CN112583434A - 信号接收装置、近场通信系统及信号接收方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种信号接收装置、近场通信系统及信号接收方法。该信号接收装置包括：天线，适于接收天线信号；协议判决电路，适于根据天线信号的幅值和/或频率提供控制信号，控制信号表征天线信号是否符合第一协议；第一解调电路，适于基于第一协议对天线信号进行解调；以及第二解调电路，适于基于第二协议对天线信号进行解调，其中，若控制信号为第一状态，则启用第一解调电路并禁用第二解调电路，若控制信号为第二状态，则启用第二解调电路并禁用第一解调电路。该信号接收装置提供了至少两种不同的解调电路，并根据天线信号的类型选择导通相应的解调电路，从而可以兼容多种不同协议，提高了装置的兼容性。

Description

信号接收装置、近场通信系统及信号接收方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种信号接收装置、近场通信系统及信号接收方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展和生活水平的不断提高，移动电子设备（例如移动电话、平板电脑、可佩戴装置等）普及度越来越高，已经成为认为日常生活中不可缺少的通信工具。

通常，在使用无线通信技术的电子设备中，通常包括用于发射信号的主设备和用于接收信号的从设备。为了在主设备和从设备之间进行通信，需要规定统一的通信协议，以使其能协同工作实现信息交换和资源共享。例如，局域网中常用的通信协议主要包括TCP/IP、NETBEUI和IPX/SPX，近场通信（Near Field Communication, NFC）系统中常用的通信协议包括ISO、ECMA、ETSI、Type-A、Type-B、Type-F、P2P等。然而，对于不同的通信协议，输入信号的幅值、频率不同，从设备中的信号接收装置无法正确解调，传统的信号接收装置已不能满足现有多场景的要求。

因此，为了解决信号接收装置不兼容多种通信协议的问题，期望能够提供一种进一步改进的信号接收装置，以兼容多种通信协议。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种信号接收装置、近场通信系统及信号接收方法，从而兼容多种通信协议。

根据本发明的第一方面，提供一种信号接收装置，包括：天线，适于接收天线信号；协议判决电路，适于根据所述天线信号的幅值和/或频率提供控制信号，所述控制信号表征所述天线信号是否符合第一协议；第一解调电路，适于基于所述第一协议对所述天线信号进行解调；以及第二解调电路，适于基于第二协议对所述天线信号进行解调，其中，若所述控制信号为第一状态，则启用所述第一解调电路并禁用所述第二解调电路，若所述控制信号为第二状态，则启用所述第二解调电路并禁用所述第一解调电路。

可选的，所述协议判决电路包括幅值比较器，所述幅值比较器根据所述天线信号的幅值提供所述控制信号，其中，在所述幅值比较器检测到所述天线信号的幅值变化范围被包含于第一幅值区间的情况下，所述控制信号为第一状态，所述第一幅值区间是根据所述第一协议规定的天线信号调制系数确定的。

可选的，在所述幅值比较器检测到所述天线信号的幅值低于所述第一幅值区间的下限值的情况下，所述控制信号为第二状态。

可选的，还包括：时钟恢复电路，根据所述天线信号提供时钟信号，所述第二解调电路适于在所述控制信号为第二状态的情况下根据所述时钟信号对所述天线信号进行同步解调。

可选的，所述协议判决电路包括：时钟恢复电路，根据所述天线信号提供时钟信号；判断电路，根据所述时钟信号提供所述控制信号，其中，当所述时钟信号不连续时，所述控制信号为第一状态，当所述时钟信号连续时，所述控制信号为第二状态。

可选的，所述时钟恢复电路包括：第一比较器，所述第一比较器的正相输入端和反相输入端分别经由第一电容和第二电容连接至天线的两端，输出端提供所述时钟信号，所述判断电路包括：分频电路，对所述时钟信号进行分频以获得分频信号；依次串联在电源和参考地之间的第一电流源、第二电流源和开关，所述开关的导通与关断受控于所述分频信号；第三电容，并联在所述第二电流源和所述开关的两端；第二比较器，其正相输入端连接在第一电流源和第二电流源之间，反相输入端接收阈值电压，输出端提供所述控制信号；锁存器，连接至所述第二比较器的输出端，以对所述控制信号进行锁存。

可选的，所述第二解调电路接收所述控制信号和所述时钟信号，以便于在所述控制信号为第二状态的情况下根据所述时钟信号对所述天线信号进行同步解调。

可选的，其特征在于，所述第二解调电路包括：90°移相器，接收所述时钟信号，以产生90°相移的时钟信号；具有相同结构的第一电路和第二电路，所述第一电路述输入端分别连接至所述天线的一端和所述90°移相器的输出端，所述第二电路述输入端分别连接至所述天线的另一端和所述90°移相器的输出端，所述第一电路和所述第二电路分别提供第一基带信号和第二基带信号；以及合路器，将所述第一基带信号和所述第二基带信号合并输出符合所述第二协议的基带信号，从而完成对所述天线信号的解调。

可选的，所述第一电路包括：混频器，其两个输入端分别连接至所述天线的一端和所述90°移相器的输出端，以输出所述第一基带信号；带通滤波器，连接至所述混频器，以接收所述第一基带信号，适于对所述第一基带信号频谱外的载波噪声进行过滤；基带放大器，连接至所述带通滤波器，以对所述第一基带信号进行放大；以及模数转换器，连接至所述基带放大器，适于对所述第一基带信号进行采样、量化。

可选的，所述第一协议为传输速率为106Kb/s的Type-A协议，所述第二协议为Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A协议中的一种或多种。

根据本发明的第二方面，提供一种近场通信系统，包括：如权利要上所述的信号接收装置；以及处理器，连接至所述信号接收装置，以对解调后的所述天线信号进行处理。

根据本发明的第三方面，提供一种信号接收方法，包括：接收天线信号；根据所述天线信号的幅值和/或频率提供控制信号，所述控制信号表征所述天线信号是否符合第一协议；若所述控制信号为第一状态，则基于所述第一协议对所述天线信号进行解调，若所述控制信号为第二状态，则基于第二协议对所述天线信号进行解调。

可选的，提供控制信号的方法包括：根据所述天线信号的幅值提供所述控制信号，其中，在检测到所述天线信号的幅值变化范围被包含于第一幅值区间的情况下，所述控制信号为第一状态，所述第一幅值区间是根据所述第一协议规定的天线信号调制系数确定的。

可选的，在所述天线信号的幅值低于所述第一幅值区间的下限值的情况下，所述控制信号为第二状态。

可选的，还包括：根据所述天线信号提供时钟信号，其中，在所述控制信号为第二状态的情况下，根据所述时钟信号对所述天线信号进行同步解调。

可选的，提供控制信号的方法包括：根据所述天线信号提供时钟信号；根据所述时钟信号提供所述控制信号，其中，当所述时钟信号不连续时，所述控制信号为第一状态，当所述时钟信号连续时，所述控制信号为第二状态。

可选的，所述第一协议为传输速率为106Kb/s的Type-A协议，所述第二协议为Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A协议中的一种或多种。

本发明提供的信号接收装置、近场通信系统及信号接收方法，提供了分别适用于对不同调制系数的天线信号进行解调的第一解调电路和第二解调电路，并根据天线信号的类型选择导通相应的解调电路，从而可以兼容多种不同协议，对多种协议中的天线信号进行解调，提高了装置的灵敏度和兼容性。

进一步的，该信号接收装置利用天线信号的频率判断天线信号的类型，可以进一步简化电路结构。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了传统的信号接收装置的电路示意图；

图2a示出了根据本发明第一实施例的信号接收装置的框图；

图2b示出了根据本发明第二实施例的信号接收装置的框图；

图3示出了根据本发明实施例的协议判决电路的示意图；

图4示出了根据本发明实施例的同步解调电路的示意图；

图5示出了根据本发明实施例的信号接收方法的流程图；

图6a和6b分别示出了根据本发明实施例的信号波形图。

附图标记列表

100、200、300 信号接收装置

110、210、310 天线

120 包络检测器

130 比较器电路

220、320 协议判断电路

230、330 第一解调电路

240、340 第二解调电路

250、321 时钟恢复电路

322 判断电路

3221 二分频电路

3222 锁存器。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应理解，本申请实施例中的A与B连接/耦接，表示A与B可以串联连接或并联连接，或者A与B通过其他的器件，本申请实施例对此不作限定。

本申请提供的信号接收装置可以应用于各种通信系统中的接收端，例如应用于雷达设备、通信设备、导航设备、卫星地面站、电子对抗设备等。其中，通信系统例如但不限于为：近场通信（Near Field Communication, NFC）系统、射频识别（Radio FrequencyIdentification, RFID）系统、全球移动通讯(global system of mobile communication,GSM)系统、码分多址(code division multiple access, CDMA)系统、宽带码分多址(wideband code division multiple access, WCDMA)系统、通用分组无线业务(generalpacket radio service, GPRS)、长期演进(long term evolution, LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex, FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex,TDD)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system, UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access, WiMAX)通信系统、无线局域网(wireless local area network, WLAN)、第五代无线通信系统等。

其中，以NFC系统为例，近场通信技术是一种短距高频的无线电技术，集成有近场通信技术的NFC系统能在短距离内与兼容设备进行识别和信息交换。在集成有近场通信技术的NFC系统中，通常在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，因此被广泛引用于移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等领域。

信号接收装置的主要功能是接收到的天线信号转化成后级系统能够识别的电信号，其对天线信号的解调能力将影响到整个系统的性能。图1给出了一种传统的信号接收装置（即传统解调电路）的示意图，该信号接收装置100包括天线110、包络检测器120以及比较器电路130，天线100接收天线信号Vant，包络检测器120接收天线信号Vant并输出包络信号Vdemo，比较器电路130将包络信号Vdemo与参考电压Vref进行比较以获得输出信号Vout，输出信号Vout将被传输至后级数字电路进行进一步处理，从而完成了对天线信号的解调。

以将信号接收装置应用到NFC系统为例，为了提高NFC系统的兼容性，NFC芯片需要兼容Type-A、Type-B、Type-F以及P2P等协议，对于Type-A协议下106Kb/s传输速率的天线信号而言，由于协议规定100%调制，则最小输入信号为20mV，图1所示的传统的信号接收装置即可在工艺、电压及温度变化下可以满足要求。但在传输速率不小于212Kb/s的Type A、Type-B、Type-F以及P2P等场景下，协议规定调制系数为8%~30%，最小输入信号约为3mV，由于电路固有的offset电压、噪声等因素，传统的信号接收装置不能正确解调。

本发明实施例提供的信号接收装置提供了至少两种不同的解调电路，并根据天线信号的类型选择导通相应的解调电路，从而可以兼容多种不同协议，对多种协议中的天线信号进行解调，提高了装置的兼容性。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图2a示出了根据本发明第一实施例的信号接收装置的框图。为叙述清楚起见，在本申请中，以信号接收装置兼容Type-A、Type-B、Type-F、P2P协议为例对本申请实施例进行详细说明，应当理解，本申请实施例提供的信号接收装置可以用过调整参数来达到兼容其他或更多不同协议的目的，本申请对信号接收装置所兼容的具体协议种类不做限制。

如图2a所示，该信号接收装200包括天线210、协议判决电路220、第一解调电路230、第二解调电路240以及时钟恢复电路250，用于接收天线信号Vant并对其进行解调，以获得解调信号。

天线210适于接收天线信号Vant，该天线210例如为可感应13.56MHz和900MHz两种天线信号的天线，其形式可以是各种类型的天线，例如是包括天线和电容C0的天线谐振网络。应当理解，天线210还可以是感应其它频段的天线信号的天线，其感应天线信号的种类可以是两种或多种。在该实施例中，天线信号Vant例如为射频载波。

协议判决电路220的输入端连接至天线210，适于根据天线信号Vant的幅值和/或频率提供控制信号MODDET，控制信号MODDET例如是高低电平，其高电平表征有效且低电平表征无效。在该实施例中，协议判决电路220例如为幅值比较器，幅值比较器根据天线信号Vant的幅值提供控制信号MODDET，其中，当天线信号Vant的幅值变化范围被包含于第一幅值区间时，控制信号MODDET有效（为第一状态），当天线信号Vant的幅值低于所述第一幅值区间的下限值时，控制信号MODDET无效（为第二状态），第一幅值区间的范围与天线信号Vant的调制系数相关。

作为一个示例，协议判决电路220可对Type-A、Type-B、Type-F、P2P协议进行判别，控制信号MODDET表征所述天线信号Vant是否符合第一协议。具体的，由于传输速率为106Kb/s 的Type-A、传输速率不小于212Kb/s的Type-A、Type-B、Type-F、P2P协议的区别之一至于传输速率为106Kb/s 的Type-A信号与其他信号具有不同的调幅系数，不同的调幅系数应采用不同的解调电路进行解调，因此协议判决电路220将其分为两组，传输速率为106Kb/s 的Type-A为第一协议，Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A为第二协议。具体的，传输速率为106Kb/s 的Type-A协议规定100%调制，最小输入信号的典型值为20mV，Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A协议所规定的调制系数为8%~30%，最小输入信号约为3mV。根据所述第一协议规定的天线信号调制系数确定第一幅值区间，例如，将第一幅值区间设置为大于0.6*VCC，其中，VCC为电路供电电压，其典型值为1.8V或3V，因此，当天线信号Vant的变化范围被包含于第一幅值区间时，协议判决电路220判定为传输速率为106Kb/s 的Type-A协议，并输出有效的控制信号MODDET，当天线信号Vant的幅值低于第一幅值区间的下限值时，协议判决电路220判定为传输速率不小于212Kb/s的Type-A、 Type-B、Type-F、P2P协议，并输出无效的控制信号MODDET。

应当理解，上述第一协议和第二协议仅为作为示例来进行详细说明，在实际应用中，可以根据信号接收装置需要接受的信号类型来调整第一协议和第二协议的定义，例如，若信号接收装置应用于RFID系统中，其兼容ISO18000-6C和GB29768-2013协议标准，则可以规定第一协议为ISO18000-6C协议、第二协议为GB29768-2013，并相应调整第一幅值区间的范围。本申请对第一协议和第二协议中的协议种类、包含的协议数量不做限制。

应当理解，协议判决电路220可以是各种形式的幅值比较器或幅值选择器，其可以根据输入的天线信号的幅值输出相应的不同幅值的控制信号即可，进一步的，其可以被配置为用于判断两个以上的幅值区间，以对天线信号的幅值进行更细致的划分，从而可以选择更适合对天线信号进行解调的解调电路，可以进一步提高解调的精度。

第一解调电路230和第二解调电路240分别根据控制信号MODDET对天线信号Vant进行解调，第一解调电路230和第二解调电路240000的不同之处在于，其适用于对不同协议（对应不同调制系数）的天线信号进行解调。其中，当控制信号MODDET有效（为第一状态）时，启用解调电路230并禁用第二解调电路240截止，当控制信号MODDET无效（为第二状态）时，启用第二解调电路240并禁用第一解调电路230。即，当控制信号MODDET有效时，选择第一解调电路230的输出信号Dout1作为解调信号，当控制信号MODDET无效时，选择第二解调电路240000的输出信号Dout2作为解调信号。应当理解，本申请所指的“第一解调电路230截止/第二解调电路240000截止”，可以是使其停止工作，也可以是使其输出端与后级电路断开，或是其它使得电路停止输出信号的方式。

具体的，第一解调电路230的输入端连接至天线210以接收天线信号Vant，控制端连接至协议判决电路220以接收控制信号MODDET，其适于根据控制信号MODDET对天线信号Vant进行解调，以获得输出信号Dout1。在该实施例中，第一解调电路230适于对基于第一协议的天线信号进行解调，即对20mV的天线信号进行解调。例如，第一解调电路230是图1所示的解调电路，其包括包络检测器和比较器电路，其还可以是传统的多种解调电路中的一种。

第二解调电路240的输入端连接至天线210以接收天线信号Vant，控制端连接至协议判决电路220以接收控制信号MODDET，其适于根据控制信号MODDET对天线信号Vant进行解调，以获得输出信号Dout2。在该实施例中，第二解调电路240000适于对基于第二协议的天线信号进行解调，即对3mV左右的天线信号进行解调。

作为一个示例，第二解调电路240采用同步解调原理，信号接收装置200还包括时钟恢复电路250，时钟恢复电路250的输入端连接至天线210以接收天线信号Vant，时钟恢复电路250根据天线信号Vant恢复出时钟信号CLK_REC，以向第二解调电路240提供同步时钟；第二解调电路240的第一输入端连接至天线210以接收天线信号Vant，第二输入端连接至时钟恢复电路250以接收时钟信号CLK_REC，控制端连接至协议判决电路220以接收控制信号MODDET，当控制信号MODDET使得第二解调电路240导通时，第二解调电路240根据时钟信号CLK_REC对天线信号Vant进行解调。在该实施例中，时钟恢复电路250例如可采用过零检测、阈值比较等方式，第二解调电路240的具体实施方式可参见图4，在此不详细叙述。

在该实施例中，该信号接收装200提供了适用于较高调制系数的第一解调电路230和适用于较低调制系数的第二解调电路240，协议判决电路220根据判断天线信号Vant的类型选择导通相应的解调电路，从而可以兼容多种不同协议，对多种协议中的天线信号进行有效解调，提高了装置的兼容性。

图2b示出了根据本发明第二实施例的信号接收装置的框图；图3示出了根据本发明实施例的协议判决电路的示意图。

如图2b所示，该实施例提供的信号接收装置300包括天线310、协议判决电路320、第一解调电路330以及第二解调电路340，其中，天线310、第一解调电路330分别与图2a所示的天线210、第一解调电路230相同，第二解调电路340为同步解调电路，该同步解调电路同样可参见图4，在此不再赘述。

在该实施例中，协议判决电路320的输入端连接至天线310，适于根据天线信号Vant的频率提供控制信号MODDET，控制信号MODDET例如是高低电平，其高电平表征有效且低电平表征无效。该协议判决电路320包括时钟恢复电路321和判断电路322，时钟恢复电路321适于根据天线信号Vant提供时钟信号CLK_REC；判断电路322适于根据时钟信号CLK_REC提供控制信号MODDET。其中，当时钟信号CLK_REC不连续时，控制信号MODDET有效，当时钟信号CLK_REC连续时，控制信号MODDET无效，所述时钟信号CLK_REC不连续例如是指其保持同一电平状态的时长超出设定阈值。

具体的，请参见图3，该协议判决电路320中的时钟恢复电路321和判断电路322例如集成于一个模块，简化了电路结构，有利于提高电路的集成度。在图3中，为清楚起见，还示出了天线310。

时钟恢复电路321包括电容C1和电容C2、电阻R1和电阻R2以及比较器U1，其中，电容C1和电容C2将天线信号差分信号耦合至输入端口RXP和输入端口RXN，电容C1和电容C2的电容值相等；偏置电压Vref经由电阻R1连接至输入端口RXP、经由电阻R2连接至输入端口RXN，以提供直流偏置；比较器U1对输入端口RXP和输入端口RXN的电压差值做比较，其中，当V_RXP-V_RXN > Vth1时，CLK_REC = “1”，当 V_RXP-V_RXN < Vth1时，CLK_REC = “0”，从而可以恢复出天线信号Vant的时钟信号CLK_REC。应当理解，阈值电压Vth1可配置以适应不同的环境。在天线310有载波情况下，时钟信号CLK_REC输出为同步13.56MHz时钟信号，供同步解调电路322使用。

判断电路322包括二分频电路3221、电流源Ibias1、电流源Ibias2、开关S1、电容C3、比较器U2以及锁存器3222，其中，二分频电路3221的输入端连接至时钟恢复电路321的输出端以接收时钟信号CLK_REC，二分频电路3221将时钟信号CLK_REC进行二分频，从而得到频率为6.78MHz、占空比为50%的分频信号CLK_REC_DIV2；电流源Ibias1、电流源Ibias2和开关S1串联在电源VCC和参考地之间，电流源Ibias2的大小为电流源Ibias1的两倍，分频信号CLK_REC_DIV2连接至开关S1的控制端，以控制开关S1的导通状态；电容C1的一端连接至电流源Ibias1与电流源Ibias2之间的串联节点，另一端连接至参考地；比较器U2的正相输入端连接至电流源Ibias1与电流源Ibias2之间的串联节点，反相输入端连接至阈值电压Vth2，输出端提供控制信号MODDET；锁存器3222连接至比较器U2的输出端，从而控制信号MODDET经由锁存器3222进行锁存并输出至后级电路。

应当理解，可以采用三分频电路、四分频电路、五分频电路等替代判断电路322中的二分频电路3221，以获得占空比为50%的分频信号。

在该实施例中，分频信号CLK_REC_DIV2控制开关S1的导通状态，当CLK_REC_DIV2=“0”时，S1断开，电容C1充电，电压Vcharge升高；当CLK_REC_DIV2= “1”时，S1导通，电容C1放电，电压Vcharge下降。因此，C1的稳态电压Vcharge，取决于CLK_REC_DIV2高低电平的比例。

在实际工作中，对于图3所示的协议判断电路320，当天线310存在载波时，分频信号CLK_REC_DIV2为频率为6.78MHz、占空比为50%的时钟信号，由于其充放电电流和时间一样，Vcharge的均值保持相对稳定。设置比较器阈值电压Vth2，Vth2>Vcharge，比较器U2输出“0”，控制信号MODDET稳态输出“0”，选择第二解调电路340的输出信号Dout2作为解调信号。

当天线310无载波，即天线信号的差分信号持续小于阈值电压Vth1时，则时钟信号CLK_REC和分频信号CLK_REC_DIV2 持续输出“0”，开关S1断开，Vcharge被充电至电源电压VCC，大于Vth2，比较器U2输出“1”，锁存器记录上升沿，控制信号MODDET稳态输出“1”，选择第一解调电路330的输出信号Dout1作为解调信号。

图4示出了根据本发明实施例的同步解调电路的示意图，该同步解调电路（如虚线框中所示）可以适用于图2a和2b所示的第二解调电路240000/340中。

在该实施例中，同步解调电路采用I/Q正交同步解调架构，即，包括I路和Q路，I路和Q路电路结构相同，并分别连接至天线的两个接口。该同步解调电路包括90°移相器Ph、正交混频器MIXI、正交混频器MIXQ、带通滤波器BPF、基带放大器BBA、模数转换器ADC以及IQ合路器。

其中，90°移相器Ph接收时钟信号CLK_REC并产生90°相移的时钟信号，以作为正交混频器MIXI、MIXQ的时钟源。天线信号经过混频器MIXI/MIXQ后，去除了13.56MHz天线信号，输出低频基带信号；带通滤波器BPF连接至混频器MIXI/MIXQ以接收低频基带信号，并滤除了基带信号频谱外的载波噪声；基带放大器BBA连接至带通滤波器BPF，以进一步对基带信号进行放大；模数转换器ADC完成对放大后基带信号的采样、量化；IQ合路器将I/Q两路合并输出符合协议的基带信号Dout2。在该实施例中，由于存在滤波、增益级电路，同步解调电路的灵敏度可以达到3mV。

应当理解，该同步解调电路仅为示意性的，而不是限定性的，例如，第二解调电路240000/340还可以是本领域其他类型的适用于Type-B、Type-F、P2P或其他协议的解调电路。

根据本申请的另一方面，提供了一种近场通信系统（未示出），所述近场通信系统包括如图2a或2b所示的信号接收装置，信号接收装置连接至后级处理器，以向处理器提供解调信号，处理器对解调信号进行进一步处理。所述近场通信系统中的各电路可以全部或部分集成于NFC芯片与终端的处理器通信。

图5示出了根据本发明实施例的信号接收方法的流程图。

在步骤S101中，接收天线信号。在该步骤中，例如采用可感应13.56MHz和900MHz两种天线信号的天线来接收天线信号，从而天线信号可能是两种不同协议的信号。

在步骤S102中，根据天线信号的幅值和/或频率提供控制信号，控制信号表征天线信号是否符合第一协议。

作为一个示例，提供控制信号的方法包括：根据天线信号的幅值提供控制信号，其中，当天线信号的幅值变化范围被包含于第一幅值区间时，控制信号为第一状态，当幅值比较器检测到天线信号的幅值低于第一幅值区间的下限值时，控制信号为第二状态，第一幅值区间是根据第一协议规定的天线信号调制系数确定的。

在该实施例中，例如，对Type-A、Type-B、Type-F、P2P协议进行判别并输出相应的控制信号，具体的，由于Type-A、Type-B、Type-F、P2P协议的区别之一至于传输速率为106Kb/s 的Type-A信号与其他信号具有不同的调幅系数，不同的调幅系数应采用不同的解调电路进行解调，因此将其分为两组，传输速率为106Kb/s 的Type-A为第一协议，Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A为第二协议。具体的，Type-A协议规定100%调制，最小输入信号的典型值为20mV， Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A协议所规定的调制系数为8%~30%，最小输入信号约为3mV，例如，将第一幅值区间设置为大于大于0.6*VCC，其中，VCC为电路供电电压，其典型值为1.8V或3V，因此，当天线信号的幅值变化范围被包含于第一幅值区间时，判定为传输速率为106Kb/s 的Type-A协议，并输出有效的控制信号，当天线信号的幅值低于所述第一幅值区间的下限值时，判定为Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的协议，并输出无效的控制信号。

应当理解，上述第一协议和第二协议仅为作为示例来进行详细说明，在实际应用中，可以根据信号接收方法需要接受的信号类型来调整第一协议和第二协议的定义，例如，若信号接收方法应用于RFID系统中，其兼容ISO18000-6C和GB29768-2013协议标准，则可以规定第一协议为ISO18000-6C协议、第二协议为GB29768-2013，并相应调整第一幅值区间的范围。本申请对第一协议和第二协议中的协议种类、包含的协议数量不做限制。

作为另一个示例，提供控制信号的方法包括：根据天线信号提供时钟信号；根据时钟信号提供控制信号，其中，当时钟信号不连续时，控制信号为第一状态，当时钟信号连续时，控制信号为第二状态。该示例有利于提高电路集成度。

在步骤S103中，根据控制信号对天线信号进行解调。其中，若控制信号为第一状态，则基于第一协议对天线信号进行解调，若控制信号为第二状态，则基于第二协议对天线信号进行解调。作为一个示例，第一解调方法适于对基于第一协议的天线信号进行解调，即对20mV的天线信号进行解调，第二解调方法适于对基于第二协议的天线信号进行解调，即对3mV左右的天线信号进行解调。

可选的，若在步骤S102中采用第一个示例所述的方法提供控制信号，则第二解调方法包括：根据天线信号提供时钟信号；以及根据时钟信号对天线信号进行解调。若在步骤S102中采用第二示例所述的方法提供控制信号，则第二解调方法为同步解调法，例如，根据时钟信号对天线信号进行解调。

图6a和6b分别示出了根据本发明实施例的信号波形图。其中，图6a为传输速率为106Kb/s的Type-A协议条件下天线信号Vant、时钟信号CLK_REC、分频信号CLK_REC_DIV2、Vcharge以及控制信号MODDET的输出波形；图6b为传输速率为106Kb/s的Type-B 协议条件下天线信号Vant、时钟信号CLK_REC、分频信号CLK_REC_DIV2、Vcharge以及控制信号MODDET的输出波形。

对比可以看出在传输速率为106Kb/s的Type-A协议条件下，在中止后，控制信号MODDET即输出高电平，选择传统接收机（即第一解调电路），可以解调20mV的Type-A信号；在传输速率为106Kb/s的Type-B 协议条件下，控制信号MODDET一直输出低电平，选择同步接收机（即第二解调电路），可以解调幅值约为3mV 的Type B/F等其他协议下的小信号。

由图6a和6b可知，本申请可以根据协议规范的不同，选择不同的解调电路，解决了NFC卡模拟模式下的接收灵敏度问题，提升了信号接收装置的应用兼容性。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (17)

1.一种信号接收装置，其特征在于，包括：

天线，适于接收天线信号；

协议判决电路，适于根据所述天线信号的幅值和/或频率提供控制信号，所述控制信号表征所述天线信号是否符合第一协议；

第一解调电路，适于基于所述第一协议对所述天线信号进行解调；以及

第二解调电路，适于基于第二协议对所述天线信号进行解调，

其中，若所述控制信号为第一状态，则启用所述第一解调电路并禁用所述第二解调电路，若所述控制信号为第二状态，则启用所述第二解调电路并禁用所述第一解调电路。

2.根据权利要求1所述的信号接收装置，其特征在于，所述协议判决电路包括幅值比较器，所述幅值比较器根据所述天线信号的幅值提供所述控制信号，

其中，在所述幅值比较器检测到所述天线信号的幅值变化范围被包含于第一幅值区间的情况下，所述控制信号为第一状态，

所述第一幅值区间是根据所述第一协议规定的天线信号调制系数确定的。

3.根据权利要求2所述的信号接收装置，其特征在于，在所述幅值比较器检测到所述天线信号的幅值低于所述第一幅值区间的下限值的情况下，所述控制信号为第二状态。

4.根据权利要求2所述的信号接收装置，其特征在于，还包括：

时钟恢复电路，根据所述天线信号提供时钟信号，

所述第二解调电路适于在所述控制信号为第二状态的情况下根据所述时钟信号对所述天线信号进行同步解调。

5.根据权利要求1所述的信号接收装置，其特征在于，所述协议判决电路包括：

时钟恢复电路，根据所述天线信号提供时钟信号；

判断电路，根据所述时钟信号提供所述控制信号，

其中，当所述时钟信号不连续时，所述控制信号为第一状态，当所述时钟信号连续时，所述控制信号为第二状态。

6.根据权利要求5所述的信号接收装置，其特征在于，

所述时钟恢复电路包括：

第一比较器，所述第一比较器的正相输入端和反相输入端分别经由第一电容和第二电容连接至天线的两端，输出端提供所述时钟信号，

所述判断电路包括：

分频电路，对所述时钟信号进行分频以获得分频信号；

依次串联在电源和参考地之间的第一电流源、第二电流源和开关，所述开关的导通与关断受控于所述分频信号；

第三电容，并联在所述第二电流源和所述开关的两端；

第二比较器，其正相输入端连接在第一电流源和第二电流源之间，反相输入端接收阈值电压，输出端提供所述控制信号；

锁存器，连接至所述第二比较器的输出端，以对所述控制信号进行锁存。

7.根据权利要求5所述的信号接收装置，其特征在于，所述第二解调电路接收所述控制信号和所述时钟信号，以便于在所述控制信号为第二状态的情况下根据所述时钟信号对所述天线信号进行同步解调。

8.根据权利要求4至7任一项所述的信号接收装置，其特征在于，所述第二解调电路包括：

90°移相器，接收所述时钟信号，以产生90°相移的时钟信号；

具有相同结构的第一电路和第二电路，所述第一电路的输入端分别连接至所述天线的一端和所述90°移相器的输出端，所述第二电路的输入端分别连接至所述天线的另一端和所述90°移相器的输出端，所述第一电路和所述第二电路分别提供第一基带信号和第二基带信号；以及

合路器，将所述第一基带信号和所述第二基带信号合并输出符合所述第二协议的基带信号，从而完成对所述天线信号的解调。

9.根据权利要求8所述的信号接收装置，其特征在于，所述第一电路包括：

混频器，其两个输入端分别连接至所述天线的一端和所述90°移相器的输出端，以输出所述第一基带信号；

带通滤波器，连接至所述混频器，以接收所述第一基带信号，适于对所述第一基带信号频谱外的载波噪声进行过滤；

基带放大器，连接至所述带通滤波器，以对所述第一基带信号进行放大；以及

模数转换器，连接至所述基带放大器，适于对所述第一基带信号进行采样、量化。

10.根据权利要求1至9任一项所述的信号接收装置，其特征在于，所述第一协议为传输速率为106Kb/s的Type-A协议，所述第二协议为Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A协议中的一种或多种。

11.一种近场通信系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至10任一项所述的信号接收装置；以及

处理器，连接至所述信号接收装置，以对解调后的所述天线信号进行处理。

12.一种信号接收方法，其特征在于，包括：

接收天线信号；

根据所述天线信号的幅值和/或频率提供控制信号，所述控制信号表征所述天线信号是否符合第一协议；

若所述控制信号为第一状态，则基于所述第一协议对所述天线信号进行解调，若所述控制信号为第二状态，则基于第二协议对所述天线信号进行解调。

13.根据权利要求12所述的信号接收方法，其特征在于，提供控制信号的方法包括：根据所述天线信号的幅值提供所述控制信号，

其中，在检测到所述天线信号的幅值变化范围被包含于第一幅值区间的情况下，所述控制信号为第一状态，

所述第一幅值区间是根据所述第一协议规定的天线信号调制系数确定的。

14.根据权利要求13所述的信号接收方法，其特征在于，在所述天线信号的幅值低于所述第一幅值区间的下限值的情况下，所述控制信号为第二状态。

15.根据权利要求13所述的信号接收方法，其特征在于，还包括：

根据所述天线信号提供时钟信号，

其中，在所述控制信号为第二状态的情况下，根据所述时钟信号对所述天线信号进行同步解调。

16.根据权利要求12所述的信号接收方法，其特征在于，提供控制信号的方法包括：

根据所述天线信号提供时钟信号；

根据所述时钟信号提供所述控制信号，

其中，当所述时钟信号不连续时，所述控制信号为第一状态，当所述时钟信号连续时，所述控制信号为第二状态。

17.根据权利要求12至16任一项所述的信号接收方法，其特征在于，所述第一协议为传输速率为106Kb/s的Type-A协议，所述第二协议为Type-B、Type-F、P2P、传输速率不小于212Kb/s的Type-A协议中的一种或多种。

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