CN107682292A - Nfc系统中有源负载调制的相位的高分辨率调谐方法和系统 - Google Patents
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Abstract
优化负载调制振幅需要对用于近场通信(NFC)系统中有源负载调制(ALM)的相位进行高分辨率调谐。本公开描述在一个实施例中,所述相位的高分辨率调谐可通过调整所述NFC系统中射频(RF)衰减器的衰减系数而实现。
Description
技术领域
所描述的实施例大体上涉及用于NFC(近场通信)的方法和系统,且更具体地说,涉及提供用于近场通信(NFC)系统中有源负载调制(ALM)的相位的高分辨率调谐的方法和系统。
背景技术
近场通信(NFC)的使用在例如非接触式支付系统、安全接入系统等应用中越来越普遍。典型的基于NFC的系统由NFC读取器(例如,销售点终端)和NFC装置(通常为NFC启用卡或移动电话)组成。
此外,NFC装置通常可被配置成用于无源负载调制(PLM)或有源负载调制(ALM)。尽管ALM通常比PLM更复杂,但用于在应答器(例如,移动装置)中实施ALM的组件可能更紧凑,且由于应答器利用电源来产生磁场,而不是仅调制由读取器产生的磁场,所以相比于PLM应答器,ALM应答器可能具有更长的通信距离。
为了使用NFC启用装置和NFC读取器执行交易,使NFC启用装置靠近NFC读取器。如果NFC读取器未能对来自NFC启用装置的信号进行正确的解调,那么NFC启用装置与NFC读取器之间的通信可能失败。如果NFC启用装置并不与NFC读取器正确对准或如果NFC启用装置不在距NFC读取器的某一距离范围内,那么可能会出现这种失败。
如果对用于NFC启用装置中有源负载调制(ALM)的相位进行调谐,那么这种失败和其它问题可显著减少。因此,需要具有提供用于近场通信(NFC)系统中有源负载调制(ALM)的相位调谐(且具体地说,高分辨率调谐)的方法和系统。
发明内容
优化负载调制振幅需要对用于近场通信(NFC)系统中有源负载调制(ALM)的相位进行调谐。具体地说,传输器(TX)相位经调谐,以用于优化负载调制振幅。但在一个实施例中,TX相位是通过锁相环(PLL)的调整而进行调谐。因此,相位设置粒度受PLL设置的粒度限制,从而导致可能的相位的低分辨率调谐。因此,需要经由其它构件实现用于近场通信(NFC)系统中有源负载调制(ALM)的相位的高分辨率调谐。在一个实施例中,相位的高分辨率调谐可通过调整NFC系统中射频(RF)衰减器的相位配置而实现。
本发明提供用于提高经由电感耦合进行通信的通信装置的相位调谐分辨率的方法,所述方法包括:(a)响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置;(b)使用有源负载调制(ALM)利用经调整相位配置来调制载波信号;以及(c)从通信装置传输经调制载波信号以用于电感耦合;其中调整通信装置的相位配置包括调整通信装置的射频(RF)衰减器的衰减系数。
在一些实施例中,调整通信装置的射频(RF)衰减器的衰减系数提供高分辨率相位调谐。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器被配置成衰减到通信装置的模拟接收器的输入电压。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器被配置成将到通信装置的模拟接收器的输入电压保持在给定范围内,其中给定范围不过载模拟接收器也不提供过低的输入电压。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器的衰减系数通过改变阻抗比率进行调整。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器由两个阻抗组成,其中所述两个阻抗中的至少一个是可调谐阻抗。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器由串联的固定阻抗和可调谐阻抗组成,其中可调谐阻抗包括与电容并联的Ragc(自动增益控制电阻),其中Ragc是可变电阻器。
在一些实施例中,Ragc包括由晶体管控制的一组电阻器。
在一些实施例中,Ragc具有极其精细的步进分辨率,所述极其精细的步进分辨率允许小于0.1度的相位调谐。
在一些实施例中,至少一个系统或环境参数选自由以下各者组成的群组:电感耦合的场强度;电感耦合的耦合条件;通信装置或对应读取器装置的天线几何结构;通信装置的过程、电压和温度(PVT)变化;通信装置的系统架构;通信装置的匹配网络特征;通信装置的通信协议;通信装置的通信数据速率;通信装置的重新传输配置;通信装置的重新配置设置;通信装置的通信定时;以及通信装置的应用。
在一些实施例中,调整通信装置的相位配置包括根据系统或环境参数群组的函数来调整通信装置的相位配置。
在一些实施例中,调整通信装置的相位配置包括调整通信装置的时钟产生电路的相位配置。
本发明还提供用于提高经由电感耦合进行通信的通信装置的相位调谐分辨率的系统,所述系统包括:(a)相位配置调整模块,其被配置成响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置;(b)信号调制模块,其被配置成使用有源负载调制(ALM)利用经调整相位配置来调制载波信号;(c)信号传输模块,其被配置成从通信装置传输经调制载波信号以用于电感耦合;以及(d)射频(RF)衰减器,其被配置成使到模拟接收器的输入信号衰减一衰减系数,其中相位配置调整模块另外被配置成调整射频(RF)衰减器的衰减系数。
在一些实施例中,调整射频(RF)衰减器的相位配置提供高分辨率相位调谐。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器被配置成将到通信装置的模拟接收器的输入电压保持在给定范围内,其中给定范围不过载模拟接收器也不提供过低的输入电压。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器由两个阻抗组成,其中所述两个阻抗中的至少一个是可调谐阻抗。
在一些实施例中,射频(RF)衰减器由串联的固定阻抗和可调谐阻抗组成,其中可调谐阻抗包括与电容并联的Ragc(自动增益控制电阻),其中Ragc是可变电阻器。
在一些实施例中,Ragc包括由晶体管控制的一组电阻器。
本发明另外提供计算机程序产品,其在非暂时性计算机可读媒体中进行编码以提高经由电感耦合进行通信的通信装置的相位调谐分辨率,所述计算机程序产品包括:(a)用于响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置的计算机代码;(b)用于使用有源负载调制(ALM)利用经调整相位配置来调制载波信号的计算机代码;以及(c)用于从通信装置传输经调制载波信号以用于电感耦合的计算机代码;其中调整通信装置的相位配置包括调整通信装置的射频(RF)衰减器的衰减系数。
在一些实施例中,调整通信装置的射频(RF)衰减器的相位配置提供高分辨率相位调谐。
本发明具有以下优势中的一个或多个:(1)本发明可使用“纯”软件解决方案/增强来实施,而不需要十分复杂和/或精确的硬件(尤其是PLL)。(2)本发明可在当前可用硬件上实施。(3)本发明可使eBOM(工程材料清单)减少,这是因为具有较高容限的组件可用于制造例如天线和匹配电路等组件。(4)本发明的使用可避免用户(例如,客户)生产中昂贵的谐振调谐。(5)本发明在已投放市场的关键读取器仅支持包络检测的情况下,可提高通信稳定性的鲁棒性(且避开无通信的区)。(6)本发明可启用对标准的认证,所述标准使用基于具有包络检测的接收器的读取器。(7)本发明可通过确保在生产和系统条件下的一致性能来提高用户体验。(8)本发明可启用恢复机制。(9)本发明可允许用于特定状况的相位特性(例如协议、应用,和其类似者)。(10)本发明可补偿IC性能(PVT)。(注:IC指代集成电路。PVT指代过程、电压和温度。)
以上概述并不希望表示当前或未来的权利要求书的范围内的每一示例实施例。额外示例实施例论述于以下图式和具体实施方式内。
附图说明
参考结合随附图式的以下描述可以最好地理解所描述的实施例和其优势。这些图式决不限制可由本领域的技术人员在不脱离所描述的实施例的精神和范围的情况下对所描述的实施例作出的形式和细节上的任何改变。
图1示出描绘本发明的通信装置的实施例的功能框图。
图2示出在不同电感耦合条件下负载调制振幅与图1中描绘的通信装置的示例相位配置的关系图式。
图3示出与对应读取器装置一起形成电感耦合通信系统的图1中描绘的通信装置的实施例。
图4示出具有I/Q混频器、放大器、滤波器、A/D(模/数)转换器和基带信号解调器的接收器的框图。
图5A示出RF衰减器的示意性例子。
图5B示出基于AGC电阻而标绘的相位响应的结果。
图6示出基于AGC电阻而标绘的最小相位步长(即,分辨率)。
图7示出本发明的方法的实施例。
具体实施方式
在此部分中描述根据本申请案的代表性装置和方法。提供这些例子仅为了添加上下文且辅助理解所描述的实施例。因此,对于本领域的技术人员来说将显而易见的是,所描述的实施例可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践。在其它情况下,并未详细描述众所周知的处理步骤以免不必要地混淆所描述的实施例。其它实施例是可能的,使得以下例子不应被视为限制性的。
在以下详细描述中,参考随附图式,所述随附图式形成描述的一部分且其中借助于说明示出根据所描述实施例的特定实施例。尽管这些实施例进行了足够详细的描述以使本领域的技术人员能够实践所描述的实施例,但应理解,这些例子并非限制性的;以使得可以使用其它实施例,且在不脱离所描述实施例的精神和范围的情况下可作出改变。
有源负载调制(ALM)是目前用于市场中所有移动NFC解决方案的先进技术。在一个实施例中,ALM是一种根据A型/B型/F型标准进行调制的13.56MHz信号的有源发送。这可大大增强所产生的信号强度且允许通过满足关于负载调制振幅参数的类似NFC论坛、ISO14443、EMVCo等所需标准而使用较小天线。
可限定专用初始相位用于针对ALM的所有状况的卡响应。初始相位设置可用以针对示出为“210”、“220”、“230”和“240”的不同耦合位置,优化如图2中所示出的负载调制振幅。在图2中,x轴可表示单位为度的初始相位设置(即,ALM的相位与TX CW(传输器载波)信号相位的关系)。图2示出一些相位值的负载调制振幅峰值。因此,在一个实施例中,相位可用以优化负载调制振幅。
场(和认证测试)中存在许多十分依赖振幅的参考通信对应部分,例如一些FeliCa读取器和早期支付终端。因此,调整相位以优化负载调制振幅可能对这些对应部分(例如,一些FeliCa读取器和早期支付终端)的使用具有巨大帮助。
NFC系统的传输器(TX)相位(如在RX(接收器)上所见的读取器场和在TX处的载波的相位的相位关系)取决于多个系统和/或环境参数/条件(例如,场强度、解调/耦合条件、天线几何结构、IC(PVT)(集成电路——过程、电压和温度)、匹配网络(拓扑......)、协议、数据速率、重新传输、重新配置、时序、应用等)。
可用于平台的TX(传输器)相位由利用多个读取器终端的测量活动限定。存在产生用于所有读取器的传递通信的TX相位范围(例如,如IOT(对接测试)认证中所限定)。在一个实施例系统中,TX相位由寄存器拨入且通过锁相环(PLL)的调整而修改为TX相位。由于设置粒度受到PLL拨号的数目的限制,因此归因于可用设置而可以对最优TX相位进行量化。实际上,相位范围可能较小,因此量化可能是限制因素。因此,需要对用于近场通信(NFC)系统中有源负载调制(ALM)的相位进行较高分辨率调谐。在一个实施例中,通过调整NFC系统中射频(RF)衰减器的相位配置来实现对用于NFC系统中ALM的相位的高分辨率调谐。
因此,以下详细描述和图式另外公开用于实现NFC系统中ALM的相位的高分辨率调谐的方法和系统的各种实施例。
图1是根据本发明的实施例的通信装置100的功能框图。在图1中所描绘的实施例中,通信装置经由电感耦合进行通信。通信装置可包括相位配置调整模块102、信号调制模块104和信号传输模块106。通信装置可以是集成电路(IC)装置。举例来说,通信装置可实施于手持型计算系统中。在一些实施例中,通信装置实施于移动计算系统(例如,移动电话)中。通信装置可以是利用电感耦合进行通信的近场通信(NFC)装置。在一些实施例中,通信装置被实施为与国际标准化组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)14443标准兼容的RF应答器。尽管示出的通信装置在本文中被示出具有某些组件且被描述具有某些功能性,但通信装置的其它实施例可包括更少或更多个组件以实施相同、更少或更多功能性。
在图1中所描绘的实施例中,相位配置调整模块102被配置成响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置。通信装置的相位配置可反映通信装置的输入/输出相行为。举例来说,通信装置的相位配置可以是所接收信号相位与响应的载波相位之间的相对相位设置。不同读取器(例如,不同制造商的读取器、不同型号的读取器、不同类型的读取器)可具有不同天线,不同匹配网络,且相对于通信装置的不同相对位置可能会影响通道,且因此影响通信装置与读取器之间的通道相位。基于一个或多个系统或环境参数而调整相位配置以实现具有良好信噪比(SNR)的相位设置可遍及不同读取器和不同电感耦合位置来提供稳固的通信。
供相位配置调整模块102使用的系统或环境参数的例子可包括(但不限于)电感耦合的场强度、电感耦合的耦合条件、通信装置或对应读取器装置的天线几何结构、通信装置的过程、电压和温度(PVT)变化、通信装置的系统架构、通信装置的匹配网络特征、通信装置的通信协议、通信装置的通信数据速率、通信装置的重新传输配置、通信装置的重新配置设置、通信装置的通信定时以及通信装置的应用。至少一个系统或环境参数可包括上文所列的两个或多于两个系统或环境参数的组合。在一些实施例中,相位配置调整模块另外被配置成根据系统或环境参数群组的函数调整载波信号的相位。
相位配置调整模块102可被配置成在传输数据帧之前调整通信装置100的传输载波相位配置,或在传输数据帧期间静态地、动态地或“实时地”调整通信装置的传输载波相位配置。在一些实施例中,相位配置调整模块被配置成在生产之后但在分配给消费者/终端用户之前调整通信装置的传输载波相位配置。在一些实施例中,至少一个系统或环境参数是在通信装置启动期间或在每个数据帧传输之前获得。
在图1中所描绘的实施例中,信号调制模块104被配置成使用ALM利用经调整相位配置来调制载波信号。信号传输模块可包括时钟恢复电路和模拟传输器。
在图1中所描绘的实施例中,信号传输模块106被配置成从通信装置传输经调制载波信号以用于电感耦合。信号传输模块可包括感应类型天线,例如环形天线。
在一些实施例中,通信装置100是有源负载调制(ALM)装置。在此类实施例中,信号传输模块可被配置成使用电流源来产生其自身的用于传输传出RF的磁场,从而产生较长的通信距离。当通信装置和对应读取器装置两者都产生磁场时,通信装置与对应读取器装置之间的电感耦合可能受一个或多个系统或环境参数影响。因此,归因于一个或多个系统或环境参数,磁场可能没有对准。磁场的未对准可能会降低调制的振幅部分的信号强度,从而产生较低的通信性能(例如,较低SNR)。通常,为了防止ALM装置和读取器的磁场不对准且为了防止彼此干扰(例如,以在传输期间保持恒定相位),将具有极低容错的组件用于应答器中。在图1中所描绘的实施例中,响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置。由于响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置,因此具有较大容错的组件可用于RFID装置中,同时在传输期间仍保持所要的相位布置。此外,可减少甚至避免大批量生产中的装置的谐振调谐。另外,可改善某些类型读取器装置(例如,基于包络检测的读取器装置)的通信稳定性的鲁棒性。另外,可通过提供在各种生产、系统、协议和应用条件下的更一致性能来增强用户体验。此外,可补偿由于PVT而产生的IC性能的变化。
图2描绘在不同电感耦合条件下负载调制振幅与图1中描绘的通信装置100的示例相位配置的关系图式。在图2的图式中,通信装置100的相位配置是在所接收信号相位与载波相位(单位为度)之间的初始相对相位设置,且负载调制振幅的单位是毫伏(mV)。如图2中所描绘,四条曲线210、曲线220、曲线230、曲线240表示四种不同的电感耦合条件。对于每个电感耦合条件,负载调制振幅起初随相位增加而增大直到第一峰值为止,随后随相位增加而减小直到最低点为止,接着随相位增加而增大直到第二峰值为止,且随后随相位增加而减小。然而,对于不同电感耦合条件,负载调制振幅的峰值出现在不同相位处。通过静态地或动态地调整相位,可实现对于相应电感耦合条件的负载调制振幅的峰值(即,来自通信装置的输出信号振幅)。
图3描绘图1中所描绘的通信装置100的实施例,所述通信装置100可与对应的读取器装置330一起使用以形成电感耦合通信系统350。在一些实施例中,对应的装置330可以是专用读取器装置。在一些实施例中,对应的装置330可以是通信对应装置(举例来说:移动电话)。在一些实施例中,对应的装置330可以是以读取器模式操作的通信对应装置(举例来说:移动电话)。在图3中所描绘的实施例中,通信装置300包括相位配置调整模块302、耦合到天线312的匹配网络310、模拟接收器“RX”314、时钟产生电路316、模拟传输器“TX”318和RF衰减器320。天线可以是感应类型天线,例如环形天线。在通信装置的示例操作中,射频(RF)信号通过天线经由电感耦合而从对应读取器装置330的天线332中接收且被传递到模拟接收器,以将RF信号转换成数字信号。信号是通过时钟产生电路从RF信号中产生的且用于在模拟传输器处产生传出RF信号,所述传出RF信号使用天线经由电感耦合进行传输。图3中所描绘的通信装置300是图1中所描绘的通信装置100的一个可能的实施例。然而,图1中所描绘的通信装置不限于图3中示出的实施例。
在一些实施例中,通信装置300是有源负载调制(ALM)装置。在这些实施例中,天线可被配置成使用电流源来产生其自身的用于传输传出RF的磁场,从而可能产生比PLM装置更长的通信距离。在图3中所描绘的实施例中,响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置。由于响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置,因此具有较大容错的组件可用于RFID装置中,同时在传输期间仍保持所要的相位布置。对应的读取器装置能够解调信号,这是因为从通信装置中捕获的RF信号的振幅大到足以高于对应的读取器装置的解调器的灵敏度等级,但又没有大到足以过驱动对应读取器装置的解调器。
相位配置调整模块302可调整通信装置的各种组件中的相位配置。相位配置调整模块可静态地、动态地或实时地调整通信装置的各种组件中的相位配置。相位配置调整模块还可在生产时和在分配给消费者/终端用户之前调整通信装置的各种组件中的相位配置。在图3中所描绘的实施例中,相位配置调整模块可调整模拟接收器“RX”314、时钟产生电路316、模拟传输器“TX”318和/或RF衰减器320中的相位配置。尽管示出的相位配置调整模块示出为与模拟接收器、时钟产生电路以及模拟传输器分离,但在一些实施例中,相位配置调整模块实施于模拟接收器、时钟产生电路和模拟传输器内。
尽管(在图3中所描绘的实施例中)相位配置调整模块可调整组件(即,模拟接收器“RX”314、时钟产生电路316、模拟传输器“TX”318和/或RF衰减器320)的任何组合中的相位配置,但在一个实施例中,高分辨率相位调谐可通过调整RF衰减器320中的相位配置而实现。在一个实施例中,最高分辨率相位调谐可通过调整RF衰减器320中的相位配置而实现。然而,其它组件中实现的相位调谐的总量可能较高。因此,在一个实施例中,可在其它组件(例如,模拟接收器“RX”314、时钟产生电路316、模拟传输器“TX”318)中执行相位粗调,而在RF衰减器320中可执行相位精调。就此而言,在一个实施例中,高分辨率相位调谐可通过调整RF衰减器320中的以及模拟接收器“RX”314、时钟产生电路316和模拟传输器“TX”318的任何组合中的相位配置而实现。在一个实施例中,相位调谐的最高量可通过调整时钟产生电路316中的相位配置而实现。因此,就此而言,在一个实施例中,高分辨率相位调谐可通过调整RF衰减器320以及时钟产生电路316中的相位配置而实现。
在一些实施例中,相位配置调整模块302连同模拟接收器“RX”314一起调整RF衰减器320的相位配置。在实施例中,相位配置调整模块在模拟接收器内被实施为延迟锁相环(DLL),所述DLL的分接点可(例如,基于经恢复时钟信号经由复用器)进行选择,以便选择特定相位延迟。在另一实施例中,相位配置调整模块在模拟接收器内被实施为专用移相器。在又另一实施例中,相位配置调整模块在模拟接收器内被实施为可调谐滤波器(例如,带通滤波器)。
在一些实施例中,相位配置调整模块302连同时钟产生电路316一起调整RF衰减器320的相位配置。在实施例中,相位配置调整模块在时钟产生电路内被实施为延迟锁相环(DLL),所述DLL的分接点可进行调整,以便选择特定相位延迟。在另一实施例中,相位配置调整模块在时钟产生电路内被实施为与整数锁相环(PLL)或分数PLL配合使用的分频级,所述分频级可被调谐成所要相位设置。在又另一实施例中,相位配置调整模块在时钟产生电路内被实施为专用移相器。在又另一实施例中,相位配置调整模块在时钟产生电路内被实施为时钟延迟线(例如,被实施为缓冲器)。
在一些实施例中,相位配置调整模块302连同模拟传输器“TX”318一起调整RF衰减器320的相位配置。在实施例中,相位配置调整模块在模拟传输器内被实施为可使待传输信号反相的反相器。在另一实施例中,相位配置调整模块在模拟传输器内实施为时钟路径中的延迟元件。在又另一实施例中,相位配置调整模块在模拟传输器内被实施为转换速率控制装置。
在一些实施例中,相位配置调整模块302连同匹配网络310一起调整RF衰减器320的相位配置。在实施例中,相位配置调整模块302连同匹配网络310和/或天线312一起调整RF衰减器320的相位配置。在另一实施例中,相位配置调整模块302连同组件(即,模拟接收器“RX”314、时钟产生电路316、模拟传输器“TX”318、匹配网络310和/或天线312)的任何组合一起调整RF衰减器320的相位配置。
在一个实施例中,Rx衰减器可用作允许极其精细粒度的用于调整相位(即,高分辨率相位调谐)的构件。Rx衰减器通常是对相位有一些影响的控制环。通过衰减器的精细粒度偏移,到IC的输入电压Vrx发生略微改变,并且还对相位延迟具有影响。在一些实施例中,此相位改变可能甚至在0.1度步阶范围内,通过其它构件(例如,PLL)可能难以实现所述0.1度步阶。
图4示出本发明的接收器314的实施例。接收器包括I/Q混频器420、放大器430、滤波器440、A/D转换器450和信号解调器460。接收器接收到I/Q混频器420的RF输入410且产生来自信号解调器460的BB(基带)输出470。
图5A示出RF衰减器的实施例。在一些实施例中,RF衰减器被配置成衰减到通信装置的模拟接收器的输入电压。在一些实施例中,射频(RF)衰减器另外被配置成将到通信装置的模拟接收器的输入电压保持在给定范围内,其中给定范围不过载模拟接收器也不提供过低的输入电压。在一些实施例中,射频(RF)衰减器的衰减系数通过改变阻抗比率进行调整。在一些实施例中,射频(RF)衰减器由两个阻抗组成,其中所述两个阻抗中的至少一个是可调谐阻抗。
具体地说,图5A示出RF衰减器的实施例,其具有输入电压Vin、用于分压器的电阻器Rext、Ragc和电容Cagc(表示Vrx处IC的输入电容和板迹线电容)。为使衰减器在增益方面可调谐,Rext或Ragc(或这两者)可以是可调谐的。图5A示出Ragc可调谐的配置。在一个实施例中,Ragc与自动增益控制(AGC)相关联。在一个实施例中,Ragc包括由晶体管控制的一组电阻器。在一些实施例中,Ragc具有极其精细的步进分辨率,所述极其精细的步进分辨率允许小于0.1度的相位调谐。
在一个实施例中,RF衰减器包括串联的固定阻抗和可调谐阻抗。举例来说,在图5A中,可调谐阻抗可以是并联的可变电阻器(例如,Ragc)和电容器(例如,Cagc)。在一个实施例中,可调谐阻抗可以是并联的可变电阻器和可变电容器。在一个实施例中,可调谐阻抗可以是并联和/或串联的一个或多个可变电阻器和一个或多个可变电容器的任何组合。在一个实施例中,RF衰减器包括可调谐阻抗。
图5B示出基于AGC(自动增益控制)电阻而标绘的相位响应的结果。图5B示出用于与特定AGC电阻相关联的特定输入电压的标称AGC设置。通过偏移用于特定输入电压的标称AGC电阻(经由(例如)固件和/或硬件控制),此偏移立即产生想要的相位偏移。由于AGC电阻具有极其精细的步进分辨率,因此可实现约0.1度的精细相位分辨率。在一些实施例中,可实现小于0.1度的相位分辨率。
具体地说,图5B示出用于与5000欧姆AGC电阻相关联的特定输入电压的标称AGC设置的例子。描述相位偏移与AGC电阻的变化关系的曲线示出相位偏移随AGC电阻增大而增加。因此,如果施加负AGC电阻偏移(即,使AGC电阻小于5000欧姆),那么预期相位偏移将会减小。这是标记“减少相位的区”的曲线图的部分。可替换的是,如果施加正AGC电阻偏移(即,使AGC电阻大于5000欧姆),那么预期相位偏移将增大。这是标记“增加相位的区”的曲线图的部分。通过使用此信息,有可能偏移标称AGC电阻,以实现想要的相位偏移。同样,由于AGC电阻具有极其精细的步进分辨率,因此同样可实现约0.1度的精细相位分辨率。
图6示出基于AGC电阻而标绘的最小相位步长(即,分辨率)。图6示出基于使用RF衰减器以调谐相位的系统的相位分辨率小于0.1度,相较于针对PLL所预期的5度的相位分辨率而言,这是相当大的改进。图6中的相位分辨率的曲线图示出由Ragc实施所导致的不连续(或尖峰)。这些不连续(或尖峰)可易于通过软件算法进行补偿。
具体地说,图6示出对于较小AGC电阻,最小相位步长(即,分辨率)较低,且对于较大AGC电阻,最小相位步长(即,分辨率)较高。然而,可以看出,图6中示出基于使用RF衰减器以调谐相位的系统的最小相位分辨率始终小于0.1度。同样,相较于针对PLL所预期5度的相位分辨率而言,这是相当大的改进。
图7示出本发明方法的实施例。如图7中示出,方法700开始于步骤710,其中所述方法响应于至少一个系统或环境参数而调整通信装置的相位配置,其中调整通信装置的相位配置包括调整通信装置的射频(RF)衰减器的衰减系数。接着方法进行到步骤720。在步骤720中,方法使用有源负载调制(ALM)利用经调整相位配置来调制载波信号。然后,在步骤730处,方法从通信装置传输经调制载波信号以用于电感耦合。
在本说明书中,已经依据选定的细节集呈现示例实施例。然而,本领域的普通技术人员将理解,可以实践包括这些细节的不同选定集合的许多其它示例实施例。预期所附权利要求涵盖所有可能的示例实施例。
可单独地或以任何组合形式使用所描述的实施例的各种方面、实施例、实施方案或特征。所描述的实施例的各种方面可以通过软件、硬件或硬件与软件的组合实施。
出于解释的目的,前文描述使用特定命名法以提供对所描述的实施例的透彻理解。然而,对本领域技术人员来说将显而易见的是,不需要特定细节来实践所描述的实施例。因此,出于说明和描述的目的呈现对特定实施例的前文描述。这些描述并不意图为穷尽性的或将所描述的实施例限制于所公开的精确形式。对本领域的普通技术人员来说将显而易见的是,鉴于上文教示,许多修改和变化是可能的。
Claims (10)
1.一种用于提高经由电感耦合进行通信的通信装置的相位调谐分辨率的方法,其特征在于,所述方法包括:
响应于至少一个系统或环境参数而调整所述通信装置的相位配置;
使用有源负载调制(ALM)利用所述经调整相位配置来调制载波信号;以及
从所述通信装置传输所述经调制载波信号以用于电感耦合,
其中调整所述通信装置的所述相位配置包括调整所述通信装置的射频(RF)衰减器的衰减系数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,调整所述通信装置的所述射频(RF)衰减器的所述衰减系数提供高分辨率相位调谐。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述射频(RF)衰减器被配置成衰减到所述通信装置的模拟接收器的输入电压。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述射频(RF)衰减器进一步被配置成将到所述通信装置的模拟接收器的输入电压保持在给定范围内,其中所述给定范围不过载所述模拟接收器也不提供过低的输入电压。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述射频(RF)衰减器的所述衰减系数通过改变阻抗比率进行调整。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述射频(RF)衰减器由两个阻抗组成,其中所述两个阻抗中的至少一个是可调谐阻抗。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述射频(RF)衰减器由串联的固定阻抗和可调谐阻抗组成,其中所述可调谐阻抗包括与电容并联的Ragc(自动增益控制电阻),其中所述Ragc是可变电阻器。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少一个系统或环境参数选自由以下各者组成的群组:
电感耦合的场强度;
电感耦合的耦合条件;
所述通信装置或对应读取器装置的天线几何结构;
所述通信装置的过程、电压和温度(PVT)变化;
所述通信装置的系统架构;
所述通信装置的匹配网络特征;
所述通信装置的通信协议;
所述通信装置的通信数据速率;
所述通信装置的重新传输配置;
所述通信装置的重新配置设置;
所述通信装置的通信定时;以及
所述通信装置的应用。
9.一种用于提高经由电感耦合进行通信的通信装置的相位调谐分辨率的系统,其特征在于,所述系统包括:
相位配置调整模块,其被配置成响应于至少一个系统或环境参数而调整所述通信装置的相位配置;
信号调制模块,其被配置成使用有源负载调制(ALM)利用所述经调整相位配置来调制载波信号;
信号传输模块,其被配置成从所述通信装置传输所述经调制载波信号以用于电感耦合;以及
射频(RF)衰减器,其被配置成使到模拟接收器的输入信号衰减一衰减系数,
其中,所述相位配置调整模块另外被配置成调整所述射频(RF)衰减器的所述衰减系数。
10.一种计算机程序产品,其在非暂时性计算机可读媒体中进行编码以提高经由电感耦合进行通信的通信装置的相位调谐分辨率,其特征在于,所述计算机程序产品包括:
用于响应于至少一个系统或环境参数而调整所述通信装置的相位配置的计算机代码;
用于使用有源负载调制(ALM)利用所述经调整相位配置来调制载波信号的计算机代码;以及
用于从所述通信装置传输所述经调制载波信号以用于电感耦合的计算机代码,
其中调整所述通信装置的所述相位配置包括调整所述通信装置的射频(RF)衰减器的衰减系数。
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