CN217508769U - 一种nfc天线电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种NFC天线电路及电子设备，包括：NFC芯片、滤波电路、匹配电路、过滤电路和NFC天线；NFC芯片设置有第一信号输出端口、第二信号输出端口；滤波电路的两个输入端分别与第一信号输出端口和第二信号输出端口连接，滤波电路的一输出端与匹配电路连接，使得来自第一信号输出端口的第一信号经滤波电路后进入匹配电路后从NFC天线发射，滤波电路的另一输出端与过滤电路连接，使得来自第二信号输出端口的第二信号经滤波电路后进入过滤电路。本申请NFC天线电路不需要巴伦器件，简单地实现了将双端信号转为单端信号，实现了NFC信号单端传输，降低了成本，同时减少了对NFC天线电路所在电子设备的主板的占用空间。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于NFC技术，尤指一种NFC天线电路及电子设备。
背景技术
近场通信(NFC，Near Field Communication)是一种近距离无线通信。 由于NFC具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，现在大多数电子设 备中都具有NFC功能。
随着电子设备的功能越来越多，内部堆叠的元器件更加紧凑。目前，对 NFC天线电路的设计需求主要包括减少主板占用空间、降低成本。
实用新型内容
本申请提供一种NFC天线电路及电子设备，能够减少主板占用空间、降 低成本。
本申请实施例提供一种NFC天线电路，包括：NFC芯片、滤波电路、 匹配电路、过滤电路和NFC天线；其中，
所述NFC芯片用于实现近场通信，所述NFC芯片设置有第一信号输出 端口、第二信号输出端口；
所述滤波电路用于滤除电磁干扰，所述滤波电路的两个输入端分别与所 述第一信号输出端口和所述第二信号输出端口连接，所述滤波电路的一输出 端与所述匹配电路连接，使得来自所述第一信号输出端口的第一信号经所述 滤波电路后进入所述匹配电路，所述滤波电路的另一输出端与所述过滤电路 连接，使得来自所述第二信号输出端口的第二信号经所述滤波电路后进入所 述过滤电路；
所述匹配电路用于调节发射负载和谐振频率，所述第一信号经所述匹配 电路从所述NFC天线发射；
所述过滤电路用于屏蔽NFC信号之外的干扰信号，所述第二信号经所述过滤电路后接地。
本申请实施例提供的NFC天线电路，不需要巴伦器件，简单地实现了将 双端信号转为单端信号，实现了NFC信号单端传输，降低了成本，同时减少 了对主板的占用空间。
进一步地，本申请实施例提供的NFC天线电路中，不需要昂贵的巴伦器 件也简单地实现了将双端信号转为了单端信号，降低了成本，且过屏蔽了其 他非NFC信号，最大程度地降低链路损耗；而且，由于第二信号通过过滤电 路回地，不再需要额外走线，堆叠上节省了对主板的占用空间。
进一步地，本申请实施例提供的NFC天线电路中，通过隔离电路60实 现了离蜂窝天线与NFC天线间干扰的隔离。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述任一项所述的NFC天线电 路。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说 明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优 点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请 技术方案的限制。
图1为相关技术中一种NFC天线电路的电路示意图；
图2为相关技术中另一种NFC天线电路的电路示意图；
图3为本申请实施例中NFC天线电路的组成结构示意图；
图4为本申请实施例中NFC天线电路的一种实施例的电路示意图；
图5为本申请实施例中隔离电路的电路示意图；
图6为本申请实施例中NFC天线电路的另一种实施例的电路示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图 对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申 请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。 附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现， 并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请 的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由 此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。 在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另 有明确具体的限定。
可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等 相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形 式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含” 或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组 合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操 作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和 /或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
NFC天线电路一般采用差分电路设计，如图1所示，NFC天线电路主要 包括NFC芯片、NFC天线、匹配网络、EMC滤波和接收电路。在图1所示 的实施例中，NFC芯片发出的射频信号(端口Tx1、端口Tx2)，经由EMC 滤波电路、匹配网络后传输到NFC天线，由NFC天线产生感应磁场以实现 射频信号发射。NFC天线接收的射频信号，经过匹配网络、接收电路后传输到NFC芯片(端口Rx1、端口Rx2)。其中，EMC滤波用于滤除电磁干扰。 匹配网络用于调节发射负载和谐振频率。电阻Rq是串联电阻，用于调整天 线的Q值与带宽。接收电路由电容Crx和电阻Rrx组成，其中电容Crx用于 滤除直流信号。图1所示的NFC天线电路不能引入接地层，通常为线圈方案， 电路设计存在局限性。
在一些金属边框NFC天线电路中，如图2所示，会在EMC滤波电路和 匹配网络中间加入巴伦器件，以实现平衡馈电转化为不平衡馈电，使得NFC 天线电路能够适用于金属边框天线方案。其中，巴伦(balun)器件为一种三 端口器件，或者说是一种通过将匹配输入转换为差分输出而实现平衡传输线 电路与不平衡传输线电路之间的连接的宽带射频传输线变压器。图2所示的 NFC天线电路虽然简化了电路，但是增加了balun器件，提高了电路设计成 本。
为了简化NFC天线电路，减少NFC天线电路对主板的占用空间，同时 还能降低成本，本申请实施例提供一种NFC天线电路，如图3所示，包括： NFC芯片10、滤波电路20、匹配电路30、过滤电路40和NFC天线；其中，
NFC芯片10用于实现近场通信，NFC芯片10设置有第一信号输出端口 Tx1、第二信号输出端口Tx2；
滤波电路20用于滤除电磁干扰，滤波电路20的两个输入端分别与NFC 芯片10的第一信号输出端口Tx1和第二信号输出端口Tx2连接，滤波电路 20的一输出端与匹配电路30连接，使得来自NFC芯片10的第一信号输出 端口Tx1的第一信号经滤波电路20后进入匹配电路30，滤波电路20的另一 输出端与过滤电路40连接，使得来自NFC芯片10的第二信号输出端口Tx2 的第二信号经滤波电路20后进入过滤电路40；
匹配电路30用于调节发射负载和谐振频率，第一信号经匹配电路30从 NFC天线50发射；
过滤电路40用于屏蔽NFC信号之外的干扰信号，第二信号经过滤电路 40接地。
在一种示例性实例中，NFC芯片10还设置有第一信号接收端口Rx1和/ 或第二信号接收端口Rx2，本申请实施例的NFC天线电路还包括第一接收电 路61和/或第二接收电路62。第一接收电路61、第二接收电路62分别用于 接收NFC天线接收到的经匹配电路30传输的信号。
本申请实施例提供的NFC天线电路，不需要巴伦器件，简单地实现了将 双端信号转为单端信号，实现了NFC信号单端传输，降低了成本，同时减少 了对主板的占用空间。
在一种示例性实例中，NFC芯片10为NFC控制器(NFC Controller)， 是一种短距离的高频无线通信技术，其可以具有相互通信功能及计算能力， 能够实现电子设备之间进行非接触式点对点数据传输和交换数据，且能够兼 容无线射频识别(RFID，Radio FrequencyIdentification)。实际应用中，通过 在NFC单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能够在 短距离内与兼容设备进行识别和数据交换等等。本申请对此不作限定，可以 为任意的厂家生产的芯片。
在一种示例性实例中，第一接收电路61和第二接收电路62可以相同， 示例性地，如图4所示，均由电容Crx和电阻Rrx串联组成，其中电容Crx 滤除直流信号。需要说明的是，图4仅是一个电路示例，并不用于限定本申 请的保护范围。
在一种示例性实例中，如图4所示，示例性地，滤波电路20可以是由一 对电容器C0和一对电感器L0形成的电磁干扰(EMC)滤波器。需要说明的 是，图4中的电容C0’为预留电容，可以不需要，图4仅是一个电路示例， 并不用于限定本申请的保护范围。
在一种示例性实例中，如图4所示，示例性地，匹配电路30由电容C1 和电容C2组成，电容C1的一端与滤波电路20的输出第一信号的输出端连 接，电容C1的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端接地。其中， 电容C1是负载电容，天线感量越大，电容C1取值越小。电容C2是谐振电 容，取值和天线电感量直接相关。需要说明的是，图4仅是一个电路示例， 并不用于限定本申请的保护范围。
在一种示例性实例中，如图4所示，示例性地，过滤电路40可以包括电 容C3，电容C3的一端与滤波电路20的输出第二信号的输出端连接，电容 C3的另一端接地。需要说明的是，图4仅是一个电路示例，并不用于限定本 申请的保护范围。
在一种示例性实例中，如图4所示，示例性地，过滤电路40可以包括串 联的电容C3和电感L2，其中，电容C3的一端与滤波电路20的输出第二信 号的输出端连接，电容C3的另一端与电感L2的一端连接，电感L2的另一 端接地。电感L2可增加链路感量，方便无源调谐。在一种实施例中，电容 C3与电感L2组成串联谐振电路，近场通信工作在13.56MHz频率，当电容 C3和电感L2组成的串联谐振电路工作在谐振频率13.56MHz时，阻抗Z＝0， 使得能量损耗最低，对除13.56MHz频率之外的信号具有屏蔽的作用。为了 使电路阻抗达到最低，电容C3和电感L2的值可以根据串联谐振电路的公式 
选取,从而达到以最大程度地降低链路损耗。需要说明的是，图 4仅是一个电路示例，并不用于限定本申请的保护范围。
本申请实施例提供的NFC天线电路中，不需要昂贵的巴伦器件也简单地 实现了将双端信号转为了单端信号，降低了成本，且过屏蔽了其他非NFC信 号，最大程度地降低链路损耗；而且，由于第二信号通过过滤电路40回地， 不再需要额外走线，堆叠上节省了对主板的占用空间。
在一种示例性实例中，如图4所示，示例性地，NFC天线50可以采用 辐射体501表示，辐射体501的一端与匹配电路30的输出端连接即与匹配电 路30中的电容C1和电容C2的连接点连接，辐射体501的另一端接地。本 申请实施例中的辐射体可以是线圈，也可以是金属边框作为的辐射体，也就 是说，本申请实施例提供的NFC天线电路同时适用于线圈方案和金属边框方 案。
在一种示例性实例中，为了实现整个NFC天线电路的自电感的感值下降， 可以在弹片处串联电感，如图5所示，结合图6，电感L3的一端与匹配电路 30的输出端即匹配电路30中的电容C1和电容C2的连接点连接(如图中的 连接点601)，电感L3的另一端与辐射体的一端连接(如图中的连接点602) 如可以通过弹片连接，辐射体的另一端接地。在一种实施例中，如图6所示， 本申请实施例提供的NFC天线电路还包括：隔离电路60，用于隔离蜂窝天线与NFC天线间的干扰，包括：电容C5、电感L3和电容C6。其中，电容 C5串接在蜂窝天线端口上，电容C5的一端与蜂窝天线端口连接，电容C5 的另一端通过弹片与NFC天线的辐射体501的一端连接，辐射体501的另一 端接地，电感L3的一端与匹配电路30的输出端连接如图中的电容C1和电 容C2的连接点连接(如图中的连接点601)，电感L3的另一端与辐射体的 一端连接(如图中的连接点602)如可以通过弹片连接，电容C6的一端与匹 配电路30的输出端连接即与匹配电路30中的电容C1和电容C2的连接点连 接，电容C6的另一端接地。本实施例中，电容C5用于阻低频通高频，防止 了NFC天线对蜂窝天线的干扰，电感L3用于阻高频通低频，防止了蜂窝天 线对NFC天线的干扰，电容C6用于防止NFC天线的低频信号回地。
本申请还提供一种电子设备，包括本申请实施例中提供的任一项NFC天 线电路。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请 而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人 员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细 节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利 要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种NFC天线电路，其特征在于，包括：NFC芯片、滤波电路、匹配电路、过滤电路和NFC天线；其中，
所述NFC芯片用于实现近场通信，所述NFC芯片设置有第一信号输出端口、第二信号输出端口；
所述滤波电路用于滤除电磁干扰，所述滤波电路的两个输入端分别与所述第一信号输出端口和所述第二信号输出端口连接，所述滤波电路的一输出端与所述匹配电路连接，使得来自所述第一信号输出端口的第一信号经所述滤波电路后进入所述匹配电路，所述滤波电路的另一输出端与所述过滤电路连接，使得来自所述第二信号输出端口的第二信号经所述滤波电路后进入所述过滤电路；
所述匹配电路用于调节发射负载和谐振频率，所述第一信号经所述匹配电路从所述NFC天线发射；
所述过滤电路用于屏蔽NFC信号之外的干扰信号，所述第二信号经所述过滤电路后接地。
2.根据权利要求1所述的NFC天线电路，其特征在于，所述NFC芯片还设置有第一信号接收端口和/或第二信号接收端口；
所述NFC天线电路还包括第一接收电路和/或第二接收电路，所述第一接收电路、所述第二接收电路分别用于接收所述NFC天线接收到的经所述匹配电路传输的信号。
3.根据权利要求2所述的NFC天线电路，其特征在于，所述第一接收电路或所述第二接收电路包括串联的电容Crx和电阻Rrx，其中，电容Crx用于滤除直流信号。
4.根据权利要求1或2所述的NFC天线电路，其特征在于，所述滤波电路为一对电容器C0和一对电感器L0形成的电磁干扰EMC滤波器。
5.根据权利要求1或2所述的NFC天线电路，其特征在于，所述匹配电路包括电容C1和电容C2；所述电容C1的一端与所述滤波电路的输出所述第一信号的输出端连接，所述电容C1的另一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端接地。
6.根据权利要求1或2所述的NFC天线电路，其特征在于，所述过滤电路包括电容C3，所述电容C3的一端与所述滤波电路的输出所述第二信号的输出端连接，所述电容C3的另一端接地。
7.根据权利要求1或2所述的NFC天线电路，其特征在于，所述过滤电路包括串联的电容C3和电感L2；其中，所述电容C3的一端与所述滤波电路的输出所述第二信号的输出端连接，所述电容C3的另一端与所述电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端接地。
8.根据权利要求1或2所述的NFC天线电路，其特征在于，所述NFC天线包括一辐射体，所述辐射体的一端与所述匹配电路的输出端连接，所述辐射体的另一端接地。
9.根据权利要求8所述的NFC天线电路，其特征在于，还包括：隔离电路，用于隔离蜂窝天线与所述NFC天线间的干扰；
所述隔离电路包括：电容C5、电感L3和电容C6；其中，所述电容C5串接在蜂窝天线端口上，所述电容C5的一端与所述蜂窝天线端口连接，所述电容C5的另一端通过弹片与所述NFC天线的辐射体的一端连接，所述辐射体的另一端接地，所述电感L3的一端与所述匹配电路的输出端连接，所述电感L3的另一端与通过弹片与所述辐射体的一端连接，所述电容C6的一端与所述匹配电路的输出端连接，所述电容C6的另一端接地。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的NFC天线电路。
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| CN202220863001.9U CN217508769U (zh) | 2022-04-13 | 2022-04-13 | 一种nfc天线电路及电子设备 |
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