CN110399755B - 用于在非接触式通信中调节相位的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请的各实施例涉及一种用于在非接触式通信中调节相位的方法。对象能够通过有源电荷调制来与读取器进行非接触式通信。该对象包括天线、阻抗匹配电路、存储器和通过阻抗匹配电路连接到天线的控制器。天线、阻抗匹配电路和控制器一起形成具有谐振频率的谐振电路。控制器被配置为使对象在没有从读取器接收的信号的情况下以谐振频率传输信号，以确定从由对象唯一地传输的信号获取的特性，并且基于特性和存储在存储器中的指示来执行对象内的相移的调节，该指示将相移的值与特性的值相关联。

Description

用于在非接触式通信中调节相位的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月24日提交的法国专利申请号1853557的优先权，该申请通过引用并入本文。
技术领域
本发明的实现和实施例涉及一种用于在非接触式通信中调节相位的方法。
背景技术
近场通信(NFC)是一种无线连接技术，其允许在诸如例如以卡模式模拟的非接触式智能卡或移动电话等电子设备与读取器之间的短距离(例如，10cm)上进行通信。
NFC技术特别适用于连接任何类型的用户设备，并且允许快速和轻松的通信。
非接触式对象是能够根据非接触式通信协议经由天线与另一非接触式对象(例如，读取器)交换信息的对象。作为非接触式对象的NFC对象是与NFC技术兼容的对象。
NFC技术是在ISO/IEC 18092和ISO/IEC 21481标准中标准化的开放技术平台，但是包含很多现有标准，诸如例如在ISO-14443标准中定义的A类和B类协议，这可以是NFC技术中可用的通信协议。
除了其传统的电话功能之外，可以使用蜂窝移动电话(如果它配备有特定电路)以通过使用可用于NFC技术的非接触式通信协议来与另一非接触式设备(例如，非接触式读取器)交换信息。
这使得可以在非接触式读取器与位于移动电话中的安全元件之间交换信息。因此可以进行很多应用，诸如公共交通系统中的移动票务(移动电话表现得像旅行票)或移动支付(移动电话表现得像支付卡)。
在读取器与在标签或卡模式下模拟的对象之间的信息传输期间，读取器借助于其天线生成磁场，该磁场通常在传统上使用的标准内是13.56MHz的正弦波。磁场强度在0.5到7.5安培/米RMS(RMS代表英语的“均方根”)之间。
然后可以有两种操作模式：被动模式或主动模式。
在被动模式下，只有读取器生成磁场，并且与在标签或卡模式下模拟的对象始终承担目标的角色。更确切地说，模拟标签或卡的对象的天线调制由读取器生成的场。该调制通过修改连接到对象的天线的端子的负载来执行。
通过修改对象的天线的端子上的负载，读取器的天线的输出阻抗由于两个天线之间的磁耦合而改变。这导致在读取器和对象的天线水平处出现的电压和电流的幅度和/或相位的变化。
此外，以这种方式，要从对象传输到读取器的信息通过读取器的天线的电流上的负载的调制来传输。
在负载调制期间执行的负载变化导致在读取器的天线的水平处的信号(电压或电流)的幅度和/或相位调制。生成天线电流的副本并且将其注入到读取器的接收链中，在该接收链中解调和处理该电流以便提取所传输的信息。
在主动操作模式下，读取器和在卡模式下模拟的对象两者都生成电磁场。通常，当对象具有其自己的电源(例如，电池)时使用该操作模式，然后在卡模式下模拟的蜂窝移动电话正是这种情况。每个NFC设备使用调制方案来传输数据，该调制方案通常是ASK(幅移键控)类型的幅度调制方案。
再次，调制导致负载修改并且使用表达“有源负载调制”。
与被动通信模式相比，获取了更长的操作范围，其可以长达20cm，这取决于所使用的协议。此外，有源负载调制的使用使得可以使用非常小的天线。
就是这样，通过有源负载调制进行的这种通信引起了其他问题。实际上，在卡模式下模拟的设备的活动通信时段期间，不能直接观察到读取器的电磁场。这可能导致与在卡模式下模拟的对象的非同步响应，并且因此导致由读取器接收的信号呈现相移。
因此，期望在有源负载调制通信期间，由在卡模式下模拟的设备传输的信号与由读取器接收的信号同相或反相，以便在读取器水平处并且因此也在卡模式下模拟的设备水平处具有最高可能的调制幅度的绝对值。
相位调节通常在已知环境中在设备的开发期间在卡调制模式下模拟的设备的水平出并且利用良好地调节的阻抗匹配电路来执行。
然而，在设备的制造期间，特别是由于各种组件的值的散布，匹配不是最佳匹配，导致卡模式下的设备的性能的散布。
发明内容
本发明的实现和实施例涉及读取器与对象之间的无线通信，例如但不限于以卡模式模拟的移动电话，特别是NFC(近场通信)对象，并且特别是在通过有源负载调制(ALM代表“有源负载调制”)进行的通信期间在由对象传输的信号与由读取器接收的信号之间的相移的补偿。
在一般示例中，考虑能够通过有源电荷调制来进行非接触式通信的两个独立的设备：即读取器和在卡模式下模拟的对象。本发明的实施例提供了一种将相移减少最大量或甚至消除相移的方法。
根据一个实现和实施例，提出了一劳永逸地在对象的产生结束时，即在其操作使用之前，以简单的方式在卡模式下模拟的对象中执行这样的相位补偿，而不需要读取器的合作。
根据一个实现和实施例，因此提出了一种能够在卡模式下模拟的对象，例如电话、平板电脑、智能手表，这些示例不是限制性的。该对象被配置用于在组装和产生结束时，在由设置在读取器模式下的对象对非调制信号的传输以及存储在该对象的存储器中并且由对尤其表现出最佳匹配的参考对象执行的调节而产生的对应关系表的传输之后，基于例如在该对象的控制器(例如，NFC控制器)的输入端子上接收的信号的水平的测量结果来执行该对象特有的相移的自动调节。
此外，如上所述，这种自动调节有利地在产生和组装结束时进行，而不需要存在读取器，并且一劳永逸地不需要随后重复这种调节，特别是在对象与读取器之间的后续通信期间。
根据一个方面，提出了一种用于调节能够通过有源负载调制来与读取器进行非接触式通信的对象的方法。
该方法包括产生参考对象，该参考对象在结构和功能上类似于对象并且包括调谐到参考谐振频率的参考谐振电路，例如13.56MHz。针对在关于参考谐振频率的频率范围内的不同频率而进行的参考对象内的参考相移的确定使得可以在由参考对象的参考天线向测试读取器(例如，在EMVCo标准中定义的认证台的读取器)传输的信号与在参考天线的水平从测试读取器接收的信号之间的容差内获取为零或等于π的合成相移。
将寻求获取为零或等于π的参考对象的最大合成相移，并且在实践中，容差可以固定在正或负几度，例如5度。
取决于由天线传输的信号和从测试读取器接收的信号是反相还是同相，幅度的调制可以是正的或负的。
因此，例如，获取等于或接近0或π的合成相移等效于获取高于阈值并且优选地尽可能高的正调制幅度。阈值可以例如等于最大可能的正调制幅度的95％。
根据该方面的方法还包括对象的产生(对象的产生)，包括在对象的存储器中存储将这些参考相移与基于由参考对象唯一地传输的信号而获取的参考特性相关联的至少一个指示。
这些参考特性是基于由参考对象唯一地传输的信号而获取的，也就是说，不存在从测试读取器接收的信号，如下所示，调节对象自身的相移的阶段在没有读取器的情况下执行。
因此，根据该方面的方法还包括，在对象已经产生之后，基于至少一个存储的指示和基于由对象唯一地传输的信号而获取的至少一个特性，由对象对该对象内的相移进行自动调节，该至少一个特性与参考特性具有相同类型。
优选地，该特性可以是在控制器的输入处接收的信号水平，或者可以是传输信号的相位或者在传输期间的消耗。
因此，对于给定的类型对象，例如一种类型的移动电话，产生参考对象，该参考对象的匹配电路和天线的电阻、电容和电感值能够精确地调节以便呈现参考谐振频率，在ISO-14443标准的A型或B型协议的情况下通常为13.56MHz的频率，并且对于该参考对象，确定与关于参考频率的频率的不同值相对应的参考相移。
然后，在对象的产生(或产生)之后，在没有读取器的情况下使对象传输信号，并且基于该信号与所存储的指示(例如，对应关系表或法则)相结合地获取至少一个特性的测量值，使得可以调节对象自身的相移，这将使得可以在与读取器的后续操作通信期间获取由对象传输的信号与从读取器接收的信号之间的有限相移。此外，对象自身的相移的这种调节显然不需要知道对象的谐振电路的谐振频率或者阻抗匹配电路的组件的实际值。
在实践中，参考对象包括参考控制器，该参考控制器通过参考阻抗匹配电路的中介连接到参考天线并且一起形成参考谐振电路。
参考相移有利地是在参考控制器的输出处传输的信号与在参考控制器的输入处接收的信号之间的相移。
因此，将在参考对象中确定参考控制器的相移，这些相移旨在补偿由于传输路径的组件引起的相移和由于参考对象的接收路径的组件引起的相移。
因此，在产生结束时在对象中，将调节对象控制器的相移，这些相移也旨在补偿由于传输路径的组件引起的相移和由于该对象的接收路径的组件引起的相移。
根据优选实现，参考特性包括由参考对象唯一地传输的信号产生的接收信号的参考水平，并且至少一个特性包括由对象唯一地传输的信号产生的接收信号的水平。
此外，如上所述，接收信号的参考水平例如是在参考控制器的输入处接收的信号的参考水平，并且由该对象唯一地传输的信号产生的接收信号的水平例如是在对象的控制器的输入处接收的信号的水平。
参考对象和所产生的对象两者都有利地能够在读取器模式或卡模式下操作。
此外，参考相移的确定可以包括将参考对象设置在其卡模式下，并且对于频率范围的每个频率，由测试读取器传输测试信号，例如，符合所使用的协议的命令，由测试读取器接收由参考对象传输的响应信号，以及调节参考对象中的参考相移以便在测试读取器的水平获取绝对值高于阈值的调制幅度，例如等于最大正调制幅度的95％。参考相移的确定还可以包括将参考对象设置在其读取器模式下，并且对于频率范围的每个频率，由参考对象传输具有该频率的非调制信号，并且确定由于该传输而由参考控制器接收的信号的参考水平，并且细化接收信号的参考水平的不同值与参考相移的相应值之间的对应关系，所存储的指示代表该关系。
该指示可以包括接收信号的参考水平的不同值与参考相移的相应值之间的对应关系表。
发明人已经观察到，该关系是直线。此外，作为变型，该指示可以包括使得可以表征直线的值，诸如例如斜率和直线的一个点、或者直线上的两个点。
根据一种实现，由对象进行的自动调节可以包括将对象设置在读取器模式下，由对象以对象的谐振电路的频率传输非调制信号，确定由对象控制器接收的信号水平，并且基于该水平和所存储的指示来调节相移。
与参考对象一样，对象包括通过阻抗匹配电路的中介连接到天线并且一起形成具有谐振频率的谐振电路的控制器。由对象的天线传输的信号源自在控制器内生成的初始信号，并且相移的自动调节则包括例如调节初始信号的延迟。
该对象可以例如是通信设备，诸如移动电话或平板电脑。
根据另一方面，提出了一种能够通过有源电荷调制来与读取器进行非接触式通信的对象，该对象包括通过阻抗匹配电路的中介连接到天线并且一起形成具有谐振频率的谐振电路的控制器、包含由上述方法的应用产生的指示的存储器，该控制器被配置用于根据上面定义的方法执行该对象的相移的自动调节。
根据另一方面，提出了一种能够通过有源负载调制来与读取器进行非接触式通信的对象，该对象包括通过阻抗匹配电路的中介连接到天线并且一起形成具有谐振频率的谐振电路的控制器，控制器被配置用于在没有从读取器接收的信号的情况下使对象以对象的谐振电路的频率传输信号，确定从由该对象的唯一地传输的信号获取的至少一个特性，并且基于至少一个特性和存储在对象的存储器中并且将相移的值与至少一个特性的值相关联的指示来执行对象内的相移的调节。
根据一个实施例，相移是在控制器的输出处传输的信号与在控制器的输入处接收的信号之间的相移。
根据一个实施例，至少一个特性包括由对象唯一地传输的信号产生的在控制器的输入处接收的信号的水平。
当对象能够在读取器模式或卡模式下操作时，在一个实施例中，控制器被配置为将对象设置在读取器模式下，使得对象以对象的谐振电路的频率传输非调制信号，确定在对象的控制器的输入处接收的信号的水平，并且基于接收信号的水平和所存储的指示来执行传输信号与接收信号之间的相移的调节。
该指示可以包括接收信号的水平的与表示相移的相应值之间的对应关系表。
作为变型，该指示可以包括使得可以根据接收信号的水平值来表征代表相移值的演变的直线的值。
根据一个实施例，控制器包括设置在信号的传输路径中的可调延迟元件和用于调节延迟的值以便获取期望相移的电路。
控制器例如是与近场通信(NFC)技术兼容的控制器。
因此，对象可以是通信设备，诸如移动电话或平板电脑或者智能手表，而这些示例不是限制性的。
附图说明
通过检查实现和实施例的详细描述以及附图，本发明的其他优点和特征将变得很清楚，这些实现和实施例绝不是限制性的，在附图中：
图1至图9示出了本发明的不同实现和实施例。
具体实施方式
在图1中，参考APP表示对象，在这种情况下表示配备有用于建立电话通信的天线ANT1的通信设备，例如蜂窝移动电话。
在当前情况下，设备APP还包括传统的NFC系统，其包括NFC类型的非接触式组件CMP，例如NFC控制器或微控制器。
在这种情况下，该设备能够通过有源负载调制来与读取器进行非接触式通信。
微控制器CMP通常具有以读取器模式可使用的两个触点TX1、TX2和在读取器模式和卡模式下可使用的另外两个触点RX1、RX2。
在这方面，组件CMP可以配备有内部开关SWI，使得可以使端子TX1和TX2短路以便在卡模式下操作或者不使端子TX1和TX2短路以便授权在读取器模式下的操作。
天线ANT2(例如，感应绕组)可用于与外部设备的非接触式通信。该天线ANT2的第一端子B1连接到触点TX1和RX1，而天线ANT2的第二端子B2连接到触点TX2和RX2。
最后，外部阻抗匹配电路1连接在天线ANT2与组件CMP之间。
更确切地说，以传统的并且本身已知的方式，该阻抗匹配电路可以包括用于滤除电磁干扰的滤波器FL(EMI滤波器)。
该滤波器FL通常是LC型滤波器，在这种情况下，包括串联连接在触点TX1与地GND之间的线圈B11，以及电容器C11。
滤波器FL还包括串联连接在触点TX2与地GND之间的线圈B12、以及电容器C12。
线圈B11和线圈B12的电感等于LEMI，而电容器C11和C12的电容值等于CEMI。
这两个值分别形成EMI滤波器EMI的参考电感和参考电容值。
这些参考值与EMI滤波器的截止频率相关联，此后称为参考截止频率(例如，对于13.56MHz的载波频率，为20MHz)。
此外，这些参考值LEMI和CEMI被选择为在滤波器FL的参考截止频率f附近形成谐振电路。
阻抗匹配电路还包括电容器C1、C2、CS1和CS2。
电容器C1和C2在触点RX1和RX2的端子处形成电容分压器。
关于电容器CS1和CS2，这些电容器被选择为使天线ANT2中的电流最大化以便增加电磁场的幅度。
为了优化操作，组件CMP利用天线ANT2和外部阻抗匹配电路形成谐振电路，该谐振电路的谐振频率等于载波频率，例如在ISO/IEC 14443标准中定义的A型或B型通信协议的情况下为13.56MHz。
这样，在外部阻抗匹配电路的实际产生期间，该外部阻抗匹配电路的不同元件的实际电感和实际电容值可以相对于理论值而变化，特别是因为所使用的线圈和电容器的技术扩散。
在正常使用中，读取器传输表现出相位φr的信号SGR。在卡模式下的通信设备使用具有相同频率并且表现出如下相位φalm的信号SGE来响应于读取器的命令：
φalm＝φr+Aφr+Δφc+Δφt
因此，在由对象传输的信号与从读取器接收的信号之间存在等于φalm-φr的相移。
相移Δφt是由于传输路径的组件(电阻器、电容器、电感)引起的，而相移Δφr是由于接收路径的组件(电阻器、电容器、电感)引起的。
Δφr和Δφt由于组件和天线ANT2的容差而从一个通信设备到另一通信设备发生变化。由于天线附近存在金属部件，天线的容差取决于天线的机械容差和组件的机械容差。
Δφc是存储在存储器中的组件CMP中的可配置参数。
由于上述容差，用于整个设备产生的独特参数是不够的。
作为指示，由这些容差引起的相位变化可以高达120度，即，相位Δφalm的正负60度。
由移位60度的设备APP生成的电荷调制的幅度LMA减小到用经过良好调节的设备获取的最大值的一半，并且这引起某些读取器的互操作性问题。
此外，非接触式读取器的基础设施不经常更新，特别是在公共交通领域，并且通信设备必须与性能有限的旧读取器一起操作(简单的包络检测接收架构，而不像具有相位正交的两个信道I和Q的架构)。
此外，这些读取器最初被设计为使用无源负载调制与非接触式卡一起操作。
根据本发明的一个方面，提出了在产生结束或校准阶段的自动调节阶段，旨在为每个设备APP确定以使得能够在整个产生过程中将相位变化φalm恢复到例如正或负15度的方式产生的相位补偿。
此外，如下所示，这种自动调节使得可以在不使用测试读取器的情况下确定Δφc。
事实上，由于组件CMP的输入和输出RX1、RX2、TX1、TX2连接到相同的匹配电路并且连接到通信设备中存在的同一天线，因此可以通过测量由通信设备在该自动调节阶段期间自发传输的信号的特性来确定该补偿Δφc，而不需要从读取器接收信号并且因此不需要存在读取器。
根据所测量的特性，然后经由法则或表来为每个设备确定误差Δφc，以便补偿Δφr和Δφt的变化，以便将信号Δφalm的相位保持在有限的相位范围内。
因此，在自动调节或自测试阶段之前，在参考对象或设备和测试读取器(例如，符合EMVCo标准的测试台的读取器)的帮助下，在其产生期间存储在设备的存储器中的法律或该表被获取，如下面将更详细地看到的。
参考对象或设备是所产生的在结构和功能上类似于设备APP的装置，但是特别是具有阻抗匹配电路和由组件产生的天线，其值完全受控，这使得可以对于所形成的谐振电路和匹配电路具有通常等于载波的频率(例如，13.56MHz)的参考谐振频率。
现在更具体地参考图3至6，以便说明根据本发明的方法的实现的非限制性示例，更具体地涉及存储在对象的存储器中的法律或表的详细说明，用于自我测试或自动调节的目的。
此外，在下面将描述的示例中，将被考虑的传输信号的特性是当对象设置在读取器模式下时，由在天线的水平处的信号的传输而产生的在控制器的输入处接收的信号的水平。
如上所述，法律或表的这种详细说明利用参考对象。
更准确地说，在该优选示例中，通过使用该参考对象，将详细说明在参考控制器的输入处接收的信号的参考水平的不同值与参考相移的相应值之间的对应关系，并且将存储表示该关系的指示(法律或表)。
在步骤300中，产生参考对象或设备APPR，其包括参考控制器CMPR、参考阻抗匹配电路1R和参考天线ANT2R。
然后，将参考对象设置在读取器模式下(步骤301)。
此外，针对在关于参考谐振频率(例如，13.56MHz)的频率范围内的每个频率Fi，使参考对象传输非调制信号。
当该非调制信号(步骤302)在参考设备的天线的水平处传输时，后者将捕获将在参考对象的组件CMP(NFC控制器)的输入端子RX1、RX2处测量的接收信号水平(步骤303)。
这通过使用例如集成在组件CMP中的模数转换器以传统方式执行。
因此获取在组件CMP的输入处接收的信号的水平NVRi，该水平NVRi与频率Fi相关联。
通过针对该频率范围的频率Fi重复该操作，因此如图4所示，获取一组水平NVRi，每个水平NVRi与频率Fi相关联。
另一操作的目的是针对每个频率Fi确定适合于参考控制器的相移DPHRi(对应于补偿Δφc)以便获取大于阈值的调制幅度LMA，通常是绝对值最高的。
由图3中的步骤(304)至(308)所示的这些操作可以在步骤(301)至(303)之前或之后执行。
因此，此时，将参考对象或设备设置为卡模式(步骤304)。
然后，使测试读取器RDT(例如，EMVCo测试台的测试读取器)发送命令(步骤305)。
当参考对象处于卡模式时，它将通过发送响应来响应于该请求(步骤306)。
该命令相对于响应具有相移。
然后在测试台的读取器的水平测量调制LMA的幅度。
这在图5中示出。
更确切地说，调制幅度LMA对应于相对于由测试读取器生成的场的水平的电压差。
当由对象传输的信号和由读取器传输的信号同相时，该幅度是正的，而当这两个信号处于反相时，该幅度是负的。
然后在参考设备中调节相移DPHRi以便获取幅度LMA的水平，例如大于阈值的正水平。该阈值例如可以等于最大值的95％。
实际上，将寻求获取相移DPHRi，从而产生幅度LMA的最大水平。
实际上，如图6所示，通过调节设置在组件CMP的传输路径中的延迟元件MRT的延迟值来调节相移，并且旨在延迟由生成响应的电路GEN生成的初始信号。
实际上，延迟的值与参考相移DPHRi的值之间存在直接关系。
对于频率范围的所有频率Fi重复步骤(305)至(308)，并且然后如图7所示，获取分别与不同频率Fi相关联的一组参考相移DPHRi。
此后，如图8所示，可以建立不同参考相移DPHRi与所接收的不同的信号水平NVRi之间的对应关系。
然后，对应关系LCR可以例如由直线DR近似。
此后，可以定义使得可以定义该对应关系LCR的指示(图8)。
该指示IND(图3)可以是对应关系表，该对应关系表的包括分别对应于频率Fi的所有成对的点DPHRi、NVRi。作为变型，如在指示IND中，可以提供使得可以表征函数DPHRi＝f(NVRi)的参数，在这种情况下是直线DR，诸如例如直线DR的斜率和该直线上的点或该直线DR上的两个点。
当然可以将参考相移值DPHRi替换为使得可以获取这些参考相移的相应延迟值。
现在将更具体地参考图9，图9特别地描述了在生产线上产生的产品的自动调节或自测试阶段。
在以整体方式表示产生步骤的步骤(90)中，特别是包括不同组件的组装，在对象APP的存储器MM中存储在步骤(303)和(308)结束时获取的指示。
此外，在生产线的末端，获取在其存储器MM中包括指示的设备APP，例如对应关系表LKT(查找表)。
然后将设备APP设置在读取器模式下(步骤901)，并且使设备APP传输非调制信号(步骤902)。
然后，以与上述类似的方式确定在组件CMP的输入处接收的信号的水平NV(步骤903)。
然后，基于该值NV和指示IND，在这种情况下是存储在存储器中的对应关系表LKT，可以确定相移DPH，并且因此可以确定要应用于设备APP的延迟元件的延迟。
在这个阶段，设备已经被校准，并且这已经完成，而无需使用任何读取器或来自读取器的任何信号。
仅从由对象传输的信号获取的特性的测量使得可以通过存储在存储器中的指示来执行相移调节。
此外，尽管已经将该特性描述为在控制器的输入处接收的信号水平，但是其他特性也是可能的，诸如例如传输信号的相位或传输期间的消耗。
此外，该校准仅执行一次，这省去了在与读取器的每次后续通信期间重复它的需要。

Claims (25)

1.一种用于调节能够通过有源负载调制来与读取器进行非接触式通信的对象的方法，所述方法包括：
提供在结构和功能上类似于所述对象的参考对象，所述参考对象包括参考天线和调谐到参考谐振频率的参考谐振电路；
针对在关于所述参考谐振频率的频率范围内的不同频率来确定所述参考对象内的参考相移，所述确定使得能够获取在由所述参考对象的所述参考天线向测试读取器传输的信号与在所述参考天线的水平处从所述测试读取器接收的信号之间的容差内的、为零或等于π的合成相移；
在所述对象的存储器中存储指示，所述指示将所述参考相移与基于由所述参考对象唯一地传输的信号而获取的参考特性相关联；以及
由所述对象基于所存储的所述指示和基于由所述对象唯一地传输的信号而获取的特性，来执行所述对象内的相移的自动调节，所述特性与所述参考特性具有相同的类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考谐振电路包括经由参考阻抗匹配电路连接到参考天线的参考控制器，所述参考相移是在所述参考控制器的输出处传输的信号与在所述参考控制器的输入处接收的信号之间的相移。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述参考特性包括由所述参考对象唯一地传输的信号产生的接收信号的参考水平，并且所述特性包括由所述对象唯一地传输的所述信号产生的接收信号的水平。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述接收信号的所述参考水平是在所述参考控制器的所述输入处接收的信号的参考水平，并且由所述对象唯一地传输的信号产生的接收信号的水平是在所述对象的控制器的输入处接收的信号的水平。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述参考对象能够在读取器模式或卡模式下操作，确定所述参考相移包括：
将所述参考对象设置在所述卡模式下；
对于所述频率范围的每个频率，从所述测试读取器传输测试信号；
由所述测试读取器接收由所述参考对象传输的响应信号；
调节所述参考对象中的相移以获取绝对值高于阈值的调制幅度；
将所述参考对象设置在所述卡模式下；
对于所述频率范围的每个频率，从所述参考对象传输具有所述频率的非调制信号；
确定由于所述传输而由所述参考控制器接收的所述信号的所述参考水平；以及
确定所述接收信号的参考水平的不同值与所述参考相移的相应值之间的对应关系，所存储的所述指示表示所述关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述指示包括所述接收信号的参考水平的不同值与所述参考相移的相应值之间的对应关系表。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述关系是直线，并且所述指示包括使得能够表征所述直线的值。
8.根据权利要求4所述的方法，其中所述对象能够在读取器模式或卡模式下操作，所述自动调节包括：
将所述对象设置在所述读取器模式下；
由所述对象传输所述对象的所述谐振电路的频率处的非调制信号；
确定由所述对象的控制器接收的所述信号的所述水平；以及
基于所述水平和所存储的所述指示来调节所述相移。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象的所述谐振电路包括通过阻抗匹配电路连接到天线的控制器，所述谐振电路具有谐振频率，其中由所述对象的天线传输的信号源自在所述控制器内生成的初始信号，并且所述相移的所述自动调节包括所述初始信号上的延迟的调节。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象是移动电话或平板电脑。
11.一种能够通过有源电荷调制来与读取器进行非接触式通信的对象，所述对象包括：
天线；
阻抗匹配电路；
通过所述阻抗匹配电路连接到所述天线的控制器，所述天线、所述阻抗匹配电路和所述控制器一起形成具有谐振频率的谐振电路；以及
存储器；
其中所述控制器被配置为使所述对象：
在所述控制器的输出处并且在没有从读取器接收的信号的情况下，以所述谐振频率传输由所述对象唯一地传输的信号；
确定从在所述控制器的输入处由所述对象唯一地传输的所述信号获取的特性；以及
由所述控制器基于所述特性和存储在所述存储器中的指示，来执行所述对象内的相移的调节，所述指示将相移的值与所述特性的值相关联。
12.根据权利要求11所述的对象，其中所述相移是在所述控制器的输出处传输的信号与在所述控制器的输入处接收的信号之间的相移。
13.根据权利要求11所述的对象，其中所述特性包括由所述对象唯一地传输的信号产生的、在所述控制器的输入处接收的信号的水平。
14.根据权利要求13所述的对象，其中所述对象能够在读取器模式或卡模式下操作，并且其中所述控制器被配置为：
所述对象设置在所述读取器模式下；
使所述对象以所述谐振频率传输非调制信号；
确定在所述控制器的所述输入处接收的所述信号的所述水平；以及
基于所述接收信号的所述水平和所存储的所述指示，来执行所述传输信号与所述接收信号之间的所述相移的所述调节。
15.根据权利要求14所述的对象，其中所述指示包括接收信号的水平的不同值与表示所述相移的相应值之间的对应关系表。
16.根据权利要求14所述的对象，其中所述指示包括使得能够根据接收信号的水平的值来表征所述相移值的直线的参数。
17.根据权利要求11所述的对象，其中所述控制器包括：可调节延迟元件，设置在所述信号的传输路径中；以及电路，被配置为以使得能够获取期望的所述相移的方式来调节所述延迟的所述值。
18.根据权利要求11所述的对象，其中所述控制器与近场通信(NFC)技术兼容。
19.根据权利要求11所述的对象，其中所述对象是移动电话或平板电脑。
20.一种用于调节能够通过有源负载调制来与读取器进行非接触式通信的对象的方法，所述方法包括：
在所述对象的控制器的输出处并且在没有从读取器接收的信号的情况下，以所述对象的谐振频率传输由所述对象唯一地传输的信号；
确定从在所述控制器的输入处由所述对象唯一地传输的信号获取的特性；以及
由所述控制器基于所述特性和存储在所述对象的存储器中的指示，来执行所述对象内的相移的调节，所述指示将相移的值与所述特性的值相关联。
21.根据权利要求20所述的方法，其中存储在所述存储器中的指示包括由在结构和功能上类似于所述对象的参考对象确定的指示，所述参考对象包括参考天线和调谐到参考谐振频率的参考谐振电路。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述指示由所述参考对象通过针对在关于所述参考谐振频率的频率范围内的不同频率来确定所述参考对象内的参考相移而确定，所述确定使得能够获取在由所述参考对象的参考天线向测试读取器传输的信号与在所述参考天线的水平处从所述测试读取器接收的信号之间的容差内的、为零或等于π的合成相移，其中所述指示将所述参考相移与基于由所述参考对象唯一地传输的信号而获取的参考特性相关联。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述参考特性包括由所述参考对象唯一地传输的所述信号产生的接收信号的参考水平，并且所述特性包括由所述对象唯一地传输的所述信号产生的接收信号的水平。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述对象能够在读取器模式或卡模式下操作；
其中在所述对象在所述读取器模式下时，执行所述传输；
其中所述传输包括以所述谐振频率传输非调制信号；
其中所述确定包括确定由所述对象接收的所述信号的水平；以及
所述调节包括基于所述水平和所存储的所述指示来调节所述相移。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述对象包括谐振电路，所述谐振电路包括通过阻抗匹配电路连接到天线的控制器，并且其中由所述对象的所述天线传输的信号源自在所述控制器内生成的初始信号，并且其中所述调节包括所述初始信号上的延迟的调节。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4002707B1 (en) * 2020-11-24 2024-10-02 Nxp B.V. Phase value determination for an nfc card emulating device utilizing active load modulation
CN114650079A (zh) * 2020-12-17 2022-06-21 意法半导体有限公司 非接触通信的反向调制方法，以及相应的应答器
EP4106211A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-21 Nxp B.V. Rfid transceiver with implemented phase calibration, and phase calibration method
CN115001542B (zh) * 2022-07-28 2022-11-08 深圳市汇顶科技股份有限公司 近场通信的方法和近场通信设备
CN115378569B (zh) * 2022-10-24 2023-01-06 北京紫光青藤微系统有限公司 用于调整相位的方法、装置、电子设备及存储介质
CN115664626B (zh) * 2022-12-13 2023-05-12 紫光同芯微电子有限公司 时钟相位确定方法及装置、近场通信芯片和近场通信设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105469016A (zh) * 2014-09-29 2016-04-06 意法半导体国际有限公司 用于管理能够与读取器非接触式通信的对象的操作的方法、相应的装置和对象
CN107210786A (zh) * 2015-02-10 2017-09-26 索尼公司 接收器和通信系统
CN107682843A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 恩智浦有限公司 基于nfc系统中的频率响应测量相位偏移的方法和系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7671720B1 (en) * 2004-09-01 2010-03-02 Alien Technology Corporation Method and appratus for removing distortion in radio frequency signals
US7570220B2 (en) * 2006-06-27 2009-08-04 Sensormatic Electronics Corporation Resonant circuit tuning system with dynamic impedance matching
FR2965082B1 (fr) 2010-09-21 2012-09-28 Inside Contactless Procede et dispositif de modulation de charge active par couplage inductif
FR2972825B1 (fr) * 2011-03-15 2013-03-29 Commissariat Energie Atomique Systeme de transfert de donnees et methode de gestion associee
US9048524B2 (en) * 2012-03-26 2015-06-02 Google Technology Holdings LLC Method and apparatus for compensating for phase shift in a communication device
FR3010817B1 (fr) 2013-09-13 2016-12-23 Inside Secure Procede et dispositif d'emission de donnees par couplage inductif a auto-oscillation controlee
FR3054760A1 (fr) 2016-07-27 2018-02-02 Stmicroelectronics Sa Procede de communication sans contact entre un objet, par exemple un telephone mobile emule en mode carte, et un lecteur par modulation active de charge
CN107809263B (zh) * 2016-09-08 2021-04-27 三星电子株式会社 近场通信装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105469016A (zh) * 2014-09-29 2016-04-06 意法半导体国际有限公司 用于管理能够与读取器非接触式通信的对象的操作的方法、相应的装置和对象
CN107210786A (zh) * 2015-02-10 2017-09-26 索尼公司 接收器和通信系统
CN107682843A (zh) * 2016-08-01 2018-02-09 恩智浦有限公司 基于nfc系统中的频率响应测量相位偏移的方法和系统

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