CN219370353U - 一种近场通信读写装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种近场通信读写装置，该装置包括近场通信读写芯片和天线系统；所述天线系统包括天线系统匹配电容、发射天线电感、品质因子调节电阻以及正弦波信号发射模块，其中；天线系统匹配电容包括串联匹配电容和并联匹配电容，用于为天线系统提供阻抗匹配；发射天线电感用于作为天线系统的发射天线，以发射信号；品质因子调节电阻用于调节天线系统的品质因子；正弦波信号发射模块用于发射模拟正弦波信号。本实用新型通过集成了模拟正弦波发射功能的近场通信(NFC)读写芯片或者片外独立的正弦波发射模块，直接向NFC天线系统发射正弦波，从而减少了现有方案所需的滤波器匹配元件。
Description
技术领域
本实用新型涉及近场通信技术领域，尤其涉及一种近场通信读写装置。
背景技术
近场通信(NFC)读写装置的性能优劣，不仅与近场通信(NFC)读写芯片性能相关，而且与NFC天线匹配系统直接关联。基于现有的方案，通常是近场通信(NFC)读写芯片发射端口连接电磁兼容EMC滤波器、再连接串联匹配电容、并联匹配电容、NFC读写天线、以及品质因子调节电阻等元件，数量较多，通常进行匹配参数调节时，需要仿真、焊接、测试，再调节参数、再次测试，反复循环才能得到一个折中的结果，复杂度大、耗时长。
如附图1所述，现有技术中的近场通信(NFC)读写装置中，其TX1、TX2发射相位相反的方波信号，外部需要首先连接电磁兼容EMC所需的L01、C01、L02、C02滤波器元件，再连接串联电容Cs1、Cs2、并联电容Cp1、Cp2、最后再连接品质因子调节电阻R1、R2、以及发射天线L0，因此，其天线的匹配设计比较复杂。
因此有必要对现有的近场通信(NFC)读写装置进行结构改进。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种近场通信读写装置，通过近场通信(NFC)读写芯片发射模拟正弦波的方式，减少外部电磁兼容EMC滤波器所需的4个元件，仅保留串联匹配电容、并联匹配电容元件，从而大大简化近场通信(NFC)读写装置天线系统外部匹配的复杂性，同时也减小了天线系统的板级面积。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种近场通信读写装置，包括：
近场通信读写芯片和天线系统；所述天线系统包括天线系统匹配电容、发射天线电感、品质因子调节电阻以及正弦波信号发射模块，其中；
天线系统匹配电容包括串联匹配电容和并联匹配电容，用于为天线系统提供阻抗匹配；
发射天线电感用于作为天线系统的发射天线，以发射信号；
品质因子调节电阻用于调节天线系统的品质因子；
正弦波信号发射模块用于发射模拟正弦波信号。
在可能的一些实施方式中，所述正弦波发射模块集成于所述近场通信读写芯片内部，或，为近场通信读写芯片外部的独立发射模块。
在可能的一些实施方式中，当所述天线系统为双端发射方式时，所述串联匹配电容包括Cs1和Cs2，并联匹配电容包括Cp1和Cp2，所述品质因子调节电阻包括R1和R2，发射天线电感包括电感L0，所述正弦波信号发射模块包括双端发射端口TX1和TX2。
在可能的一些实施方式中，当所述天线系统可以是双端发射方式时，所述双端发射端口TX1和TX2发射相位相反的正弦信号。
在可能的一些实施方式中，所述天线系统还包括TVSS；在TX1发射模拟正弦波信号期间，TX2端口相对TVSS是恒定的低阻；在TX2发射模拟正弦波信号期间，TX1对TVSS是恒定低阻。
在可能的一些实施方式中，当所述天线系统为单端发射方式时，所述串联匹配电容包括Cs1或Cs2，并联匹配电容包括Cp1或Cp2，所述品质因子调节电阻包括R1或R2，发射天线电感包括电感L0，所述正弦波信号发射模块包括双端发射端口TX1或TX2。
在可能的一些实施方式中，所述天线系统匹配电容可集成在近场通信读写芯片内部，或作为天线系统一部分。
在可能的一些实施方式中，所述近场通信读写芯片包括控制逻辑模块，所述控制逻辑模块实现近场通信的通信协议和控制逻辑指令。
在可能的一些实施方式中，所述近场通信读写芯片包括控制PA1和PA2，所述PA1和PA2用于对发射信号进行功率放大。
在可能的一些实施方式中，所述近场通信读写芯片还与MCU芯片电连接。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过集成了模拟正弦波发射功能的近场通信(NFC)读写芯片或者片外独立的正弦波发射模块，直接向NFC天线系统发射正弦波，从而减少了现有方案所需的滤波器匹配元件。
进一步的，通过近场通信(NFC)读写芯片发射模拟正弦波的方式，对于差分双端发射方式，可以减少外部电磁兼容EMC滤波器所需的4个元件，仅保留串联匹配电容、并联匹配电容元件，从而大大简化近场通信(NFC)读写装置天线系统外部匹配的复杂性，同时也较大的减小了天线系统的板级面积，为各种手持设备的小型化提供了帮助。
附图说明
图1为现有技术中近场通信读写装置的天线系统匹配示意图；
图2为本实用新型提供的近场通信读写装置的天线系统匹配一实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
在陈述实施例之前，先对现有技术进行详细描述，请参阅图1，图1为现有技术中近场通信读写装置的天线系统匹配示意图。
在现有技术中，近场通信(NFC)读写芯片或者独立的发射模块，其TX1、TX2发射相位相反的方波信号，外部需要首先连接电磁兼容EMC所需的L01、C01、L02、C02滤波器元件，再连接串联电容Cs1、Cs2、并联电容Cp1、Cp2、最后再连接品质因子调节电阻R1、R2、以及发射天线L0。
可见，在该近场通信(NFC)读写芯片中，因为其滤波器元件(L01、C01、L02、C02)的存在，在具体应用时，需要不断进行匹配参数调节时，需要仿真、焊接、测试，再调节参数、再次测试，反复循环才能得到一个折中的结果，复杂度大、耗时长，因此若能够减少滤波器元件，就能减少参数调试次数和时间，从而可简化近场通信(NFC)读写装置天线系统外部匹配的复杂性，同时也较大的减小了天线系统的板级面积。
如图2所示，图2为本实用新型提供的近场通信读写装置的天线系统匹配一实施例的示意图，其包括：
近场通信读写芯片和天线系统；所述天线系统包括天线系统匹配电容、发射天线电感、品质因子调节电阻以及正弦波信号发射模块，其中；
天线系统匹配电容包括串联匹配电容和并联匹配电容，用于为天线系统提供阻抗匹配；
发射天线电感用于作为天线系统的发射天线，以发射信号；
品质因子调节电阻用于调节天线系统的品质因子；
正弦波信号发射模块用于发射模拟正弦波信号。
需要说明的是，正弦波信号发射模块可以直接发射模拟正弦波信号，从而外部天线系统可以省去外部的电磁兼容EMC所需的L、C滤波器元件，直接连接串联电容、并联电容，最后连接品质因子调节电阻、以及发射天线。为实现不同的发射功率，可以通过调节电容Cs1、Cs2、Cp1、Cp2得到合适的天线系统等效输入阻抗，另外还可以调节近场通信(NFC)读写芯片的发射电压幅度，从而实现发射功率的调节。
与现有技术相比，本实用新型通过集成了模拟正弦波发射功能的近场通信(NFC)读写芯片或者片外独立的正弦波发射模块，直接向NFC天线系统发射正弦波，从而减少了现有方案所需的滤波器匹配元件。
进一步的，通过近场通信(NFC)读写芯片发射模拟正弦波的方式，对于差分双端发射方式，可以减少外部电磁兼容EMC滤波器所需的4个元件，仅保留串联匹配电容、并联匹配电容元件，从而大大简化近场通信(NFC)读写装置天线系统外部匹配的复杂性，同时也较大的减小了天线系统的板级面积，为各种手持设备的小型化提供了帮助。
在实用新型的一些实施方式中，所述正弦波发射模块集成于所述近场通信读写芯片内部，或，为近场通信读写芯片外部的独立发射模块。
在实用新型的一些实施方式中，当所述天线系统为双端发射方式时，所述串联匹配电容包括Cs1和Cs2，并联匹配电容包括Cp1和Cp2，所述品质因子调节电阻包括R1和R2，发射天线电感包括电感L0，所述正弦波信号发射模块包括双端发射端口TX1和TX2。
在实用新型的一些实施方式中，当所述天线系统可以是双端发射方式时，所述双端发射端口TX1和TX2发射相位相反的正弦信号。
在实用新型的一些实施方式中，所述天线系统还包括TVSS；在TX1发射模拟正弦波信号期间，TX2端口相对TVSS是恒定的低阻；在TX2发射模拟正弦波信号期间，TX1对TVSS是恒定低阻。
在实用新型的一些实施方式中，当所述天线系统为单端发射方式时，所述串联匹配电容包括Cs1或Cs2，并联匹配电容包括Cp1或Cp2，所述品质因子调节电阻包括R1或R2，发射天线电感包括电感L0，所述正弦波信号发射模块包括双端发射端口TX1或TX2；其中，发射天线L0通常是在PCB板上实现；电阻R1、R2用于调节近场通信(NFC)读写装置天线系统的品质因子，为实现与NFC卡片(或电子标签)更好的通信兼容性，通常需要对天线系统的品质因子进行合理调节。
在实用新型的一些实施方式中，所述天线系统匹配电容可集成在近场通信读写芯片内部，或作为天线系统一部分。
需要说明的是，通过串联、并联电容的参数合理选择，可以得到希望的天线系统等效输入阻抗，连接近场通信(NFC)读写芯片的发射端TX1、TX2后，可以实现系统所需的发射功率。如果近场通信(NFC)读写装置芯片采用单端发射方式，则天线系统所需的串联匹配电容、并联匹配电容则仅需要一组即可。串联电容Cs1、Cs2也可以集成到近场通信(NFC)读写装置芯片的内部，从而天线系统的在片外就更为简洁。
在实用新型的一些实施方式中，所述近场通信读写芯片包括控制逻辑模块，所述控制逻辑模块实现近场通信的通信协议和控制逻辑指令。
在实用新型的一些实施方式中，所述近场通信读写芯片包括控制PA1和PA2，所述PA1和PA2用于对发射信号进行功率放大。
在实用新型的一些实施方式中，所述近场通信读写芯片还与MCU芯片电连接。
综上所述，本实用新型通过集成了模拟正弦波发射功能的近场通信(NFC)读写芯片或者片外独立的正弦波发射模块，直接向NFC天线系统发射正弦波，从而减少了现有方案所需的滤波器匹配元件。
进一步的，通过近场通信(NFC)读写芯片发射模拟正弦波的方式，对于差分双端发射方式，可以减少外部电磁兼容EMC滤波器所需的4个元件，仅保留串联匹配电容、并联匹配电容元件，从而大大简化近场通信(NFC)读写装置天线系统外部匹配的复杂性，同时也较大的减小了天线系统的板级面积，为各种手持设备的小型化提供了帮助。
综上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种近场通信读写装置，其特征在于，包括：近场通信读写芯片和天线系统；所述天线系统包括天线系统匹配电容、发射天线电感、品质因子调节电阻以及正弦波信号发射模块，其中；
天线系统匹配电容包括串联匹配电容和并联匹配电容，用于为天线系统提供阻抗匹配；
发射天线电感用于作为天线系统的发射天线，以发射信号；
品质因子调节电阻用于调节天线系统的品质因子；
正弦波信号发射模块用于发射模拟正弦波信号。
2.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，所述正弦波信号发射模块集成于所述近场通信读写芯片内部，或，为近场通信读写芯片外部的独立发射模块。
3.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，当所述天线系统为双端发射方式时，所述串联匹配电容包括Cs1和Cs2，并联匹配电容包括Cp1和Cp2，所述品质因子调节电阻包括R1和R2，发射天线电感包括电感L0，所述正弦波信号发射模块包括双端发射端口TX1和TX2。
4.根据权利要求3所述的近场通信读写装置，其特征在于，当所述天线系统可以是双端发射方式时，所述双端发射端口TX1和TX2发射相位相反的正弦信号。
5.根据权利要求3所述的近场通信读写装置，其特征在于，所述天线系统还包括TVSS；在TX1发射模拟正弦波信号期间，TX2端口相对TVSS是恒定的低阻；在TX2发射模拟正弦波信号期间，TX1对TVSS是恒定低阻。
6.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，当所述天线系统为单端发射方式时，所述串联匹配电容包括Cs1或Cs2，并联匹配电容包括Cp1或Cp2，所述品质因子调节电阻包括R1或R2，发射天线电感包括电感L0，所述正弦波信号发射模块包括双端发射端口TX1或TX2。
7.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，所述天线系统匹配电容可集成在近场通信读写芯片内部，或作为天线系统一部分。
8.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，所述近场通信读写芯片包括控制逻辑模块，所述控制逻辑模块实现近场通信的通信协议和控制逻辑指令。
9.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，所述近场通信读写芯片包括控制PA1和PA2，所述PA1和PA2用于对发射信号进行功率放大。
10.根据权利要求1所述的近场通信读写装置，其特征在于，所述近场通信读写芯片还与MCU芯片电连接。
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| CN202320027387.4U CN219370353U (zh) | 2023-01-06 | 2023-01-06 | 一种近场通信读写装置 |
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