CN208836143U - 非接触式通信设备 - Google Patents

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N·科迪尔
M·什蒂格利奇
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Italy Law Semiconductor Development Co Ltd
STMicroelectronics Rousset SAS
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Abstract

本公开涉及一种非接触式通信设备。该非接触式通信设备包括天线和驱动级，驱动级具有被配置为接收供电电压的供电端子，其中驱动级被配置为将电流传送到天线。设备还包括监测电路，监测电路被配置为监视由天线发射的功率。监测电路被配置为在存在用于降低所发射的功率的电流电平的请求的情况下，将驱动级的供电电压降低至与所发射的功率的新电平相对应的目标值，该新电平小于电流电平。

Description

非接触式通信设备
技术领域
本实用新型总体涉及电子设备，并且在特定实施例中，涉及监测由非接触式通信设备发射的功率电平的方法以及相应的非接触式通信设备。
背景技术
连接到无线或非接触式通信设备的电子组件的天线被调谐到与非接触式信息通信兼容的频率。这样的频率可以是例如等于载波频率(例如，13.56MHz)的谐振频率、或者包含在载波频率附近允许范围内的谐振频率。
这样的组件有时被称为“非接触式组件”并且可以是例如近场通信(NFC)组件(即，与NFC技术兼容的组件)。
NFC组件可以是例如并入NFC微控制器的经集成的电路或芯片。
缩略词NFC表示高频短距离无线通信技术，该技术使得两个非接触式设备在短距离(例如，10厘米)上可以进行数据交换。
在文件ISO/IEC 18092、ISO/IEC 21481和NFC FORUM中，NFC技术被标准化，但是并入了各种预先存在的标准(包括标准ISO/IEC 14 443的A型和B型协议)。
通常可以以“读取器”模式或“卡”模式来使用NFC组件，以用于例如通过使用非接触式通信协议(例如，标准ISO/IEC 14443的A型协议)来与另一非接触式设备进行通信。
在“读取器”模式中，NFC组件相对于外部非接触式设备(可以是卡或标签)充当读取器。在读取器模式下，NFC组件可以读取外部设备的内容并将信息写入外部设备。
在“卡”模式中，NFC组件然后表现为转发器(例如，卡或标签)并与此时作为读取器的外部设备进行通信。
转发器可以是无源的或有源的。
无源转发器执行由读取器生成的磁场的负载调制。
有源转发器使用有源负载调制(其缩略词ALM对于本领域技术人员是已知的)来向读取器发射信息。转发器还经由其天线生成磁场，以模拟由无源转发器执行的读取器的场的负载调制。
当由无源负载调制引起的信号强度不足以被读取器检测时，有利地使用有源负载调制。这在转发器的天线很小或位于不利环境中时是特别明显的。
例如，可以将NFC组件或芯片并入移动蜂窝电话中，并且除了其常规电话功能之外，移动蜂窝电话可以用于与外部非接触式设备交换信息。
因此，许多应用变为可能(例如，在交通工具(移动电话充当交通车票)或支付应用程序(移动电话充当信用卡)上跨越付费屏障)。
有源转发器可以是特定的设备(例如，这里例如再次被并入主机设备(例如，移动电话或平板电脑)中的非接触式智能卡、集成电路(IC)卡、标签或徽章或在卡模式下模拟的非接触式设备或组件)。
非接触式组件或芯片(例如，NFC组件或芯片)通常经由阻抗匹配电路连接到天线来将射频通信进行优化。并且，在该阻抗匹配电路中使用的元件(例如，线圈和电容器)的尺寸被设计为使得可以例如在载波频率上(例如，13.56MHz)对天线进行正确的频率调谐，并且因此确保最高性能。
此外，非接触式组件或芯片通常包括用于驱动天线的驱动级，驱动级经由阻抗匹配电路连接到天线的端子，使得可以考虑具有载波频率(例如，13.56MHz)的电流在天线中流动来生成电磁场。
该驱动级通常包括驱动电路(通常由本领域技术人员称为“驱动器”)，优选地经由具有低压降的稳压器来向驱动电路供应电压，稳压器通常被本领域技术人员称为低压降(LDO)电压稳压器。
由于互操作性的原因，非接触式通信标准(例如，NFC FORUM标准)要求读取器和转发器之间的功率传输落在某个功率范围内。
当通过读取器或有源转发器的天线发射的功率超过该范围时(例如，当读取器和转发器太靠近时)，实现动态功率控制(DPC)来减少该发射功率。
当转发器支持ISO/IEC 14 443标准动态功率电平管理(DPLM)修正中规定的该功能时，通过向读写器发送特定请求，转发器本身也可能需要降低功率。
实用新型内容
为了解决现有技术的问题，本实用新型的实施例提供一种非接触式通信设备，其通过直接作用于驱动级的供电电压而降低过热、而不是作用于驱动级的固有特征(例如，减小稳压器的输出电压和/或增加驱动电路的欧姆电阻)来减少这些元件的过热。
根据一个方面，提供了非接触式通信设备，非接触式通信设备包括：天线；驱动级，具有供电端子，所述供电端子被配置为接收供电电压，所述驱动级被配置为将电流传送至所述天线；以及监测电路，被配置为监测由所述天线发射的功率，并且在存在用于降低所发射的功率的电流电平的请求的情况下，所述监测电路被配置将所述驱动级的所述供电电压降低至目标值，所述目标值对应于所发射的所述功率的新目标电平，所述新目标电平低于所述电流电平。
根据一个实施例，驱动级包括：压降稳压器，具有输出端子和耦合到所述供电端子的输入端子，所述压降稳压器被配置用于将输出电压传送至所述压降稳压器的所述输出端子，所述输出电压等于降低了压降的所述供电电压；以及耦合到所述天线的端子的驱动电路，所述驱动电路具有耦合到所述压降稳压器的所述输出端子的供电电压端子，所述驱动电路被配置为将所述电流传送到所述天线，其中所述监测电路被配置为将所述压降稳压器的所述供电电压降低到所述目标值，所述压降不变。
根据一个实施例，监测电路包括：生电路，被配置为生成所述供电电压，所述发生电路被配置为接收调节信号并且被配置为基于所述调节信号改变所述供电电压；以及准备电路，被配置为准备所述调节信号，以使得所述供电电压能够达到所述目标值。
根据一个实施例，所述监测电路包括第一存储器电路，所述第一存储器电路被配置为存储第一电流阈值和至少一个附加电流阈值，其中所述至少一个附加电流阈值高于所述第一电流阈值，其中电流超过所述至少一个附加电流阈值对应于存在所述请求，并且其中所述准备电路被配置为将所述调节信号的值与每个附加电流阈值相关联，使得所述供电电压能够达到所述供电电压的目标值，以使得传送至所述天线的所述电流达到处于所述第一电流阈值与所述至少一个附加电流阈值中的最低值之间的值。
根据一个实施例，所述第一电流阈值对应于不存在所述天线与非接触式转发器的另一天线的耦合。
所述监测电路包括第四存储器电路，所述第四存储器电路被配置为针对所发射的每个功率电平，存储所述供电电压的相对应的目标值，并且其中所述准备电路被配置为根据所述供电电压的所述相对应的目标值来对所述调节信号的值进行调节。
所述监测电路包括第二存储器电路，所述第二存储器电路被配置为存储第一电压或相位阈值和至少一个附加电压或相位阈值，其中所述至少一个附加电压或相位阈值低于所述第一电压或相位阈值，其中超过所述至少一个附加电压或相位阈值对应于存在所述请求，并且其中所述准备电路被配置为将所述调节信号的值与每个附加电压或相位阈值相关联，使得所述供电电压能够达到所述供电电压的目标值，以使得控制电压或相位达到处于所述第一电压或相位阈值与至少一个附加电压或相位阈值中的最高值之间的值。
其中所述第一电压或相位阈值对应于不存在所述天线与非接触式转发器的另一天线的耦合。
根据一个实施例，所述发生电路包括可控开关模式电源，所述可控开关模式电源具有被配置为接收初始电压的输入、被配置为传送所述供电电压的输出、以及被配置为接收所述调节信号的控制输入。
根据一个实施例，设备包括包含驱动级、准备电路和开关模式电源的至少一部分的电子芯片。
根据一个实施例，设备是读取器或以读取器模式进行仿真，并且监测电路包括：第一测量电路，被配置为测量在驱动级的输出处传送的电流；第一比较电路，被配置用于执行对所测量的电流与至少一个电流阈值进行比较，比较的结果对应于存在用于降低所发射的功率电平的请求或不存在用于降低所发射的功率电平的请求。
根据一个实施例，所述设备是读取器或以读取器模式进行仿真，并且其中所述监测电路包括：第二测量电路，被配置为测量位于所述驱动级的输出和所述天线之间的节点处的控制电压或相位；以及第二比较电路，被配置为执行所述控制电压或相位与至少一个电压或相位阈值的比较，以生成结果信号，其中所述结果信号对应于存在所述请求或者不存在所述请求。
根据一个实施例，所述非接触式通信设备是转发器或以卡模式进行仿真，所述非接触式通信设备能够根据有源负载调制而与读取器进行通信，其中所述监测电路包括第三存储器电路，所述第三存储器电路被配置为存储由所述设备的所述天线发射的、与由所述读取器的接收设备的天线接收的多个功率电平相关联的多个功率电平，其中所述接收设备的检测电路被配置为检测所接收的所述功率电平，并且其中所接收的所述功率电平的增加对应于存在降低由所述设备的所述天线发射的功率电平的所述请求。
根据一个实施例，所述监测电路被配置为生成所述请求。
根据一个实施例，所述设备是读取器或以读取器模式进行仿真，其中所述监测电路被配置为从耦合到所述设备的转发器或以卡模式进行仿真的另一通信设备接收所述请求，并且其中所述请求包括指示所请求的功率降低的值的信息项。
根据一个实施例，所述监测电路被配置为在接收到所述请求时生成所述供电电压的所述目标值。
根据一个实施例，所述监测电路被配置为从最大值开始降低功率电平，并且其中所述最大值对应于初始功率电平。
根据一个实施例，所述初始功率电平对应于在所述天线与另一非接触式设备的另一天线不存在耦合的情况下发射的功率电平。
根据一个实施例，所述监测电路被配置为当所发射的功率达到最小可允许阈值时，将所述供电电压增大到所述供电电压的最大值。
根据另一方面，一种设备包括：驱动级，被配置为耦合到天线，所述驱动级被配置为将电流传送到所述天线；低压降稳压器，所述低压降稳压器具有耦合到所述驱动级的输出；开关模式电源，被配置为耦合到电感器，所述开关模式电源具有耦合到所述低压降稳压器的输入的输出、被配置为耦合到电池的输入、以及控制输入，其中所述开关模式电源被配置为基于所述控制输入在所述开关模式电源的输出处生成输出电压；以及监测电路，被配置为：监测由所述天线发射的功率，以及，在存在降低所述天线发射的功率的请求的情况下，降低由所述天线发射的所述功率，并且控制所述开关模式电源的所述控制输入，以保持所述低压降稳压器的压降等于所述低压降稳压器的第一压降，其中所述第一压降与在降低所述天线发射的功率之前的所述低压降稳压器的所述压降相对应。
根据一个实施例，所述设备还包括所述天线、电感器和所述电池。
根据一个实施例，所述控制输入经由第一电阻器而被耦合到所述开关模式电源的所述输出、并经由电阻器库而被耦合到参考节点，并且其中所述监测电路通过控制所述电阻器库来控制所述控制输入。
附图说明
本实用新型的其他优点和特征将以非限制性方式出现在实施例和实现以及附图的详细描述中，其中：
图1至图12示意性地图示了本实用新型的各种实现和实施例。
具体实施方式
在图1中，附图标记APP标示配备有用于建立电话通信的天线ANT1的通信装置(例如，移动蜂窝电话)。
在当前情况下，装置APP还包括例如NFC类型的非接触式通信设备DIS，非接触式通信设备DIS包括NFC类型的非接触式电子芯片CMP。
这里假定非接触式通信设备DIS是读取器或以读取器模式进行仿真。
芯片CMP通常具有两个触点TX1、TX2以及两个其他触点RX1、RX2。
诸如感应绕组的天线ANT2可用于与外部设备(例如，转发器)进行非接触式通信。该天线ANT2的第一端子B1被连接到触点TX1和RX1，而天线ANT2的第二端子B2被连接到触点TX2和RX2。
触点TX1和TX2形成用于将数据发射到天线ANT2的芯片CMP的第一和第二输出端子，而触点RX1和RX2形成用于从天线ANT2接收数据的部件的两个输入端子。
外部阻抗匹配电路被连接在天线ANT2和芯片CMP之间。
更确切地，常规地并且本身已知的，该阻抗匹配电路可以包括旨在滤除电磁干扰的滤波器FL(EMI滤波器)。
该滤波器FL通常是包括线圈B11的LC类型的滤波器，线圈B11与电容器C11串联连接在触点TX1和接地GND之间。
滤波器FL还包括与电容器C12串联连接在触点TX2和接地GND之间的线圈B12。
滤波器FL具有截止频率(例如，对于13.56MHz的载波频率，截止频率为20MHz)。
阻抗匹配电路还包括包含电容器C1、C2、CS1和CS2的电容网络1。
电容器C1和C2在触点RX1和RX2的端子处形成电容分压器。
电容器CS1和CS2自身被选择用于使得天线ANT2中的电流最大化，以增加电磁场的振幅。
为了具有经优化的操作，芯片或组件CMP与天线ANT2和外部阻抗匹配电路一起形成具有等于载波频率(例如，在标准ISO/IEC 14443中定义的类型A或类型B通信协议的情况下为13.56MHz)的谐振频率的谐振电路。
现在更具体地参考图2来进一步详细图示芯片CMP的内部结构的一个示例。
在该示例中，由这里的驱动级对天线ANT2进行电路驱动，驱动级包括通常由反相器形成的驱动电路(“驱动器”)D1和D2，反相器的输出被连接到芯片CMP的触点TX1和TX2。
这些驱动电路D1和D2因此被配置用于将输出处的电流传送到天线。
由这里通过被标记为2的低压降(LDO)稳压器传送的电压VOUT对这些驱动电路D1和D2供电。
该稳压器2具有使得其可以由供电电压Vext供电的输入端子20以及传送电压VOUT的输出端子21。输入端子20也形成驱动级的供电端子。
稳压器2显著地使得可以将供电电压Vext上的噪声平滑，并且在此具有低压降(例如，200毫伏)。
此外，如下面将更详细地看到的，为了监测由天线ANT2发射的功率的电平，有利地在存在用于降低所发射的功率电平的请求的情况下，降低供电电压Vext，同时在稳压器2中保持恒定的压降。
就此而言，如在常规情况下，例如对于电阻网络22，使得电阻网络22的电阻值可以通过控制信号SC1进行调节，从而可以对稳压器2的输出电压VOUT进行调节，使得压降(Vext-VOUT)保持恒定。
尽管是可选的，但是在该实施例中有利地提供由可编程开关模式电源3(“DC-DC转换器”)传送的供电电压Vext。开关模式电源可以是“升压”或“升压或降压”型。
在这里描述的示例中，开关模式电源3是升压型(例如，增压)，并且可以是例如参考STBB3JCC的、由意法半导体公司销售的电源。
开关模式电源3具有用于接收例如来自诸如电池的电源部件的初始电压Vbat的输入33、用于传送供电电压Vext的输出34以及控制输入35，控制输入35旨在接收调节信号SAJ，使得可以控制开关模式电源来调节供电电压Vext的期望值。
根据选择的开关模式电源的类型，例如对于参考STBB3JCC的电源，该电源可以放置在芯片CMP的外部。
作为变型，如图2所示，还可以对开关模式电源的内部结构进行适配，以将其至少部分地集成在芯片CMP中。
然而，通常但不一定，开关模式电源的电感元件31仍然在芯片CMP外部。
开关模式电源因此使得可以传送特别是大于初始电压Vbat的供电电压Vext。
当开关模式电源3至少部分地集成到芯片CMP中时，可以规定后者包括旨在耦合到电池ALM的端子30。
非接触式通信设备DIS还包括监测电路MCTRL，监测电路MCTRL被配置为监测由天线ANT2发射的功率的电平。
在该示例中，监测电路MCTRL被并入芯片CMP中，并且除了用于生成供电电压Vext的发生电路(这里包括开关模式电源3)之外，还包括使其可以根据信号SCTRL来准备调节信号SAJ的准备电路10，将调节信号SAJ传送到开关模式电源的控制输入35，以根据需要来降低供电电压Vext。
在这里描述的示例中，例如通过存在于芯片CMP内的微控制器1(例如，NFC微控制器)内的软件来实现这些准备电路10。
然而，完全可以在芯片CMP内以纯硬件方式实现这些准备电路10。
这里应注意，准备电路10还可以用于生成控制信号SC1，使得可以调节LDO稳压器2的电阻网络22，以在供电电压Vext降低时保持其压降恒定。
在这里描述的示例中，通过在一定时间内中断开关模式电源的操作、然后对调节信号SAJ的值进行调节以达到电压Vext的新目标值来获得电压Vext的降低。
就此而言，提供了可配置的电阻电路4，电阻电路4包括一定数量的相同或不同的电阻器40，可通过由监测信号SCTRL控制的对应开关SW4来对电阻器40进行切换，从而利用电阻器32形成连接在开关模式电源的输出34和控制输入35之间的可调分压器桥。
当然，可以使用任何其他监测反馈电路(例如，包括接收数字监测字、并将模拟监测信号传送到LDO稳压器2的反馈输入或开关模式电源的控制输入的数字模拟转换器(DAC)的电路)来替换电阻网络22和电阻电路4。
在该示例中，监测电路MCTRL还包括用于测量在驱动电路D1和D2的输出处传送的电流的第一测量电路SC以及被配置用于将所测量的电流与存储在第一存储器电路M1(例如，寄存器)中的至少一个电流阈值SCR1进行比较的第一比较器CMP。
比较结果提供传送到准备电路10的信号SCR，以准备以下更详细解释的调节信号SAJ。
现在更具体地参考图3，以图示在校准阶段中执行的各种电流阈值的定义的示例，使得可以管理降低功率电平的请求。
该校准阶段通常在工厂中执行。
首先在步骤300中，经由读取器设备DIS在没有与卡耦合的情况下进行的操作开始。
在这种情况下，为了有利地对读取器的操作进行优化，为电压Vext分配其最大值(例如，5伏)，并且测量由驱动电路D1和D2传送的电流(提供第一电流阈值SCR0)。
通常，在这种类型的应用中，所发射的功率远低于标准ISO/IEC 14443所容许的最大值(即，7.5A/m(rms))。
然后，将卡放置(步骤301)为与设备DIS耦合在由对应于卡和读取器之间的各种距离的标准(例如，ISO/IEC 14443)所定义的操作体积中。
在卡处测量的各种最大允许功率电平对应于这些不同的距离。
测量由卡接收的功率(步骤302)。
例如，只要由卡接收的功率电平Pi保持小于允许的功率阈值SEi(步骤303)，则操作体积在其接近读取器时继续被扫描。
并且，一旦在给定距离处，在卡Pi处测量的功率电平变得大于可允许的阈值SEi，则测量由驱动电路传送的电流，这使得可以定义(步骤304)第一附加电流阈值SCR1。然后，定义监测信号SCTRL1的值以及对应的调节信号的值SAJ1，以使得供电电压Vext达到目标值VextC1，使得由驱动电路传送的电流可以在第一电流阈值SCR0和第一附加电流阈值SCR1之间。
在这种情况下，由读取器传送的功率电平被降低，以符合标准的要求。
根据情况，可能需要单个附加电流阈值。
在其他情况下，在操作体积的扫描期间，可以针对供电电压Vext定义其他附加的电流阈值和其他对应的目标值。
而且，每一次，目标值将被定义为使得电流在第一电流阈值SCR0和第一附加电流阈值SCR1之间，第一附加电流阈值SCR1是所有其他可选附加电流阈值中的最低附加电流阈值。
事实上，通常卡越接近读取器，驱动电路传送的电流越多。
因此，例如，第一电流阈值SCR0可以例如等于200mA，而第一附加电流阈值SCR1可以等于250mA。
通过将供电电压Vext重置为其最大值并使卡靠近读取器来确定其他可选的附加电流阈值。
然而，当卡靠近读取器时，电流也可能减小。相应地，在这种情况下，可以定义一对或多对附加电流阈值，每对电路阈值包含最小阈值和最大阈值，并且然后可以认为如果超过附加阈值对中的一个阈值，则应当降低所发射的功率电平。
一旦执行了该校准阶段，并且存储在存储器电路M1中的各种电流阈值，可以例如如图4所示来执行监测由读取器的天线ANT2发射的功率电平。
更确切地，在耦合到卡的读取器的实际操作期间，实时测量在驱动电路D1和D2的输出处传送的电流I(步骤400)。
在步骤401中，检查电流I是否变得大于附加电流阈值SCRi中的一个。
如果否，这意味着不存在降低由读取器发射的功率电平的请求。
如果是，这意味着存在这样的降低所发射的功率电平的请求Rq。
根据所超过的附加电流阈值，准备电路为LDO稳压器2的供电电压准备(步骤402)监测信号SCTRLi、调节信号SAJi、控制信号SC1i和目标值VextCi，以使得由驱动电路传送的电流I在第一电流阈值SCR0和第一附加电流阈值SCR1之间(步骤403)。
与提供例如用于保持电压Vext恒定以及增加稳压器的压降的解决方案相比，在LDO稳压器中的恒定压降下，供电电压Vext的降低使得可以限制所消耗的功率并因此限制任何过热。
实际上，如果假设例如需要从4.8伏的电压VOUT改变到3.3伏的电压VOUT，同时保持电压Vext等于5伏(稳压器的压降从200mV变化到1.5V)，所消耗的功率约为490mW(针对等于1Ω的驱动电路电阻以及等于250mA的传送电流)。
另一方面，如果将压降保持等于200mV恒定，并且5伏的电压Vext降低到3.5伏，则所消耗的功率约为110mW。
而在刚描述的实施例和实现中，已根据驱动电路的输出处测量的电流对供电电压Vext的目标值进行了调节，作为变型，可以在位于驱动电路的输出与天线(例如，阻抗匹配电路的上游或下游)之间的位置END(图5)处执行电压和/或相位测量。
在该示例中假定执行电压测量。
就此而言，监测电路MCTRL可以包括能够测量该控制电压TT并且在第二比较器CMP2中将其与存储在第二存储器电路M2(例如，寄存器)中的至少一个电压阈值STEi进行比较的第二测量电路MS2。
比较器CMP2的输出传送信号SCR。
监测电路MCTRL的其他元件与已参考图2特别描述的元件相似或功能相似。
以与参考图3描述的方式类似的方式，然后可以在校准阶段为与供电电压Vext的最大值对应的控制电压TT定义第一电压阈值STE0，并且设备DIS与卡不耦合(步骤600)。
然后，以与参考图3描述的方式类似的方式，定义至少一个附加电压阈值STE10或甚至多个附加电压阈值，并且信号STRL10、SAJ10的对应值以及针对供电电压的相对应的目标值VextC10与每个附加电压阈值相关联(图6的步骤604)。
这时，当设备和卡之间存在耦合时，每个附加电压阈值小于第一阈值STE0，并且越靠近设备DIS，附加电压阈值STEj越低。
因此，监测信号和目标值的各种值将被定义为使得控制电压在阈值STE0和最高第一附加电压阈值(即，阈值STE10)之间。
当然，刚刚描述的用于测量控制电压的所有内容也适用于控制相位测量。
通过与已描述的用于电流测量的内容类似，当卡接近时，可以降低电流来定义一对或多对附加电压和/或相位阈值，并且然后可以考虑如果超过附加电压和/或相位阈值对中的一个阈值，则应降低所发射的功率电平。
因此，在操作中，如图7所示，并且与参考图4描述的内容类比，只要控制电压TT变得小于附加电压阈值(和/或根据需要的相位阈值)STEj(步骤701)，这意味着存在用于降低由天线发射的功率电平的请求Rq。
然后，准备电路在步骤702中准备监测信号SCTRLj、SAJj、SClj，以使得供电电压Vext能够达到其目标值VextCj，从而使得控制电压(和/或根据需要为控制相位)TT在阈值STE10和STE0之间(步骤703)。
然而，在刚描述的实施例和实现中，用于降低所发射的功率电平的请求Rq由设备DIS自身生成，如图8所示，该请求Rq可以源自其天线ANT4与设备DIS的天线ANT2电磁耦合的卡CRT。
当卡CRT能够支持标准IOS/IEC 14 443的DPLM修正中的规定时，可以是这样的情况。
在这种情况下，请求Rq包括表示期望的功率电平降低的信息项Inf。
该信息Inf被发射到设备DIS的监测电路MCTRL，设备DIS以与前面描述类似的方式准备待传送到开关模式电源的调节信号SAJ，以相应地降低存在于芯片CMP中的LDO稳压器2的供电电压Vext。
在这样的变型中，可以禁止电流或电压和/或相位测量电路。然而，使得这些测量电路保持有源状态，以在处理所接收的请求之后执行对所发射的功率电平的连续监测可能是有利的。
在刚描述的实施例和实现中，非接触式通信设备DIS是读取器或者以读取器模式进行仿真。但是，设备DIS也可以是有源转发器或在卡模式下进行仿真并且能够根据有源负载调制与读取器通信。
例如在图9中示意性地示出这样的设备DIS。
然后，定义与设备的天线ANT5从读取器接收的多个功率电平相关联的、由该天线ANT5发射的多个功率电平，以用于监测由有源转发器DIS的天线ANT5发射的功率电平。
然后，例如通过包括自动增益控制系统的检测电路，在设备DIS内检测所接收的功率电平。
所接收的功率电平的增加对应于存在降低由设备的天线ANT5发射的功率电平的请求。
事实上，如果设备DIS接收的功率电平增加，则这意味着其接近读取器并且因此在有源负载调制期间，应降低由设备的天线ANT5发射的功率。
待由天线ANT5发射的各种功率电平被存储在存储器电路M3中。
而且，监测电路包括：第四存储器电路M4，被配置用于针对每个发射功率电平存储供电电压Vext的相对应的目标值；以及准备电路，被配置用于根据供电电压的相对应的目标值来对调节信号的值进行调节。
实际上，图2中所示的监测电路、特别是开关模式电源3、LDO稳压器2以及驱动电路D1和D2也被并入形成有源转发器的设备的芯片CMP5中。
这在图10中更具体地示出，图10描绘了与由转发器DIS的天线ANT5接收的每个功率电平PRj相关联的、待由该天线ANT5发射的功率电平PEj以及LDO稳压器的供电电压的相对应的目标值VextCj。
在刚描述的所有内容中，监测由非接触式通信设备DIS的天线发射的功率，无论读取器还是有源转发器，均导致功率电平的降低。
然而，如图11中示意性所示，也可以设想，如果由设备的天线发射的功率PEM变得小于最小可允许阈值SMin(例如，由标准ISO IEC 14 443规定1.5A/m(rms)的阈值)，则监测电路控制开关模式电源，以在LDO稳压器2的供电电压Vext上重新施加最大值。
图12示出了例如图2所示的芯片CMP的波形。在正常操作期间，开关模式电源3接收电压VBAT并产生电压Vext。LDO稳压器2接收电压Vext并产生电压VOUT。在接收降低所发射的功率的请求之前，LDO稳压器2的压降例如为200mV(例如，5V-4.8V)。在接收到降低功率的请求之后，LDO稳压器2将VOUT降低到例如3.3V，以降低所发射的功率。开关模式电源3在接收到保持LDO稳压器2的压降的请求之后，降低电压Vext。如图12所示，在接收功率降低请求之后，LDO稳压器2的压降与请求之前相同(例如，200mV)。
应理解，也可以使用不同于图12中使用的电压的电压。
本实用新型不限于刚描述的实现和实施例，而是包括其所有变型。
尽管上面已给出了描述，特别是在通过测量驱动电路的输出处的电流来监测调节信号SAJ的预先记录的值的情况下，可以通过渐变(例如，增量)调节来执行该监测，以执行连续的回送，从而逐渐达到电压Vext的目标值。
开关模式电源3也可以被另一可编程压降稳压器或甚至被PMOS晶体管代替，PMOS晶体管的源极将连接到初始电压Vbat，并且其漏极(传送供电电压Vext)经由可调分压器桥和比较器连接到其栅极，比较器的另一输入接收参考电压。

Claims (22)

1.一种非接触式通信设备，其特征在于，包括：
天线；
驱动级，具有供电端子，所述供电端子被配置为接收供电电压，所述驱动级被配置为将电流传送至所述天线；以及
监测电路，被配置为监测由所述天线发射的功率，并且在存在用于降低所发射的功率的电流电平的请求的情况下，所述监测电路被配置将所述驱动级的所述供电电压降低至目标值，所述目标值对应于所发射的所述功率的新目标电平，所述新目标电平低于所述电流电平。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动级包括：
压降稳压器，具有输出端子和耦合到所述供电端子的输入端子，所述压降稳压器被配置用于将输出电压传送至所述压降稳压器的所述输出端子，所述输出电压等于降低了压降的所述供电电压；以及
耦合到所述天线的端子的驱动电路，所述驱动电路具有耦合到所述压降稳压器的所述输出端子的供电电压端子，所述驱动电路被配置为将所述电流传送到所述天线，其中所述监测电路被配置为将所述压降稳压器的所述供电电压降低到所述目标值，所述压降不变。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述监测电路包括：
发生电路，被配置为生成所述供电电压，所述发生电路被配置为接收调节信号并且被配置为基于所述调节信号改变所述供电电压；以及
准备电路，被配置为准备所述调节信号，以使得所述供电电压能够达到所述目标值。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述监测电路包括第一存储器电路，所述第一存储器电路被配置为存储第一电流阈值和至少一个附加电流阈值，其中所述至少一个附加电流阈值高于所述第一电流阈值，其中电流超过所述至少一个附加电流阈值对应于存在所述请求，并且其中所述准备电路被配置为将所述调节信号的值与每个附加电流阈值相关联，使得所述供电电压能够达到所述供电电压的目标值，以使得传送至所述天线的所述电流达到处于所述第一电流阈值与所述至少一个附加电流阈值中的最低值之间的值。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一电流阈值对应于不存在所述天线与非接触式转发器的另一天线的耦合。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述监测电路包括第四存储器电路，所述第四存储器电路被配置为针对所发射的每个功率电平，存储所述供电电压的相对应的目标值，并且其中所述准备电路被配置为根据所述供电电压的所述相对应的目标值来对所述调节信号的值进行调节。
7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述监测电路包括第二存储器电路，所述第二存储器电路被配置为存储第一电压或相位阈值和至少一个附加电压或相位阈值，其中所述至少一个附加电压或相位阈值低于所述第一电压或相位阈值，其中超过所述至少一个附加电压或相位阈值对应于存在所述请求，并且其中所述准备电路被配置为将所述调节信号的值与每个附加电压或相位阈值相关联，使得所述供电电压能够达到所述供电电压的目标值，以使得控制电压或相位达到处于所述第一电压或相位阈值与至少一个附加电压或相位阈值中的最高值之间的值。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一电压或相位阈值对应于不存在所述天线与非接触式转发器的另一天线的耦合。
9.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述发生电路包括可控开关模式电源，所述可控开关模式电源具有被配置为接收初始电压的输入、被配置为传送所述供电电压的输出、以及被配置为接收所述调节信号的控制输入。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，还包括包含所述驱动级、所述准备电路和所述可控开关模式电源的至少一部分的电子芯片。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备是读取器或以读取器模式进行仿真，并且其中所述监测电路包括：
第一测量电路，被配置为测量由所述驱动级传送的所述电流；以及
第一比较电路，被配置为执行所测量的电流与至少一个电流阈值的比较，以生成结果信号，其中所述结果信号对应于存在所述请求或不存在所述请求。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备是读取器或以读取器模式进行仿真，并且其中所述监测电路包括：
第二测量电路，被配置为测量位于所述驱动级的输出和所述天线之间的节点处的控制电压或相位；以及
第二比较电路，被配置为执行所述控制电压或相位与至少一个电压或相位阈值的比较，以生成结果信号，其中所述结果信号对应于存在所述请求或者不存在所述请求。
13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述非接触式通信设备是转发器或以卡模式进行仿真，所述非接触式通信设备能够根据有源负载调制而与读取器进行通信，其中所述监测电路包括第三存储器电路，所述第三存储器电路被配置为存储由所述设备的所述天线发射的、与由所述读取器的接收设备的天线接收的多个功率电平相关联的多个功率电平，其中所述接收设备的检测电路被配置为检测所接收的所述功率电平，并且其中所接收的所述功率电平的增加对应于存在降低由所述设备的所述天线发射的功率电平的所述请求。
14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述监测电路被配置为生成所述请求。
15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备是读取器或以读取器模式进行仿真，其中所述监测电路被配置为从耦合到所述设备的转发器或以卡模式进行仿真的另一通信设备接收所述请求，并且其中所述请求包括指示所请求的功率降低的值的信息项。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述监测电路被配置为在接收到所述请求时生成所述供电电压的所述目标值。
17.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述监测电路被配置为从最大值开始降低功率电平，并且其中所述最大值对应于初始功率电平。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述初始功率电平对应于在所述天线与另一非接触式设备的另一天线不存在耦合的情况下发射的功率电平。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述监测电路被配置为当所发射的功率达到最小可允许阈值时，将所述供电电压增大到所述供电电压的最大值。
20.一种非接触式通信设备，其特征在于，包括：
驱动级，被配置为耦合到天线，所述驱动级被配置为将电流传送到所述天线；
低压降稳压器，所述低压降稳压器具有耦合到所述驱动级的输出；
开关模式电源，被配置为耦合到电感器，所述开关模式电源具有耦合到所述低压降稳压器的输入的输出、被配置为耦合到电池的输入、以及控制输入，其中所述开关模式电源被配置为基于所述控制输入在所述开关模式电源的输出处生成输出电压；以及
监测电路，被配置为：
监测由所述天线发射的功率，以及，
在存在降低所述天线发射的功率的请求的情况下，降低由所述天线发射的所述功率，并且控制所述开关模式电源的所述控制输入，以保持所述低压降稳压器的压降等于所述低压降稳压器的第一压降，其中所述第一压降与在降低所述天线发射的功率之前的所述低压降稳压器的所述压降相对应。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，还包括所述天线、电感器和所述电池。
22.根据权利要求20所述的设备，其特征在于，所述控制输入经由第一电阻器而被耦合到所述开关模式电源的所述输出、并经由电阻器库而被耦合到参考节点，并且其中所述监测电路通过控制所述电阻器库来控制所述控制输入。
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