控制块503可包括以下的子块中的一个或多个以及优选全部：

－用于检测振荡电压Vosc的局部最小值的出现的最小电压检测器(MVD)，

－用于确定达到Vosc的局部最小电压的时间的最小跨越检测器(MCD)，

－用于确定测得的电压幅值或电压摆动和预期的电压(例如参考电压或标称电压)之间的差的误差生成器；

－调制器，具体而言是OOK调制器。

取决于振荡电压Vosc的测得的幅值，单个电流脉冲的幅值可例如被选择为32个预定幅值值中的1个。在特定窗口期间发送的电流脉冲可具有相同的大小和幅值，但这不是必需的，并且它们也可具有不同的幅值和/或大小和/或持续时长和/或形状(例如，矩形、梯形、三角形、高斯形、或这些的组合)。脉冲的特征(诸如脉冲持续时长和/或脉冲上升边沿的斜率和/或脉冲下降变压的斜率中的一个或多个)可根据振荡电压Vosc的测得的幅值动态地适配。

电流脉冲可使用PLL(锁相环)从与振荡电压Vosc同步的本地时钟信号中得出。这种方式的优点是可省去本地晶体振荡器(降低的成本和/或降低的引脚数)。

在另一实施例中，电流脉冲可从与振荡电压Vosc异步的独立的时钟信号中得出，如可由例如本地晶体或本地晶体模块所生成的。在示出的示例中，使用了外部的32MHz晶体，但是本发明不限于此，另一频率的晶体或晶体模块也可被使用。使用异步时钟来生成电流脉冲被发送的定时的优点是电流脉冲(在微观层面)不与振荡电压Vosc同步，这可创造更少的尖峰，并因此对EMC而言可能是较好的。对于设想的应用，振荡电压的频率fosc通常为10kHz到250kHz的量级，并且晶体的频率通常为10MHz到50MHz的量级，因此本地时钟频率和振荡天线频率的比率通常是一个从40到5000的范围中的值，例如位于从100到1000的范围中。

驱动电路510可可选地进一步包括用于通过使用扩展频谱技术进一步降低电流脉冲所生成的谐波的峰值高度的电路。实现这一点的一种方式是通过使用并不都具有相同的“ON时间”的一串脉冲(图7示出了什么叫ON时间)。通过改变ON时间(例如通过修改中心对齐的PWM信号的占空比，或者通过例如在左对齐、中对齐以及右对齐之间、在单个时间窗口或不同时间窗口之间改变PWM信号的对齐)，频谱的峰值高度可被进一步降低。

根据本发明的驱动电路的特别的优点是它们对于每一个需要被驱动的谐振天线电路501(例如，6个谐振天线电路，图5中仅一个被示出)仅需要两个焊盘或引脚。事实上，如果每一个谐振天线电路的引脚中的一个被连接到第一接口引脚Ni1，则为了驱动6个谐振天线电路仅需要6个额外的接口引脚Ni2。这两种实施方式都被认为是相对于现有技术的重要的优点，因为集成芯片的引脚数是这类芯片的成本中的重要因素。当然，数量6仅仅是一个示例，并且本发明不限于此。

在一个特别有意思的实施例中，电压供给或电压生成电路提供负驱动电压Vn，并且驱动电路510通过标准同轴电缆连接到一个或多个谐振天线电路501，其中接地电势被用作为屏蔽电压，并且高电压驱动信号被施加在同轴电缆的中心。这实现了对最终用户的良好保护。

图6示出用于阐述图5的方框图的一些原理的示例性波形集合。图6具体示出了正电压Vp和负电压Vn，如可被提供给驱动电路510的或者可由驱动电路510的一个或多个电压生成器电路生成的。

如上面所阐述的，在ON模式期间，脉冲112通常被挑选使得振荡电压Vosc的幅值保持基本恒定。在图6中示出的示例中，在每一个时间窗口中仅单个脉冲112被提供。时间窗口本身没有被示出，但是其位于与振荡电压Vosc抵达局部最小值的大约相同的时间。电路脉冲被施加的准确的时刻对于本发明而言不是关键的。

还示出了误差信号ERR，在这一示例中，误差信号ERR被定义为振荡电压Vosc的实际幅值和振荡电压Vosc的想要的幅值之间的差。这一误差信号ERR可被用于调整电流脉冲的大小和/或形状和/或数量，以便增加振荡电压Vosc的幅值，如上文所描述的。

图7示出如可被用于本发明的各实施例中的示例性脉冲形状。电流脉冲可具有梯形形状，如所示出的，该形状包括具有预定持续时长“T_上升”的上升边沿、具有预定持续时长“ON时间”的恒定部分、以及具有预定持续时长“T_下降”的下降边沿。

T_上升、T_下降以及Ton的值可被挑选以减少(例如最小化)谐波的生成(EMC)，无论是在设计时，还是甚至动态地在设备的实际使用期间。在示出的示例中，脉冲持续时长(ON时间)是固定的，但是幅值根据误差信号ERR来调整。误差信号越高(即与设想的幅值的偏离越高)，则脉冲的幅值就越大。可使用任何合适的函数，例如比例函数、线性函数(＝比例+偏移)、二次函数、阶梯函数、分段线性函数(例如基于查询表)、或任何其他合适的函数。在图6中示出的示例中，电流脉冲被注入在MCD的每一个上升边沿处(该位置是局部最小值被检测到的位置)。

这是使用具有梯形形状的脉冲的优点，因为它们在频谱上生成较少的寄生信号，这对于EMC考虑而言是有利的。但是本发明不限于仅仅这种脉冲形状，其他的脉冲形状也可被使用，例如圆顶状的或者正弦型的或者三角形的脉冲或者高斯形状的、或者任何其他合适形状，或者一些脉冲可具有第一形状(例如梯形)而其它脉冲可具有与第一形状不同的第二形状(例如三角形)。

图8示出另一实施例，其中多个脉冲被用在每一个时间窗口中，而不是每一个时间窗口仅单个脉冲。

这些脉冲中的每一个的持续时长和大小以及形状可以是预定的并且是固定的，但是在每一个时间窗口中要被施加的脉冲的数量是根据误差信号ERR来确定的。误差信号(绝对值)越大，将被注入的脉冲的数量就越大。在时间窗口内，脉冲优选地以一个小串来施加。

图8中示出的脉冲的形状是矩形的，但是其他脉冲形状也可被使用，例如梯形、三角形、正弦形、或任何其他合适的形状。图8中示出的脉冲全具有相同的形状和大小，但是这也不是必需的，且脉冲可具有不同的幅值和大小。

在图8的一个特定变体(未示出)中，在每一个时间窗口中发送最大例如8个脉冲，各脉冲具有为2的幂的预定相对幅值。因此，第一个脉冲(被发送或未发送)将具有128个单位的幅值，第二个脉冲(被发送或未发送)将具有64个单位的幅值等等。这些预定脉冲中的特定的一个脉冲是否实际被发送将取决于振荡电压Vosc的测得的幅值的值。

图9示出在ON模式下的正常工作期间如可被用于图5的电路中/可从中获得的示例性波形集合。示出了若干个信号(参见该图顶部的索引)。

第一个信号被称为“Vmin”，在这一示例中，由于具体的实现，该信号类似于锯齿波形。用意是Vmin追踪或“跟随”振荡电压Vosc的最小值，并且当Vosc突然增大时，Vmin随时间缓慢衰退(通常以RC常数衰退)。(参见图11寻找更多细节)。用于产生这样的信号的电路是本领域已知的，并且可包括例如二极管和电阻器R和电容器C以及比较器，但其他电路也可被使用。

在示出的示例中，每一个局部最小值的时间窗口开始于信号“Vmin”跨越信号“Vosc”时(参见图10寻找更多细节)，但是本发明不限于这一实现，其他的时间窗口也可被使用。

另一信号是“Vpulse”，在图9中表现为粗的黑色线段，但是实际上是一串脉冲信号，如图10中将更详细讨论的。

另一信号是“Vosc”，该信号是由谐振天线电路501提供的电压信号。

如可从图9理解的，振荡是具有高度稳定的频率的正弦信号。幅值可改变，但是被驱动电路保持基本恒定，这归功于提供用于补偿天线电路中辐射出的能量和损耗的必要的能量的激励脉冲。

图10以放大视图示出图9中示出的波形中的一些。在这一示例中，时间窗口停止于“Vosc”变得大于“Vmin”的时刻，因此此时“Vmin”信号不再跟随“Vosc”曲线，而是衰减。

在图10的底部示出一系列控制脉冲，这些控制脉冲随后被用于生成实际的电流脉冲信号。这类控制脉冲可由数字电路生成。

如已经提到的，本发明不限于这一特定实现，其他的时间窗口也可被使用。

图11示出在START模式期间如可被用于图5的电路中/可从中获得的示例性波形集合。在最初的脉冲或一串脉冲(未示出)之后，天线电路开始生成具有相对较小的值的振荡电压信号Vosc，但是从该时刻开始，驱动电路510在START模式期间也使用与曾描述过的相同的机制，即通过监视振荡电压信号、寻找局部最小值和/或最大值、寻找或挑选合适的时间窗口、以及在所述时间窗口中提供一个或多个电流脉冲。然而，在START期间，电流脉冲的能量可被挑选为大于在ON模式期间所需的能量，例如尽可能的大，以便得到更快的启动。

图12示出了根据本发明的一个实施例的发射机设备1200和驱动电路1210的另一方框图。发射机设备1200和电路1210的功能与图3和图5中示出的类似或相同，但是电压供给Vp和Vn被明确示出。这些电压可由外部电路(未示出)提供，或者可由一个或多个电压生成器提供，电压生成器可以是驱动电路1210的一部分。

设想了通过使用两个独立的相对较高的电压生成器，逆转驱动信号是可能的，例如使用负电压替代接地而使用接地替代正电压。相对于提供两个高电压(例如，在+100V和-100V量级内在相对较长(例如大于1m)的电缆上)，这样可具有优点。

图13示出了根据本发明的一个实施例的发射机设备1300和驱动电路1310的另一方框图。这可以被视为是图12中示出的方框图的变体，其中有两处主要区别：Sigma-Delta调制器、以及串长确定器，两者都是控制电路1310的一部分(尽管被示为分开的块)。Sigma-Delta调制器的目的是生成具有预定“ON时间”(参见图7)以及预定的脉冲间时间间隔的一串脉冲。脉冲之间的时间可以是一个固定的预定值，或者可以是可变的并且取决于由“误差生成器”所提供的振荡电压Vosc的测得的幅值(如可例如从图6中的误差信号ERR中推导出的)。“串长确定器”根据Vosc的测得的幅值来确定时间，在该时间期间，由Sigma-Delta调制器发送脉冲，如曾结合图8描述的。

图14示出根据本发明的一个实施例的驱动谐振天线电路的方法。该方法包括下列步骤：a)监视由谐振天线电路提供的振荡电压信号Vosc 1401；b)提取所述振荡电压信号Vosc的定时信息和幅值信息1402；c)基于测得的定时信息并基于测得的幅值信息生成激励信号，并将所述激励信号施加到谐振天线电路1403。

提取定时信息可包括检测检测所述振荡电压信号Vosc的局部最小值和/或局部最大值，并且可包括确定位于这些局部最小值或局部最大值或两者附近的时间窗口。

该方法可进一步包括测量所述振荡电压信号Vosc的幅值，以及从该幅值中推导误差信号，该误差信号指示要维持振荡需要在谐振天线电路中被注入的能量的量。

步骤c)可包括为每一个时间窗口生成和提供单个电流脉冲或一系列电流脉冲形式的激励信号。需要注意，电流脉冲可具有正号或负号。

图15示出在单个(相对较大的)电流脉冲在振荡电压将达到局部最小值的时刻处被注入时谐振天线电路的振荡电压Vosc对时间的示例性模拟波形。

这一示例背后的构思如下：为了保持谐振电路的幅值基本恒定，设想了要“监视”振荡电压(例如，通过使用以上提到的包括二极管和RC以及比较器的电路)，并且在振荡电压达到局部最小值的时刻注入单个相对较大的电流脉冲。然而，发现这样的单个较大电流脉冲导致振荡电压信号的陡峭的电压变化(即幅值失真)，这对于EMC具有负面影响。需要注意，在这方面，在一些现有技术实施例中也提供单个大电流脉冲，其中通过关闭开关使预定电压对电容器(陡峭地)再充电。

为了寻找一种降低电流脉冲对EMC的影响的方法，发明人想出了不使用单个相对较大电流脉冲，而是使用具有相同的总的能含量的多个相对较小的电流脉冲的构思。但是可能甚至更重要的，发明人想出了在达到局部最小电压之前、并因此在振荡电压波形的斜率尚未为零的时刻之前就开始电流脉冲系列的注入的构思。

这并不是微不足道的选择，因为要被注入的能量的量取决于幅值降低，这在最小值被实际达到之前是未知的。此外，要实现起来也不是微不足道的，因为这需要“预测电路”。

然而，已经发现之前用来寻找振荡电压Vosc的“局部最小值”的“最小值检测器电路”(在上文中也称为“电压监视器电路”)在细微修改之后也可被用作为“预测器”，即通过添加用于检测“最小值检测器电路”的衰减信号“Vmin”跨越振荡电压Vosc的时刻的电路。此外，还已经发现，当将时间窗口的结束定义为振荡电压Vosc上升快于最小值检测器电路的信号“Vmin”的时刻时，同一“最小值检测器电路”也可被方便地用于确定时间窗口的结束。最重要的是，结果是在这一时间窗口期间注入的电流脉冲序列导致了振荡电压信号的小得多的失真(如可从图16中理解的)，并且具有对EMC表现低得多的负面影响。

图16示出被用于预测时间窗口的开始的示例性模拟波形Vosc和信号“Vmin”。信号Vmvd可由比较器生成，并且指示以此处上文中描述的方式确定的窗口的位置。因此，即便时间窗口和分布在所述时间窗口中的脉冲序列(如以上描述并示出在图9、10和11中的)严格来说并不是对谐振电路充能的唯一可能，已经发现这在所要求电路的低复杂度方面以及在EMC方面是特别有利的。

图17解说了何时启动衰减的优选定时方案。虽然在图4中未示出，但是已经发现图3中示出的发射机设备300的寄生发射可因为不在检测到(异步的)二进制比特流信号的下降边沿之后立即对振荡电压信号Vosc进行衰减、而是有意等待直到振荡电压信号Vosc跨越电压电平Vp之后才进行衰减而被高度改善。另外，为了确保恰当的通信，从最近的START开始，整数数量个振荡周期需要被完成。

在图17的示例中，假设了振荡是通过在START处将振荡电压Vosc拉“下”(使用负脉冲)而启动的。如可在附图中看到的，在比特流的下降边沿(即从逻辑“1”转变为逻辑“0”)发生后的某个时间，Vosc和Vp的首次交叉由虚线方块指示。然而，在该点处，Vosc的斜率是正的，因此N+1/2个振荡被完成(N是整数)，因此这两个条件不满足，因此衰减器尚未激活。一些时间之后，如虚线圆所指示的，遇到了Vosc和Vp的又一次交叉，在该点，整数数量个周期被完成，因此两个条件被满足，并且衰减电路被激活。

衰减可通过对谐振天线电路的电容上的电压放电来实现，例如通过将电阻并联连接到谐振电路的电容，这可例如通过与电阻器串联的开关来实现，或者与布置在接口节点Ni1、Ni2之间的二极管串联的开关来实现。如可在图17中看到的，振荡可被衰减地非常快，例如在0.5到1.5个振荡周期的量级内，例如约1.0个振荡周期Tosc。

等待直到上文描述的两种情形都满足导致仅对能够通过OOK调制所传送的最大比特率有微弱的影响，但是在EMC方面提供了重要的优点。

在其中正脉冲被替代负脉冲使用的替代实施例中，则通过将振荡电压Vosc拉“高”，整数数量个振荡将在Vosc和Vp的交叉处达成，在此处Vosc的斜率(对时间)是正的。

图18示出在正脉冲和负脉冲两者都被使用在单个电路中的情况下振荡电压信号Vosc的示例性波形。

参考回图16，图16的示例描述了包括数量N个负脉冲的信号串如何被用于“拉低”振荡电压信号Vosc，例如用于将振荡幅值保持基本恒定。如上文所描述的，这些脉冲被优选地施加在开始于稍早于抵达振荡电压Vosc的局部最小值、并且可停止于例如达到局部最小电压的时刻的时间窗口。曾描述了时间窗口的开始可通过包括二极管、电阻器R以及电容器C和比较器的相对简单的电路来确定。

在图16的变体(未示出)中，替代使用负脉冲，谐振电路还可通过对其馈送正脉冲来充能。在这种情况下，“监视电路”或“追踪电路”将跟随Vosc的上升，直到其达到局部最大值，但是根据相同的原理，其将基本上可行。

如图18中示出的，在单个驱动电路中使用正和负脉冲两者(即不同极性的脉冲)也是可能的。驱动电路将包括两个“追踪电路”，用于确定Vosc的局部最小值之前的时间窗口的第一追踪电路(如图16中所示)，在该时间窗口中，负脉冲序列被施加，以及用于确定局部最大值之前的时间窗口的第二追踪电路，在该时间窗口中，正脉冲序列被施加。

使用正和负脉冲两者提供了振荡电压Vosc的幅值可在两个时间窗口(而不是仅一个时间窗口)中根据振荡周期Tosc被调整的优点，并且因此谐振电路供应的能量可被甚至更好的分布，振荡电压Vosc的幅值可被甚至更平滑地调整，从而得到甚至更好的EMC表现。

出于完整性，需要注意，替代仅使用单个幅值值来调整充能脉冲的大小和/或幅值和/或形状和/或数量，使用大于一个单个幅值值也是可能的，例如使用正好两个幅值值(例如，恰好在局部最大幅值和局部最小幅值之前)，但是本发明不限与此，且使用大于仅仅两个幅值值也是可能的，例如在PID控制环路中。以此方式，谐振电路的充能可因为避免了幅值的陡峭改变而被进一步改善，这可再一次进一步改善EMC表现。

概述

本发明因此提供了一种用于驱动谐振天线电路(例如无源并联LC或RLC电路)的驱动电路，谐振天线电路)至少包括并联连接的电感和电容。

驱动电路包括可连接到所述谐振天线电路的第一和第二接口节点Ni1、Ni2并且包括电路，该电路被适配为用于监视由谐振天线电路提供的振荡电压信号，以及用于提取所述振荡电压信号Vosc的定时和幅值信息，以及用于基于所述定时和幅值信息生成激励信号，并用于将所述激励信号施加到接口节点。激励信号可以是单个电流脉冲或者(优选地)一系列电流脉冲。脉冲注入机制被挑选以通过整个系统消除不想要的谐波的发射。

不同于现有技术的驱动系统(其中激励频率被强加，或者其中振荡LC电路被临时断开，或者其中各组件(例如，电容器、晶体管的导通电阻)与电感串联连接)，本发明的驱动电路允许谐振天线电路尽可能的在其自身的特征频率(由L和C的值确定)处谐振，而无需中断每一个振荡周期，并且(在宏观层面上)将其操作(例如，对其中注入激励脉冲的时间窗口的动态放置)与该谐振频率同步。以此方式，激励信号被用谐振电路的频率进行微调，从而避免了由于天线的错误微调导致的功率损耗。

在本发明的特定实施例中，还使用了“主动衰减”机制，该机制对于提供振荡电压Vosc的快速上升/下降特别有用。这允许实现开关键合(OOK)调制方案，其中比特率为例如约2kbps、或约4kpbs或约8kbps或约16kbps。

集成驱动电路被提议具有高程度的集成，并且具有小的(例如最小)数量的连接(例如，接口引脚)以驱动一个谐振天线电路，或者同时驱动多个谐振天线电路。

在针对性的应用中，尽管本发明不限于此，

－天线电流可以高于2App，例如高达4App，

－天线电压可以高于40Vpp，例如高达约200Vpp，

－天线Q因子可以高于10，优选地高于20，或者甚至更高，－通过允许天线电路在其自身的谐振频率处振荡，由于天线错误微调导致的功率损耗被避免，

－在每一个时间窗口中，一个或多个电流脉冲可被以相对高的分辨率调整，例如可选择至少32个步幅、或者64个步幅、或甚至更多，和/或具有2的次方的固定的预定相对幅值的相对小数量的脉冲(例如5到8个)。

虽然在附图(例如图4)中，假设逻辑“1”代表正电压，并且逻辑“0”代表零电压，但这是纯粹的约定，因此当然也可能将逻辑“1”指派给零电压，并且将逻辑“0”指派给正电压，如本领域中众所周知的。

Claims (10)

1.一种用于驱动谐振天线电路的驱动电路，所述谐振天线电路包括并联的电感(L)和电容(C)并且被适配为用于在第一和第二节点(Na1、Na2)上生成具有预定振荡频率(fosc)的振荡电压信号(Vosc)，所述驱动电路包括：

-分别耦合到所述谐振天线电路的第一和第二节点(Na1、Na2)的第一和第二接口节点(Ni1，Ni2)；

-控制电路，所述控制电路被适配为用于监视由所述谐振天线电路在所述第一和第二接口节点(Ni1，Ni2)上提供的所述振荡电压信号(Vosc)，并且用于确定位于所述振荡电压信号(Vosc)的局部最小值和/或局部最大值附近的时间窗口以及用于测量所述振荡电压信号(Vosc)的幅值，并且用于将所述时间窗口和幅值提供给激励电路；

-所述激励电路，所述激励电路被适配为用于基于所述时间窗口和所述幅值生成激励信号，并且用于将所述激励信号施加到所述第一和/或第二接口节点(Ni1，Ni2)，并且其中所述激励电路包括电流源，所述电流源被适配为用于生成至少一个电流脉冲，其中每一个时间窗口的电流脉冲的数量和/或所述至少一个电流脉冲的幅值和/或持续时长和/或形状取决于所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值而挑选。

2.如权利要求1所述的驱动电路，

其中所述控制电路被适配为用于检测所述振荡电压信号(Vosc)的所述局部最小值和/或所述局部最大值出现的时间。

3.如权利要求1所述的驱动电路，

其中所述至少一个电流脉冲是具有可调整或可选择幅值的单个脉冲，所述幅值取决于所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值而挑选；或者

其中所述至少一个电流脉冲是至少两个或至少三个的多(N)个脉冲，每个脉冲具有固定的幅值或可调整的幅值；

其中所述至少一个电流脉冲是包括具有预定幅值的多(N)个脉冲的串，所述串中的脉冲的数量(N)取决于所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值而挑选。

4.如权利要求1所述的驱动电路，

还包括被适配为用于提供正电压(Vp)和/或负电压(Vn)的至少一个电压转换器；并且

其中所述激励电路被适配为用于使用所述正电压和/或负电压(Vp，Vn)来生成包括具有正号和/或负号的脉冲的激励信号。

5.如权利要求1所述的驱动电路，

还包括被适配为用于对所述振荡电压信号(Vosc)进行衰减的衰减电路；

并且其中所述控制电路还被适配为用于将衰减控制信号提供给所述衰减电路。

6.一种包括如权利要求1所述的驱动电路中的一个或多个驱动电路的集成电路。

7.一种发射机设备，包括：

如权利要求1所述的驱动电路。

8.一种发射机设备，包括：

如权利要求6所述的集成电路，

其中所述谐振天线电路是无源谐振天线电路，并且

其中所述集成电路连接至所述无源谐振天线电路。

9.一种用于驱动谐振天线电路的方法，

所述谐振天线电路具有预定的谐振频率(fc)并且包括并联的电感(L)和电容(C)并且被适配为用于在所述谐振天线电路的第一和第二节点(Na1，Na2)上生成振荡电压信号(Vosc)；

所述方法包括以下步骤：

a)监视由所述谐振天线电路在所述第一和第二节点(Na1，Na2)上提供的振荡电压信号(Vosc)；

b)提取所述振荡电压信号(Vosc)的定时信息和幅值信息，其中，所述提取包括检测所述振荡电压信号(Vosc)的局部最小值和/或局部最大值，并且定义在所述局部最小值和/或所述局部最大值出现的时间附近的时间窗口；

c)基于所提取的定时信息并且基于所提取的幅值信息生成激励信号，并且将所述激励信号施加到所述谐振天线电路；以及

d)测量所述振荡电压信号(Vosc)的幅值；

所述方法还包括：

以每一个时间窗口一个单个电流脉冲的形式提供所述激励信号，所述单个电流脉冲具有根据所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值来调整的持续时长和/或幅值；或者

以每个时间窗口一个包括一定数量(N)个电流脉冲的串的形式提供所述激励信号，所述电流脉冲具有固定的或可调整的持续时长和/或固定的或可调整的幅值和/或固定的或可调整的符号和/或可调整的脉冲间延迟，其中所述数量或所述持续时长或所述幅值或所述符号中的至少一个根据所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值来调整。

10.一种使用谐振天线电路来传送经开关键合(OOK)调制的比特流的方法，所述谐振天线电路具有预定的谐振频率(fc)并且包括并联的电感(L)和电容(C)并且被适配为用于在所述谐振天线电路的第一和第二节点(Na1，Na2)上生成振荡电压信号(Vosc)；

所述方法包括以下步骤：

-接收二进制比特流；

-确定所述比特流的值或转变；

-如果所述比特流的值被检测到并且所述值为高(“1”)，则驱动所述谐振天线电路以使用用于驱动所述谐振天线电路的以下步骤来维持所述振荡电压信号(Vosc)的基本恒定的幅值，所述以下步骤包括：

a)监视由所述谐振天线电路在所述第一和第二节点(Na1，Na2)上提供的振荡电压信号(Vosc)；

b)提取所述振荡电压信号(Vosc)的定时信息和幅值信息，其中，所述提取包括检测所述振荡电压信号(Vosc)的局部最小值和/或局部最大值，并且定义在所述局部最小值和/或所述局部最大值出现的时间附近的时间窗口；

c)基于所提取的定时信息并且基于所提取的幅值信息生成激励信号，并且将所述激励信号施加到所述谐振天线电路；

d)测量所述振荡电压信号(Vosc)的幅值；以及

e)以下列形式之一来提供所述激励信号：

每一个时间窗口一个单个电流脉冲，所述单个电流脉冲具有根据所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值来调整的持续时长和/或幅值；或者

每个时间窗口一个包括一定数量(N)个电流脉冲的串，所述电流脉冲具有固定的或可调整的持续时长和/或固定的或可调整的幅值和/或固定的或可调整的符号和/或可调整的脉冲间延迟，其中所述数量(N)或所述持续时长或所述幅值或所述符号中的至少一个根据所述振荡电压信号(Vosc)的测得的幅值来调整；以及

-如果所述比特流的值被检测到并且所述值为低(“0”)，则对所述振荡电压信号(Vosc)进行衰减；以及

-如果转变被检测到并且所述转变为低到高的转变(“0”→“1”)，则发送一个或多个最初的激励脉冲给所述谐振天线电路，并且随后驱动所述谐振天线电路以使用所述步骤a)至e)来增大所述振荡电压信号(Vosc)的幅值；以及

-如果转变被检测到并且所述转变为高到低的转变(“1”→“0”)，则对所述振荡电压信号(Vosc)进行衰减。