CN107809263A - 近场通信装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种近场通信装置，所述近场通信装置包括天线、发送放大器、连接在天线和发送放大器之间的匹配电路、以及发送器。发送器通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路，从在匹配电路中形成的波形提取提取时钟，存储发送时钟与提取时钟之间的相位差，并基于所述相位差控制通过天线、发送放大器和匹配电路发送信息信号。
Description
本申请要求于2016年9月8日提交的第10-2016-0115860号韩国专利申请和2016年10月17日提交的第10-2016-0134493号韩国专利申请的优先权，上述专利申请中的每个专利申请的全部内容通过引用全部合并于此。
技术领域
发明构思的实施例涉及无线通信装置，更具体地，涉及近场通信装置。
背景技术
射频识别(RFID)是指允许位于卡的短距离处的读取器向卡提供电力并与卡通信的通信形式。近场通信(NFC)被用作RFID的示例。NFC提供高灵活性，这是因为一个通信装置可执行读取器的功能和卡的功能。
NFC标准中定义的中心频率和NFC装置的天线的谐振频率可能由于制造公差或误差的处理的误差而彼此不同，或者因为中心频率和谐振频率被有意设计为是不同的。如果中心频率和谐振频率彼此不同，则NFC装置的通信质量可能劣化。这种劣化会减小NFC装置可以通信的有效距离。
发明内容
本发明构思的实施例提供具有改进的通信质量的近场通信装置。
根据实施例的一方面，一种近场通信装置包括天线、发送放大器、连接在天线和发送放大器之间的匹配电路、以及发送器。发送器通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路，从在匹配电路中形成的波形提取提取时钟，确定与发送时钟和提取时钟之间的相位差有关的信息，并基于确定的与相位差有关的信息控制通过天线、发送放大器和匹配电路发送信息信号。
根据实施例的另一方面，一种近场通信装置包括天线、发送放大器、连接在天线和发送放大器之间的匹配电路、以及发送器。发送器通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路，从通过发送时钟在匹配电路中形成的波形提取提取时钟，并基于发送时钟和提取时钟检测天线和匹配电路的谐振频率与发送时钟的中心频率之间的差。
根据实施例的另一方面，一种近场通信装置包括天线、发送放大器、连接在天线和发送放大器之间的匹配电路、以及发送器。发送器在相位测量模式和发送模式中的一个模式下操作。发送器通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路。发送器包括复用器，其中，复用器在相位测量模式下选择第一时钟作为发送时钟以被发送到发送放大器，并在发送模式下选择第二时钟作为发送时钟以被发送到发送放大器。
附图说明
图1是NFC系统的示例的示意性框图；
图2是示出由NFC装置发送的信号的中心频率与NFC装置的天线和匹配电路的谐振频率之间的差可如何影响NFC系统的通信质量的图；
图3是示出可如何通过调整由NFC装置之一发送的信号的相位来扩展NFC系统的通信距离的图；
图4是根据本发明构思的实施例的NFC装置的示意性框图；
图5是示出图4的NFC装置在卡模式下执行相位测量和传输的示例的图；
图6示出当NFC装置的谐振频率是与近场通信的中心频率一致的第一谐振频率时的参考时钟、发送信号、提取时钟和调整的时钟的波形的示例；
图7示出当NFC装置的谐振频率是小于近场通信的中心频率的第二谐振频率时的参考时钟、发送信号、提取时钟和调整的时钟的示例波形；
图8示出当NFC装置的谐振频率是大于近场通信的中心频率的第三谐振频率时的参考时钟、发送信号、提取时钟和调整的时钟的示例波形；
图9是示出图4的NFC装置的相位控制块的示例的框图；
图10是示出根据本发明构思的另外的实施例的NFC装置的示意性框图；
图11是示出图10的NFC装置在卡模式下执行相位测量和传输的示例的图；
图12是示出根据本发明构思的另外的实施例的NFC装置的示意性框图；
图13是示出根据本发明构思的实施例的操作NFC装置的方法的流程图；
图14是示出根据本发明构思的实施例的移动装置的框图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细描述本发明构思的实施例，以使得本领域普通技术人员可实现本发明构思的实施例。除非另有说明，否则在整个附图和说明书中，相同的附图标号表示相同的部件。
图1是近场通信(NFC)系统10的示例的示意性框图。如图1所示，NFC系统10包括第一NFC装置11和第二NFC装置13。第一NFC装置11连接到第一天线12，第二NFC装置13连接到第二天线14。
第一NFC装置11和第二NFC装置13中的每个可在读取器模式或卡模式下操作。例如，第一NFC装置11可在读取器模式下操作，第二NFC装置13可在卡模式下操作。第一NFC装置11(在读取器模式下操作)可通过第一天线12和第二天线14之间的电磁感应将第一信号发送到第二NFC装置13。第一信号可包括用于发送电力的连续波、以及被添加到连续波的第一信息信号。第一信息信号可包括例如将从第一NFC装置11发送到第二NFC装置13的信息。
第二NFC装置13可从第一信号的连续波获得电力。第二NFC装置13还可从第一信号的第一信息信号获得信息。第二NFC装置13可将第二信息信号添加到第一信号的连续波，并可将第二信息信号作为第二信号的一部分发送到第一NFC装置11。例如，第二NFC装置13可通过第一天线12和第二天线14之间的电磁感应将第二信号发送到第一NFC装置11。
在实施例中，近场通信的中心频率(在上述示例中，第一信号和第二信号的中心频率)可由近场通信标准确定，并且可以是例如13.56MHz。第一NFC装置11的第一天线12的谐振频率可基于例如第一NFC装置11的预期目的或用途以及用于制造第一NFC装置11的过程来确定。同样，第二NFC装置13的第二天线14的谐振频率可基于例如第二NFC装置13的预期目的或用途以及用于制造第二NFC装置13的过程来确定。
由于例如第一NFC装置11的第一天线12和第二NFC装置13的第二天线14的预期目的或者用于制造第一天线12和第二天线12的制造过程或多个制造过程，第一NFC装置11的第一天线12和第二NFC装置13的第二天线14的谐振频率可不同于近场通信的中心频率。如果由第一NFC装置11和第二NFC装置13发送的信号的中心频率不同于第一天线12和第二天线14中的一者或两者的谐振频率，则NFC系统10的通信质量可能劣化。
图2是示出由NFC装置发送的信号的中心频率与NFC装置的天线的谐振频率之间的差会如何影响NFC系统10的通信质量的图。在图2中，横轴表示谐振频率Fres，纵轴表示能够进行近场通信的通信距离D。能够进行近场通信的通信距离D可以是例如最大通信距离或平均通信距离。第一线L1示出通信距离D随着NFC系统10中的谐振频率Fres的函数的变化。
参考图1和图2，当谐振频率Fres与发送信号的中心频率FC一致时，通信距离D具有最大值。通信距离D随着谐振频率Fres在中心频率FC以上开始增加而减小，并且通信距离D还随着谐振频率Fres在中心频率FC以下开始降低而减小。也就是说，通信距离D随着谐振频率Fres远离中心频率FC而减小。
由于例如与天线12和/或天线14相关联的路径延迟，在第一NFC装置11和第二NFC装置13之间传输的信号的相位可被延迟或提前。当谐振频率Fres与中心频率FC不同时，可通过调整发送信号的相位来增大通信距离D。
图3是示出可如何通过调整发送的信号的相位来扩展图1的NFC系统的通信距离D的图。图3中的线L1与图2中的线L1相同。在图3中进一步示出了第二线L2，其中，图3示出当由NFC装置之一发送的信号(这样的信号在本文中被称为“发送信号”)的相位被调整以例如补偿谐振频率Fres与发送信号的中心频率FC之间的差时的通信距离D。
在实施例中，当谐振频率F res与中心频率FC一致时，可以以默认相位θd发送发送信号。例如，默认相位θd可以是0度或180度。
当谐振频率Fres低于中心频率FC时，可根据第一相位调整PA1来调整发送信号的相位。例如，随着谐振频率Fres减小，发送信号的相位可被延迟或提前。例如，当谐振频率Fres降低到第一谐振频率Fres1时，发送信号的相位可被调整到第一相位θ1。
当谐振频率Fres高于中心频率FC时，可根据第二相位调整PA2来调整发送信号的相位。例如，随着谐振频率Fres增加，发送信号的相位可被提前或延迟。例如，当谐振频率Fres增加到第二谐振频率Fres2时，发送信号的相位可被调整到第二相位θ2。
如果被适当地选择，则第一相位调整PA1和第二相位调整PA2可用于为NFC系统提供通信距离扩展(CDE)。该通信距离扩展CDE可减弱当谐振频率Fres不同于发送信号的中心频率FC时发生的通信距离D的减小。这种减弱在图3中被图形地示出为线L1和L2之间的在谐振频率Fres1和Fres2处的虚线部分(在图3中标记为CDE)。因此，通过应用第一相位调整PA1或第二相位调整PA2，可提高NFC系统10的通信质量。
本发明构思提供这样的NFC装置：所述NFC装置自动检测谐振频率Fres和发送信号的中心频率FC之间的差，并基于检测到的差调整发送信号的相位。下面将参考在卡模式下操作的NFC装置的示例来描述本发明构思的技术特征。然而，本发明构思的范围和精神不限于卡模式，并且可应用于在读取器模式下操作的NFC装置。
图4是根据本发明构思的实施例的NFC装置100的示意性框图。将理解，图4的示意性框图可不示出NFC装置100的所有组件，而是仅示出可在本发明构思的特定实施例中使用的特定信号传输组件。参照图4，NFC装置100包括发送器110、发送放大器120、匹配电路130和天线140。
发送器110可在相位测量模式和发送模式下操作。在相位测量模式下，发送器110可将发送时钟CLKt发送到发送放大器120。发送时钟CLKt可以是任何合适的波形，例如具有特定频率的脉冲信号。发送器110可从响应于发送时钟CLKt在天线140和匹配电路130中形成的波形提取提取时钟CLKe。发送器110可存储关于发送时钟CLKt和提取时钟CLKe之间的相位差的信息。在发送模式下，发送器110可基于存储的关于相位差的信息来调整发送信号的相位。
发送器110可包括例如参考时钟产生块111、复用器112、时钟提取块113、比较和选择块114、相位查找表115和相位控制块116。
参考时钟产生块111可产生参考时钟CLKr。例如，参考时钟CLKr可以具有由NFC标准确定的中心频率。例如，参考时钟CLKr可以具有13.56MHz的中心频率。参考时钟CLKr可以是例如脉冲波形。参考时钟CLKr可被发送到复用器112以及比较和选择块114。
复用器112可从参考时钟产生块111接收参考时钟CLKr，并可从相位控制块116接收调整后的时钟CLKa。在相位测量模式下，复用器112可输出参考时钟CLKr作为发送时钟CLKt。发送时钟CLKt可被发送到发送放大器120。在发送模式下，复用器112可输出调整时钟CLKa。发送信息IF可被添加到调整后的时钟CLKa。包括添加的发送信息IF的调整后的时钟CLKa可作为信息信号SIGi被发送到发送放大器120。
时钟提取块113可从在天线140和匹配电路130中形成的波形提取提取时钟CLKe。例如，时钟提取块113可输出相位与在天线140和匹配电路130中形成的波形相同的提取时钟CLKe。提取时钟CLKe可被发送到比较和选择块114以及相位控制块116。
比较和选择块114可在相位测量模式下将参考时钟CLKr与提取时钟CLKe进行比较。在一个实施例中，由于复用器112在相位测量模式下输出参考时钟CLKr作为发送时钟CLKt，因此比较和选择块114可被视为是在相位测量模式下对参考时钟CLKr和提取时钟CLKe的相位进行比较。比较和选择块114可基于比较的结果来检测参考时钟CLKr与提取时钟CLKe之间的相位差△θ。检测的相位差△θ可包括关于发送信号的中心频率FC与天线140和匹配电路130的谐振频率之间的差的信息。
如参考图3和图4所描述的，通信距离D由于当谐振频率Fres和中心频率FC彼此不同时产生的路径延迟而减小。路径延迟可被量化为参考时钟CLKr和提取时钟CLKe之间的相位差△θ。也就是说，谐振频率和中心频率之间的差可通过相位差△θ的幅度和符号被量化。
在相位测量模式下，比较和选择块114可参考相位查找表115来获得与相位差△θ相应的相位选择信息θs。相位选择信息θs包括关于在发送模式下发送信号的相位(例如，信息信号SIGi的相位)应被调整多少以补偿谐振频率和中心频率之间的差的信息。
如参考图4所描述的，当谐振频率Fres不同于中心频率FC时相位将被调整的量可被量化。相位查找表115可存储多个相位差△θ和针对每个相位差的相应的相位选择信息θs。该信息可例如以表的形式被存储。比较和选择块114可参考相位查找表115来获得与相位差△θ相应的相位选择信息θs。相位选择信息θs可被发送到相位控制块116。
相位控制块116可在相位测量模式下存储相位选择信息θs。在发送模式下，相位控制块116可基于相位选择信息θs来调整提取时钟CLKe(例如，调整提取时钟CLKe的相位)，以输出调整后的时钟CLKa。
发送器110被描述为包括各种块。包括在发送器110中的块可用诸如半导体电路或集成电路的硬件、在集成电路中被驱动的软件、或硬件和软件的组合来实现。
发送放大器120可放大来自发送器110的信号，并可将放大的信号发送到匹配电路130。
匹配电路130可提供关于天线140的阻抗匹配。匹配电路130包括电感器L和第一电容器C1至第四电容器C4。电感器L的第一端连接到发送放大器120的输出端，电感器L的第二端连接到第一电容器C1的第一端和第二电容器C2的第一端。第一电容器C1的第二端连接到被提供接地电压的接地电极。第二电容器C2的第二端连接到第三电容器C3和第四电容器C4的第一端以及天线140的第一端。第三电容器C3的第二端连接到接地电极。第四电容器C4的第二端连接到发送器110的时钟提取块113。将理解，图4示出了一个示例匹配电路130，并且在其他实施例中可提供具有不同配置的匹配电路。还将理解，上述连接可以是直接连接或间接连接。
图5是示出图4的NFC装置100在卡模式下执行相位测量和传输的示例的图。在图5中，横轴表示时间T，纵轴表示NFC装置100的服务模式SM、操作序列SQ、发送信号TXS和接收信号RXS。
参考图4和图5，NFC装置100的服务模式SM在时间点T1从关闭(OFF)状态被改变为开启(ON)状态。例如，可向NFC装置100供电，或者可激活NFC装置100。
在服务模式SM被设置为ON状态之后，发送器110可进入相位测量模式。在相位测量模式下，操作序列SQ可在时间点T2进入辐射间隔RI，并且操作序列SQ可在时间点T3进入计算间隔CI。在辐射间隔RI和计算间隔CI中，发送器110可输出参考时钟CLKr作为发送时钟CLKt。发送时钟CLKt可在天线140和匹配电路130中形成波形，并且与产生的波形相应的无线信号可从天线140被辐射。如果波形在辐射间隔RI期间是稳定的，则如参照图4所描述的，在计算间隔CI期间确定参考时钟CLKr与从产生的波形提取的提取时钟CLKe之间的相位差△θ。响应于确定的相位差△θ，发送器110可确定相位选择信息θs并将相位选择信息θs存储在相位控制块116中。
在相位测量模式结束之后，发送器110可进入发送模式。此后，在时间点T4可接收从外部读取器辐射的信号作为在天线140中的接收信号RXS。例如，接收信号RXS可以是连续波。接收信号RXS可通过接收器(未示出)接收，并可用于向NFC装置100供电。
接收信号RXS可包括在时间点T5在天线140接收的接收信息。例如，接收信号RXS可以是接收信息被添加到连续波的形式。当接收信息被接收时，操作序列SQ可进入接收间隔RX。接收器可在接收间隔RX期间解释接收信息。当接收间隔RX结束时，接收信号RXS可恢复为不包括接收信息的连续波。
发送器110可在时间点T6执行发送，以发送发送信息作为对在接收间隔RX期间接收的接收信息的响应。相位控制块116可以基于相位选择信息θs调整提取时钟CLKe，并可输出调整后的时钟CLKa，其中，提取时钟CLKe可以是例如从接收信号RXS的连续波提取的时钟。信息信号SIGi可通过天线140作为发送信号TXS被辐射，其中，信息信号SIGi可包括其中添加了发送信息IF的调整后的时钟CLKa。
图6示出当NFC装置100的谐振频率是与近场通信的中心频率FC一致的第一谐振频率时的参考时钟CLKr、发送信号TXS、提取时钟CLKe和调整后的时钟CLKa的波形的示例。参考图3、图4和图6，由于当谐振频率Fres与中心频率FC一致时不存在路径延迟，因此相位可不改变。在这种情况下，发送信号TXS的波形的相位与参考时钟CLKr的相位一致。此外，从发送信号TXS提取的提取时钟CLKe的相位与参考时钟CLKr的相位一致。因此，相位差△θ为“0”，并且用于补偿相位差△θ的相位选择信息θs可表示“无相位调整”。在上述情况下，调整后的时钟CLKa具有与提取时钟CLKe相同的相位。也就是说，在发送模式下，相位控制块116可输出从接收信号RXS(参考图5)的连续波提取的提取时钟CLKe作为调整后的时钟CLKa而无需进行相位调整。
图7示出当NFC装置100的谐振频率Fres是小于近场通信的中心频率FC的第二谐振频率Fres1时的参考时钟CLKr、发送信号TXS、提取时钟CLKe和调整后的时钟CLKa的波形的示例。参考图3、图4和图7，当谐振频率Fres是小于中心频率FC的第二谐振频率Fres1时，发送信号TXS的波形的相位相对于参考时钟CLKr的相位被延迟。另外，从发送信号TXS提取的提取时钟CLKe的相位相对于参考时钟CLKr的相位被延迟。作为一个示例，发送信号TXS的波形的相位和提取时钟CLKe的相位可相对于参考时钟
CLKr被延迟90度。在这种情况下，相位差△θ为“90度(90°)”，并且用于补偿相位差△θ的相位选择信息θs表示“减小(或提前)90度”。在这种情况下，调整后的时钟CLKa具有相对于提取时钟CLKe被提前90度的相位。也就是说，在发送模式下，相位控制块116可输出通过将从接收信号RXS(参考图5)的连续波提取的提取时钟CLKe的相位提前90度而获得的调整后的时钟CLKa。
图8示出当NFC装置100的谐振频率Fres是高于近场通信的中心频率FC的第三谐振频率Fres2时的参考时钟CLKr、发送信号TXS、提取时钟CLKe和调整后的时钟CLKa的波形的示例。参照图3、图4和图8，当谐振频率Fres是超过中心频率FC的第三谐振频率Fres2时，发送信号TXS的波形的相位和从发送信号TXS提取的提取时钟CLKe的相位相对于参考时钟CLKr的相位被提前。作为示例，发送信号TXS的波形的相位和提取时钟CLKe的相位可相对于参考时钟CLKr被提前90度。在这种情况下，相位差△θ为“-90度(-90度)”，并且用于补偿相位差△θ的相位选择信息θs可表示“增加(或延迟)-90度”。通过上述描述，调整后的时钟CLKa具有相对于提取时钟CLKe被延迟90度的相位。也就是说，在发送模式下，相位控制块116可输出通过将从接收信号RXS(参考图5)的连续波提取的提取时钟CLKe的相位延迟90度而获得的调整后的时钟CLKa。
图9是示出图4的NFC装置100的相位控制块116的示例的框图。参照图4和图9，相位控制块116包括锁相环116a、分相器116b和时钟选择器116c。
当发送器110在发送模式下操作时，锁相环116a可接收提取时钟CLKe，并输出频率与提取时钟CLKe相同且相位与提取时钟CLKe相同的锁相时钟CLK1。例如，锁相环116a可在发送序列TX(参考图5)开始之前输出具有与接收信号RXS或接收信号RXS的连续波相同的相位的锁相时钟CLK1。如果锁相时钟CLK1被输出，则即使提取时钟CLKe的相位改变，锁相环116a也可保持锁相时钟CLKI的相位。也就是说，即使提取时钟CLKe的相位由于在发送序列TX中混合发送信号TXS和接收信号RXS而改变，锁相环116a也可保持锁相时钟CLK1。
分相器116b可接收锁相时钟CLK1，并可输出频率与锁相时钟CLK1相同且具有不同相位的多个时钟CLK1至CLKn。例如，分相器116b可包括彼此串联连接的多个延迟器D1至Dn。每个延迟器D1至Dn的时间延迟可小于锁相时钟CLK1的周期的四分之一。锁相时钟CLK1可被输入到第一延迟器D1。分相器116b可以输出多个时钟CLK1至CLKn。
时钟选择器116c可基于相位选择信息θs选择多个时钟CLK1至CLKn中的一个作为调整后的时钟CLKa。
在一些实施例中，可从相位控制块116省略锁相环116a。如果锁相环116a被省略，则分相器116b可使用提取时钟CLKe产生多个时钟CLK1至CLKn。
在发送序列TX(参照图5)中，在天线140和匹配电路130中形成的波形与发送信号TXS和接收信号RXS的混合形状相应，并且发送信号TXS可以是主导的。因此，提取时钟CLKe可以跟随发送信号TXS。由于处理的重复，由时钟选择器116c进行的时钟调整可每个时钟周期被累积，其中，在所述处理中，发送信号TXS被提取为提取时钟CLKe，提取时钟CLKe在被时钟选择器116c调整之后被输出为调整后的时钟CLKa，并且调整后的时钟CLKa被发送作为发送信号TXS。为了防止上述问题，时钟选择器116c可动态地选择多个时钟CLK1至CLKn。例如，时钟选择器116c可选择时钟CLK1至CLKn之中的由相位选择信息θs指定的时钟作为开始时钟，然后可在每个时钟周期选择相同或不同的时钟。例如，时钟选择器116c可在每个时钟周期选择后一延迟的输出或前一延迟的输出。
图10是示出根据本发明构思的另外的实施例的NFC装置200的示意性框图。参考图10，NFC装置200包括发送器210、发送放大器220、匹配电路230和天线240。
发送放大器220、匹配电路230和天线240可与图1的发送放大器120、匹配电路130和天线140相同。因此省略其详细描述。
发送器210包括锁相环211、复用器212、时钟提取块213、比较和选择块214、相位查找表215和相位控制块216。
在相位测量模式下，锁相环211可输出具有与提取时钟CLKe相同的频率和与提取时钟CLKe相同的相位的锁相时钟CLK1。
复用器212可在相位测量模式下将锁相时钟CLK1作为发送时钟CLKt输出到发送放大器220。复用器212可在发送模式下输出调整后的时钟CLKa。在发送模式下，信息信号SIGi可被发送到发送放大器220，其中，在信息信号SIGi中，发送信息IF被添加到调整后的时钟CLKa。
除了时钟提取块213将提取时钟CLKe发送到锁相环211之外，时钟提取块213、比较和选择块214、相位查找表215以及相位控制块216可分别与图4的时钟提取块113、比较和选择块114、相位查找表115以及相位控制块116相同地操作。因此省略对这些元件的详细描述。
图11是示出图10的NFC装置200在卡模式下执行相位测量和调整以及传输的示例的图。在图11中，横轴表示时间T，纵轴表示NFC装置200的服务模式SM、操作序列SQ、发送信号TXS和接收信号RXS。
参照图10和图11，NFC装置200的服务模式SM在时间点T1从关闭(OFF)状态被改变为开启(ON)状态。例如，在时刻T1，可向NFC装置200供电，或者可激活NFC装置200。
在服务模式SM被设置为ON状态之后，可在时间点T2接收从外部读取器辐射的信号作为在天线240中的接收信号RXS。例如，接收信号RXS可以是连续波。接收信号RXS可通过接收器(未示出)接收，并可用于向NFC装置200供电。
在接收信号RXS开始(在时刻T2)被接收之后并且在接收序列RX开始之前，发送器210可进入相位测量模式。在相位测量模式(在时刻T5)下，操作序列SQ可在时间点T3进入辐射间隔RI，并且操作序列SQ可在时间点T4进入计算间隔CI。在辐射间隔RI和计算间隔CI中，发送器210的锁相环211可输出与接收信号RXS或接收信号RXS的连续波具有相同相位的锁相时钟CLK1。发送器210可将锁相时钟CLK1作为发送时钟CLKt输出到发送放大器220。发送时钟CLKt可在天线240和匹配电路230中形成波形，并且与产生的波形相应的无线信号可从天线240被辐射。如果在辐射间隔RI期间波形是稳定的，则如参考图4和图10所描述，在计算间隔CI期间确定相位差△θ。响应于确定的相位差△θ，发送器210可确定相位选择信息θs并将其存储在相位控制块216中。
接收信号RXS可包括在时间点T5在天线240处接收的接收信息(例如，数据、命令等)。例如，接收信号RXS可包括添加了接收信息的连续波。当在NFC装置200的接收器(未示出)接收到接收信息时，操作序列SQ可进入接收间隔RX。接收器可在接收间隔RX期间解释接收信息。当接收间隔RX结束时，接收信号RXS可以是不包括接收信息的连续波。
发送器210可在时间点T6执行发送，以发送发送信息(例如，数据、命令等)，作为对在接收间隔RX期间接收的接收信息的响应。相位控制块216可基于相位选择信息θs来调整提取时钟CLKe，并可输出调整后的时钟CLKa，其中，提取时钟CLKe可以是例如从接收信号RXS的连续波提取的时钟。信息信号SIGi可作为发送信号TXS通过天线240被辐射，其中，信息信号SIGi可包括添加了发送信息IF的调整后的时钟CLKa。
参照图4和图5描述的NFC装置100可在近场通信开始之前使用参考时钟产生块111自动检测相位选择信息θs；另一方面，参照图10和图11描述的NFC装置200可在近场通信开始之后使用接收信号RXS来检测相位选择信息θs。
图12是示出根据本发明构思的另外的实施例的NFC装置300的示意性框图。参照图12，NFC装置300包括发送器310、发送放大器320、匹配电路330和天线340。
发送放大器320、匹配电路330和天线340可与图4的NFC装置100的发送放大器120、匹配电路130和天线140相同。因此省略其详细描述。
发送器310包括时钟提取块313、比较和选择块314、相位查找表315和相位控制块316。如参照图9所描述的，相位控制块316可包括锁相环PLL。
锁相环PLL可在相位测量模式下将频率与提取时钟CLKe相同且相位与提取时钟CLKe相同的锁相时钟CLK1作为发送时钟CLKt输出到发送放大器320。在发送模式下，锁相环PLL可基于相位选择信息θs来调整锁相时钟CLK1的相位，并可输出调整后的时钟CLKa。信息信号SIGi在发送模式下被发送到发送放大器320，其中，信息信号SIGi包括添加了发送信息IF的调整后的时钟CLKa。
时钟提取块313、比较和选择块314、相位查找表315和相位控制块316可与图4的时钟提取块113、比较和选择块114、相位查找表115和相位控制块116相同地操作。因此，省略其详细描述。
图10的发送器210包括在相位测量模式下产生锁相时钟CLK1的锁相环211。因此，如参照图9所描述的，相位控制块216可包括锁相环116a或者可不包括锁相环116a。相反，图12的发送器310可在相位测量模式和发送模式两者下使用相位控制块316的锁相环PLL。
图13是示出根据本发明构思的实施例的操作NFC装置的方法的流程图。参考图4、图10、图12和图13，在操作S110，NFC装置100的发送器110、NFC装置200的发送器210或NFC装置300的发送器310可将基本时钟作为发送时钟CLKt发送到发送放大器120、130、140。基本时钟可以是由参考时钟产生块111产生的参考时钟CLKr或由锁相环211或PLL产生的锁相时钟CLK1。由NFC装置将发送时钟CLKt作为发送信号TXS进行发送。
在操作S120，发送器110、210或310可从发送信号TXS提取例如提取时钟CLKe。
在操作S130，发送器110、210或310可将参考时钟CLKr或CLK1与提取时钟CLKe进行比较。
在操作S140，发送器110、210或310可存储参考时钟CLKr或CLK1与提取时钟CLKe之间的相位差信息，例如，相位选择信息θs或相位差△θ。
在操作S150，发送器110、210或310可接收外部信号。例如，发送器110、210或310可从外部NFC装置接收连续波。
在操作S160，发送器110、210或310可从接收的外部信号提取时钟。
在操作S170，发送器110、210或310可基于相位差信息来调整提取的时钟CLKe的相位，以提供调整后的时钟CLKa。
在操作S180，发送器110、210或310可将信息信号与调整后的时钟CLKa同步地发送。
图14是示出根据本发明构思的实施例的移动装置1000的框图。参照图14，移动装置1000包括应用处理器1010、编解码器1020、扬声器1030、麦克风1040、显示装置1050、相机1060、调制解调器1070、存储装置1080、随机存取存储器1090、NFC装置1100和用户输入接口1110。
应用处理器1010可驱动操作移动装置1000的操作系统，并可驱动操作系统上的各种应用。编解码器1020可执行对信号(诸如，例如图像信号)的编码和解码。编解码器1020可在应用处理器1010的授权下执行与处理语音信号或图像信号相关联的任务。
扬声器1030可播放来自编解码器1020的语音信号。麦克风1040可检测从外部感测到的声音，可将检测到的声音转换为语音信号，并可将语音信号输出到编解码器1020。显示装置1050可播放来自编解码器1020的图像信号。相机1060可将视野范围中的场景转换为电图像信号，并可将图像信号输出到编解码器1020。
调制解调器1070可执行与外部装置的无线通信或有线通信。响应于应用处理器1010的请求，调制解调器1070可向外部装置发送数据或者可向外部装置请求数据。存储装置1080可以是移动装置1000的主存储器。存储装置1080可用于长时间存储数据，并且即使在断电时也可保留存储在其中的数据。随机存取存储器1090可以是移动装置1000的主存储器。随机存取存储器1090可用于主装置(诸如，应用处理器1010、调制解调器1070和编解码器1020)临时存储数据。
NFC装置1100可以是参照图1至图13描述的NFC装置100、200或300。NFC装置1100可作为读取器或卡来操作。NFC装置1100可检测相位差，并可基于检测到的相位差调整发送时钟的相位。因此，可提高NFC装置1100的准确性，并且可提高移动装置1000的可靠性。
用户输入接口1110可包括用于从用户接收输入的各种装置。例如，用户输入接口1110可包括直接从用户接收输入的装置(诸如触摸面板、触摸屏、按钮和键盘)或间接接收由用户的动作产生的结果的装置(诸如光学传感器、接近传感器、陀螺仪传感器和压力传感器)。
根据本发明构思的实施例，即使信号传输的中心频率和近场通信装置的谐振频率彼此不同，也可基本保持通信距离。因此，可提供可表现出改进的通信质量的近场通信装置。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可进行各种改变和修改。因此，应当理解，上述实施例不是限制性的，而是示意性的。
Claims (24)
1.一种近场通信装置，包括：
天线；
发送放大器；
连接在天线和发送放大器之间的匹配电路；
发送器，被配置为：通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路，从在匹配电路中形成的波形提取提取时钟，确定与发送时钟和提取时钟之间的相位差有关的信息，并基于确定的与所述相位差有关的信息控制通过天线、发送放大器和匹配电路发送信息信号。
2.根据权利要求1所述的近场通信装置，其中，在匹配电路中形成的波形是响应于将发送时钟发送到匹配电路而形成的。
3.根据权利要求2所述的近场通信装置，其中，发送器包括：
比较和选择块，被配置为将提取时钟的相位与发送时钟的相位进行比较，并基于比较的结果产生与所述相位差相应的相位选择信息。
4.根据权利要求3所述的近场通信装置，其中，发送器还包括：
相位查找表，被配置为存储相位差以及与各个相位差相应的多条相位选择信息，
其中，比较和选择块使用确定的与所述相位差有关的信息以及相位查找表来产生相位选择信息。
5.根据权利要求2所述的近场通信装置，其中，发送器在相位测量模式和发送模式中的一个模式下操作，
其中，发送器包括：
相位控制块，被配置为在相位测量模式下存储关于相位差的信息。
6.根据权利要求5所述的近场通信装置，其中，存储的信息包括相位选择信息。
7.根据权利要求5所述的近场通信装置，其中，在匹配电路中形成的波形是响应于从外部源接收的信号而形成的，其中，在发送模式下，相位控制块通过至少部分地基于与所述相位差有关的信息调整提取时钟的相位来输出调整后的时钟。
8.根据权利要求7所述的近场通信装置，其中，发送器还包括：
参考时钟产生块，被配置为输出参考时钟；
复用器，被配置为在相位测量模式下选择参考时钟作为发送时钟以将参考时钟发送到发送放大器，并在发送模式下选择调整后的时钟作为发送时钟以将调整后的时钟发送到发送放大器。
9.根据权利要求8所述的近场通信装置，其中，发送信息在通过发送放大器发送调整后的时钟之前被添加到调整后的时钟。
10.根据权利要求7所述的近场通信装置，其中，相位控制块包括：
锁相环，被配置为输出锁定在提取时钟的相位的锁相时钟；
分相器，被配置为通过调整锁相时钟的相位来产生具有不同相位的多个时钟；
时钟选择器，被配置为基于存储的关于所述相位差的信息来选择所述多个时钟中的一个时钟作为调整后的时钟。
11.根据权利要求7所述的近场通信装置，其中，相位控制块包括：
分相器，被配置为产生具有不同相位的多个时钟；
时钟选择器，被配置为基于存储的关于所述相位差的信息选择所述多个时钟中的一个时钟作为调整后的时钟，
其中，由时钟选择器使用关于所述相位差的信息选择的所述多个时钟中的所述一个时钟随着提取时钟的周期随时间的发展而改变。
12.根据权利要求1所述的近场通信装置，其中，发送器在相位测量模式和发送模式中的一个模式下操作，其中，在匹配电路中形成的波形是响应于从外部源接收的信号而形成的，其中，发送器包括：
锁相环，被配置为输出锁定在提取时钟的相位的锁相时钟；
复用器，被配置为在相位测量模式下选择锁相时钟作为发送时钟以将锁相时钟发送到发送放大器，并在发送模式下选择调整后的时钟作为发送时钟以将调整后的时钟发送到发送放大器。
13.根据权利要求1所述的近场通信装置，其中，发送器在相位测量模式和发送模式中的一个模式下操作，其中，在匹配电路中形成的波形是响应于从外部源接收的信号而形成的，其中，发送器包括：
相位控制块，被配置为在相位测量模式下存储关于所述相位差的信息，其中，相位控制块包括：
锁相环，被配置为输出锁定在提取时钟的相位的锁相时钟；
其中，相位控制块在相位测量模式下将锁相时钟发送到发送放大器，并在发送模式下将调整后的时钟发送到发送放大器。
14.根据权利要求2所述的近场通信装置，其中，所述相位差指示关于天线和匹配电路的谐振频率与发送时钟的中心频率之间的差的信息。
15.根据权利要求14所述的近场通信装置，其中，当天线和匹配电路的谐振频率低于发送时钟的中心频率时，提取时钟相对于发送时钟被延迟，
其中，当天线和匹配电路的谐振频率高于发送时钟的中心频率时，提取时钟相对于发送时钟被提前。
16.一种近场通信装置，包括：
天线；
发送放大器；
连接在天线和发送放大器之间的匹配电路；
发送器，被配置为通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路，从按照发送时钟在匹配电路中形成的波形提取提取时钟，并基于发送时钟和提取时钟来检测天线和匹配电路的谐振频率与发送时钟的中心频率之间的差。
17.根据权利要求16所述的近场通信装置，其中，发送器从通过天线从外部接收的信号的波形提取第二提取时钟，通过基于检测到的所述差调整第二提取时钟的相位来产生调整后的时钟，并使用调整后的时钟通过发送放大器、匹配电路和天线发送信息信号。
18.一种近场通信装置，包括：
天线；
发送放大器；
连接在天线和发送放大器之间的匹配电路；
发送器，在相位测量模式和发送模式中的一个模式下操作，并被配置为通过发送放大器将发送时钟发送到匹配电路，其中，发送器包括：
复用器，被配置为在相位测量模式下选择第一时钟作为发送时钟以将第一时钟发送到发送放大器，并在发送模式下选择第二时钟作为发送时钟以将第二时钟发送到发送放大器。
19.根据权利要求18所述的近场通信装置，其中，发送器还被配置为从在匹配电路中形成的波形提取提取时钟，确定与发送时钟和提取时钟之间的相位差有关的信息，并基于确定的与所述相位差有关的信息控制通过天线、发送放大器和匹配电路发送信息信号。
20.根据权利要求19所述的近场通信装置，其中，发送器还包括相位控制块，其中，在发送模式下，相位控制块被配置为通过调整提取时钟的相位来输出调整后的时钟。
21.根据权利要求19所述的近场通信装置，其中，第一时钟包括由发送器的参考时钟产生块产生的参考时钟。
22.根据权利要求19所述的近场通信装置，其中，第一时钟包括由包括在发送器中的锁相环产生的锁相时钟。
23.根据权利要求19所述的近场通信装置，其中，在匹配电路中形成的波形是响应于向匹配电路发送第一时钟而形成的。
24.根据权利要求19所述的近场通信装置，其中，在匹配电路中形成的波形是响应于从外部源接收的信号而形成的。
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