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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Nahfeldkommunikations-(NFC-)-Leseeinrichtung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein Teil eines typischen bekannten NFC-Systems ist schematisch bei 10 in 1 gezeigt. In dem System aus 1 umfasst eine NFC-Leseeinrichtung 12 einen Leistungsverstärker 14, dessen Ausgang mit Eingangsanschlüssen einer Antenne 16 verbunden ist, und zwar vermittels eines Verstärkerfilters mit Kondensatoren 18a, 18b, die in Serie zwischen differentiellen Ausgängen des Leistungsverstärkers 16 und Eingangseinschlüssen der Antenne 14 verbunden sind.
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Ein NFC-Tag 22 kommuniziert mit der Leseeinrichtung 12 vermittels einer Antenne 24, wobei die anderen Komponenten des Tags 22 durch einen Kondensator 26 und einen Widerstand 28 repräsentiert sind, die mit der Antenne 24 parallel verbunden sind.
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Der Leistungsverstärker 14 ist als Teil einer integrierten Schaltung implementiert (d. h. ist eine Komponente ”auf dem Chip”), während die Kondensatoren 18a, 18b Komponenten außerhalb des Chips (d. h. extern zu der integrierten Schaltung, die den Leistungsverstärker 14 enthält) mit festem Wert sind.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Kondensatoren 18a, 18b und die Antenne 16 eine serielle Resonanzschaltung bilden. Die Resonanzfrequenz dieser Schaltung wird wenigstens teilweise durch die Kapazitätswerte der Kondensatoren 18a, 18b bestimmt. Für eine optimale Datenübertragung ist es wichtig, dass die Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung gleich der Frequenz des durch die Leseeinrichtung 12 zu übertragenden Signals ist oder wenigstens sehr nah bei dieser Frequenz liegt.
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Die Kapazitätswerte der Kondensatoren 18a, 18b unterliegen jedoch Fertigungstoleranzen. Durch diese Toleranzen ist es unmöglich zu gewährleisten, dass die Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung gleich der Frequenz des zu übertragenden Signals ist, und somit ist bei NFC-Leseeinrichtungen des in 1 gezeigten Typs die Übertragung von Daten zwischen der Leseeinrichtung 12 und dem Tag 22 nur selten optimal.
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Hieraus ergeben sich zwei Probleme. Wenn das von der Leseeinrichtung 12 zu übertragende Signal durch eine Spannungsquelle generiert wird, kann die Leistungsübertragung zu dem Tag 22 reduziert sein. Wird das von der Leseeinrichtung 12 zu übertragende Signal durch eine Stromquelle generiert, so kann das übertragene Signal verzerrt sein, wenn die Eingangsimpedanz der Antenne 16 zu hoch ist.
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Dieses zweite Problem tritt während des NFC-Betriebs auf, wenn der Kopplungsfaktor zwischen der Antenne 16 der Leseeinrichtung 12 und der Antenne 24 des Tags 22 sich verändert und dies auch eine Veränderung der Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung und in dem äquivalenten seriellen Eingangswiderstand der Leseeinrichtung 12 verursacht. Das an dem Tag empfangene Signal kann dann eine Spitzenamplitude erreichen, wenn der Kopplungsfaktor noch nicht seinen Spitzenwert erreicht hat. Jede Reduzierung der Distanz zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 16 und der Tag-Antenne 24, nachdem dieser kritische Kopplungspunkt erreicht wurde, bewirkt ein Abfallen der Amplitude des Eingangssignals an dem Tag 22.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Nahfeldkommunikations-(NFC-)-Leseeinrichtung, die einen Verstärker aufweist, der eine Antenne treibt. Kondensatoren mit festem Wert sind in Serie zwischen differentiellen Ausgängen des Verstärkers und Eingängen des Verstärkers verbunden und bilden eine serielle Resonanzschaltung mit der Impedanz der Antenne. Variable Kapazitäten sind in Serie mit den Festwertkondensatoren vorgesehen, und die Kapazität dieser variablen Kapazitäten kann eingestellt werden, um Fertigungstoleranzen in den Festwertkondensatoren auszugleichen, die eine Frequenzabweichung zwischen einer gewünschten Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung und deren tatsächlicher Resonanzfrequenz verursachen. Zusätzlich können die variablen Kapazitäten eingestellt werden, um Veränderungen in der Eingangsimpedanz der Antenne auszugleichen, die mit einer Veränderung der Distanz zwischen der Antenne der Leseeinrichtung und einer Antenne eines NFC-Tags auftreten, um die Leistung des Tags zu optimieren. Ein weiteres Merkmal ermöglicht eine Reduzierung der Leistungsaufnahme der Leseeinrichtung durch Einstellen der Leistungsversorgung für den Verstärker entsprechend einem erforderlichen Spitzenausgangswert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Nahfeldkommunikations-(NFC-)-Leseeinrichtung bereitgestellt, die einen Verstärker zum Treiben einer Antenne umfasst, wobei die Antenne einen Teil einer Resonanzschaltung bildet und die NFC-Leseeinrichtung weiterhin eine variable Kapazität zum Abstimmen der Resonanzschaltung auf eine gewünschte Resonanzfrequenz umfasst.
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Die variable Kapazität ermöglicht ein präzises Abstimmen der Resonanzschaltung, welche die Antenne enthält, auf eine gewünschte Resonanzfrequenz, wodurch jede Frequenzabweichung zwischen der gewünschten Resonanzfrequenz (die typischerweise die Frequenz eines zu übertragenden Signals ist) und der tatsächlichen Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung minimiert wird. Zusätzlich ermöglicht die variable Kapazität bei Verwendung in Verbindung mit einem Impedanzwandler ein Abstimmen der Resonanzschaltung während der Verwendung der Leseeinrichtung, um Schwankungen der Eingangsimpedanz der Antenne auszugleichen, die mit einer Veränderung einer Distanz zwischen der Antenne der Leseeinrichtung und einer Antenne eines Tags auftreten können, was eine Optimierung des Verhaltens des Tags erlaubt. Ein solches Abstimmen der Resonanzschaltung zur Optimierung des Verhaltens hat auch Vorteile hinsichtlich des Wirkungsgrades der Leseeinrichtung. Wenn die Leseeinrichtung eine Stromquelle ist und der Antenne einen Strom zuführt, erlaubt eine Minimierung der Antennen-Eingangsspannung durch Reduzierung der Antennen-Eingangsimpedanz eine Reduzierung der Verstärker-Versorgungsspannung, wodurch die gesamte Leistungsaufnahme der Leseeinrichtung reduziert wird. Ist die Leseeinrichtung eine Spannungsquelle, so erlaubt eine Minimierung der Antennenimpedanz eine maximale Leistungsübertragung zu dem Tag. Ein zusätzlicher Nutzen der Abstimmung liegt darin, dass sie ein unkontrolliertes Schwingen oder Überschwingen an Datenrändern reduziert, was eine geringere Wahrscheinlichkeit von Datenverfälschung während der Kommunikation zwischen einer Leseeinrichtung und einem Tag ermöglicht.
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Weiterhin kann die Nahfeldkommunikations-Leseeinrichtung eine Steuerschaltung umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Frequenzabweichung zwischen der gewünschten Resonanzfrequenz und der tatsächlichen Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung zu erfassen und die variable Kapazität einzustellen, um die Resonanzschaltung auf die gewünschte Resonanzfrequenz abzustimmen.
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Die Steuerschaltung kann einen Phasendetektor zum Erfassen der Phase eines Signals an einem Eingang der Antenne umfassen.
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Weiterhin kann die Nahfeldkommunikations-Leseeinrichtung eine Leistungsversorgung zum Speisen des Verstärkers umfassen, wobei die Steuerschaltung zum Steuern der durch die Leistungsversorgung ausgegebenen Spannung funktionsfähig ist. Die Leistungsversorgungspannung kann so niedrig wie möglich eingestellt sein, während dennoch zugelassen wird, dass gerade die erforderliche Spannung und/oder der erforderliche Strom der Antenne zugeführt wird.
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Beispielsweise kann die Steuerschaltung dazu ausgebildet sein, die Spitzenamplitude eines Signals an einem Ausgang der Antenne zu erfassen und die durch die Leistungsversorgung ausgegebene Spannung auf einen Minimalpegel einzustellen, bei dem die erfasste Spitzenamplitude des Signals durch den Verstärker bereitgestellt werden kann.
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Der Verstärker und die variable Kapazität können als Teil einer integrierten Schaltung implementiert sein.
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Die variable Kapazität kann beispielsweise einen kapazitiven Digital-Analog-Wandler umfassen.
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Weiterhin kann die Nahfeldkommunikations-Leseeinrichtung einen Impedanzwandler zum Anpassen der Eingangsimpedanz der Antenne an die Ausgangsimpedanz des Verstärkers umfassen. Dies trägt zur Aufrechterhaltung einer niedrigen Antennen-Eingangsimpedanz bei.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Lediglich als Beispiele werden nun Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer bekannten NFC-Leseeinrichtung mit Tag;
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2 eine schematische Darstellung eines NFC-Systems, das eine NFC-Leseeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
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3 eine schematische Darstellung der in 2 gezeigten NFC-Leseeinrichtung und
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4 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer NFC-Leseeinrichtung.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf 2 ist ein NFC-System generell bei 40 gezeigt und umfasst eine NFC-Leseeinrichtung 42, die mit einem Tag 22 kommuniziert. Der Tag 22 ist in Struktur und Funktion mit dem in 1 illustrierten Tag 22 identisch und wird deshalb hier nicht erneut beschrieben.
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Die NFC-Leseeinrichtung 42 umfasst einen Leistungsverstärker 44, dessen Ausgang vermittels eines Antennenfilters mit Eingangsanschlüssen einer Antenne 46 verbunden ist. Das Antennenfilter weist Kondensatoren 48a, 48b auf, die in Serie zwischen differentiellen Ausgängen des Leistungsverstärkers 44 und den Eingangsanschlüssen der Antenne 46 verbunden sind. Somit bilden die Kondensatoren 48a, 48b des Antennenfilters und die Induktivität der Antenne 44 eine serielle Resonanzschaltung.
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Außerdem weist die NFC-Leseeinrichtung 42 Induktoren 50a, 50b, die in Serie zwischen den differentiellen Ausgängen des Leistungsverstärkers 44 und den Kondensatoren 48a, 48b verbunden sind, und einen weiteren Kondensator 52 auf, der mit der Antenne 46 parallel verbunden ist. Die Kondensatoren 48a, 48b, 52 und die Induktoren 50a, 50b sind Komponenten außerhalb des Chips, während der Leistungsverstärker 44 eine Komponente auf dem Chip ist. Die gestrichelte Link in 2 stellt die Grenze zwischen Komponenten auf dem Chip und außerhalb des Chips dar.
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Zweck der seriellen Induktoren 50a, 50b und des parallelen Kondensators 52 ist es, die Eingangsimpedanz der Antenne 46 zu wandeln, so dass die Eingangsimpedanz der Antenne 46 aus ”Sicht” des Ausgangs des Verstärkers 44 minimiert wird, was einen maximalen Treiberstrom zu der Antenne 46 für eine maximale Leistungsübertragung zwischen dem Ausgang des Verstärkers 44 und dem Tag 22 erlaubt. Diese Impedanzwandlungskomponenten haben eine vernachlässigbare Wirkung auf die Eingangsimpedanz der Antenne 46, wenn die Kopplung zwischen der Antenne 46 der Leseeinrichtung 42 und der Antenne 24 des Tags 22 niedrig ist; dagegen wird bei höheren Kopplungswerten die Eingangsimpedanz der Antenne 46 stark reduziert, was nützlich ist, um Stromtreiberniveaus des zu übertragenden Signals auf hohen Kopplungswerten zu halten. Die seriellen Induktoren 50a, 50b und der parallele Kondensator 52 bilden auch ein Tiefpassfilter, das dazu beiträgt, jede durch die NFC-Leseeinrichtung 42 erzeugte Hochfrequenz-Interferenz zu reduzieren, was dazu beiträgt, die Anforderungen für ein Zusammenbestehen der Leseeinrichtung 42 mit anderen Vorrichtungen zu erfüllen.
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Außerdem weist die NFC-Leseeinrichtung 42 variable Kapazitäten 54a, 54b auf, die in Serie zwischen den differentiellen Ausgängen des Verstärkers 44 und den seriellen Induktoren 50a, 50b verbunden sind. In der in 2 illustrierten Ausführungsform sind die variablen Kapazitäten Komponenten auf dem Chip und können beispielsweise durch eine oder mehrere kapazitive Digital-Analog-Wandler (CDACs) auf dem Chip implementiert sein; jedoch sei darauf hingewiesen, dass die variablen Kapazitäten 54a, 54b auch auf andere Weise, entweder als Komponenten auf dem Chip oder außerhalb des Chips, implementiert sein können.
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Die Kapazitätswerte der variablen Kapazitäten 54a, 54b sind einstellbar, um die Resonanzfrequenz einer durch die Kondensatoren 48a, 48b des Antennenfilters und die Induktivität der Antenne 46 gebildeten seriellen Resonanzschaltung einzustellen, um Differenzen zwischen den Kapazitätswerten der Kondensatoren 48a, 48b und ihren Nennwerten aufgrund von Fertigungstoleranzen auszugleichen, so dass in der seriellen Resonanzschaltung eine gewünschte optimale Resonanzfrequenz erreichbar ist. Diese Einstellung der Kapazitätswerte der variablen Kapazitäten 54a, 54b kann beispielsweise während einer Kalibrierungsphase während eines Fertigungsprozesses der NFC-Leseeinrichtung 42 durchgeführt werden oder kann während der Verwendung der Leseeinrichtung 42 dynamisch durchgeführt werden, wie nun erläutert wird.
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Wie aus 3 ersichtlich, weist die NFC-Leseeinrichtung 42 eine Steuerschaltung 56 auf, bei der in dieser Ausführungsform ein Eingang mit einem Eingang der Leseeinrichtungs-Antenne 46 verbunden ist. Die Steuerschaltung 56 hat zwei Ausgänge, welche die Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b steuern, und einen weiteren Ausgang, der den Betrieb einer Schaltmodus-Leistungsversorgung (SMPS) 58 steuert. Die Steuerschaltung 56 kann Teil eines empfangenden Abschnitts der NFC-Leseeinrichtung 42 sein (z. B. kann die Steuerschaltung einen Quadraturempfänger, Pegeldetektor oder dergleichen aufweisen oder Teil davon sein), oder kann eine zweckbestimmte Steuerschaltung zum Steuern der variablen Kapazitäten 54a, 54b und der SMPS 58 sein.
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Die Steuerschaltung 56 empfängt an ihrem Eingang ein Signal, welches das in die Leseeinrichtungs-Antenne 46 eingegebene Signal repräsentiert. Beispielsweise kann der Eingang der Steuerschaltung 56 direkt mit einem Eingang der Leseeinrichtungs-Antenne 56 verbunden sein.
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Um die Leseeinrichtung 42 durch Einstellen der variablen Kapazitäten 54a, 54b zu kalibrieren, um die Fertigungstoleranzen der Festwertkondensatoren 48a, 48b auszugleichen, kann ein bekanntes Referenzsignal in den Verstärker 44 eingegeben werden. Die Steuerschaltung 56 erfasst jede Abweichung zwischen der gewünschten Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung und deren tatsächlicher Resonanzfrequenz und gibt ein Signal an die variablen Kapazitäten 54a, 54b aus, um deren Kapazitätswerte einzustellen, bis die tatsächliche Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung gleich der gewünschten Resonanzfrequenz ist. Dieser Kalibrierungsprozess kann durch die Leseeinrichtung 42 periodisch wiederholt werden, um Veränderungen der Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung aufgrund von Alter, Temperaturdifferenzen und dergleichen auszugleichen.
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Außerdem kann die Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b eingestellt werden, um das Verhalten des Tags 22 bei Veränderungen der Kopplung zwischen der Antenne 24 des Tags und der Antenne 46 der Leseeinrichtung 42 aufgrund von Veränderungen der Distanz zwischen dem Tag 22 und der Leseeinrichtung 42 zu optimieren, wie nachfolgend erläutert wird.
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Mit einer Veränderung der Distanz zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 46 und der Tag-Antenne 24 verändert sich auch die Kopplung zwischen den beiden Antennen. Der Kopplungskoeffizient zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 46 und der Tag-Antenne 22 ist umgekehrt proportional zu der Distanz zwischen den Antennen 46, 22, so dass der Kopplungskoeffizient mit einer Vergrößerung der Distanz zwischen den Antennen 46, 22 abnimmt. Mit einer Veränderung des Kopplungskoeffizienten verändern sich die reellen und imaginären Teile der Impedanz (d. h. der Widerstand und die Reaktanz) der Leseeinrichtungs-Antenne 46, und diese Veränderung der Impedanz der Leseeinrichtungs-Antenne 46 verändert die serielle Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung, welche die Antenne 46 enthält, was die Amplitude des an der Tag-Antenne 24 empfangenen Signals reduzieren kann, wie oben beschrieben.
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Eine Veränderung der Impedanz der Leseeinrichtungs-Antenne 46 bewirkt eine entsprechende Veränderung der Phase des Signals an dem Eingang der Antenne 46. Die Steuerschaltung 56 weist einen Phasendetektor 60 auf, der dazu ausgebildet ist, die Phase des Signals an dem Eingang der Leseeinrichtungs-Antenne 46 zu erfassen und ein Signal auszugeben, um die Kapazitätswerte der variablen Kapazitäten 54a, 54b einzustellen, um die Veränderung der Phase des Signals an dem Eingang der Leseeinrichtungs-Antenne 46 zu reduzieren. Diese Veränderung der Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b gleicht die Veränderung der Impedanz der Antenne 46 aus, die aus einer Veränderung der Kopplung zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 46 und der Tag-Antenne 24 resultiert.
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Da die Steuerschaltung 56 an ihrem Eingang ein Signal empfängt, welches das Signal an dem Eingang der Antenne 46 repräsentiert, ist die Steuerschaltung 56 in der Lage, die Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b dynamisch einzustellen, um die Datenübertragung zwischen der Leseeinrichtung 42 und dem Tag 22 mit einer Veränderung der Distanz zwischen der Leseeinrichtung 42 und dem Tag 22, und damit der Kopplung zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 46 und der Tag-Antenne 24, zu optimieren. Beispielsweise kann eine optimale Datenübertragung dann eintreten, wenn die Phase des Signals an dem Eingang der Leseeinrichtungs-Antenne 46 null Grad beträgt. Mit einer Vergrößerung der Distanz zwischen der Leseeinrichtung 42 und dem Tag 22 verändert sich die Phase dieses Eingangssignals, jedoch ist die Steuerschaltung 56 in der Lage, diese Phasenveränderung zu erfassen und die Kapazitätswerte der variablen Kapazitäten 54a, 54b einzustellen, um die Phase des Eingangssignals wieder in Richtung auf null Grad zu bringen, wodurch die Datenübertragung zwischen der Leseeinrichtung 42 und dem Tag 22 verbessert wird.
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Die in 3 illustrierte Leseeinrichtungsarchitektur ist auch dazu verwendbar, den Wirkungsgrad der Leseeinrichtung 42 zu verbessern. Eine Abstimmung der seriellen Resonanzschaltung, welche die Leseeinrichtungs-Antenne 46 enthält, auf die Frequenz des zu übertragenden Signals durch Einstellen der Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b erlaubt eine Reduzierung der Versorgungsspannung des Verstärkers 44. Der Grund hierfür ist, dass bei einer solchen Abstimmung der seriellen Resonanzschaltung ein größerer Anteil der Leistung des Ausgangssignals an die Tag-Antenne 24 übertragen wird, als wenn eine Frequenzabweichung zwischen der Resonanzfrequenz der seriellen Resonanzschaltung und der Frequenz des zu übertragenden Signals besteht. Somit ist ein akzeptabler Signalempfang an dem Tag 22 mit niedrigerer Übertragungssignalleistung erreichbar, d. h. die Amplitude des durch den Verstärker 44 an die Antenne 46 ausgegebenen Signals kann reduziert werden, und somit wird die von dem Verstärker 44 benötigte Versorgungsspannung reduziert. Eine solche Einstellung der Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b zum Abstimmen der seriellen Resonanzschaltung, welche die Antenne 46 enthält, ermöglicht somit eine Reduzierung der Versorgungsspannung für den Verstärker 44 auf ein Minimum, also auf einen Pegel, der etwas höher ist als die in die Antenne 46 eingegebene Spitzenspannung, um den Verstärker 44 die erforderliche Spitzenausgangsspannung ohne signifikanten Spannungsaufwand bereitstellen zu lassen, wodurch die gesamte Leistungsaufnahme der Leseeinrichtung 42 reduziert wird.
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Die Versorgungsspannung für den Verstärker 44 kann dynamisch eingestellt werden, um veränderliche Bedingungen wie etwa Veränderungen der Kopplung zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 46 und der Tag-Antenne 24 zu ermöglichen, um den Wirkungsgrad der Leseeinrichtung 46 zu verbessern. Der Verstärker 44 wird durch die Schaltmodus-Leistungsversorgung (SMPS) 58 gespeist, die durch die Steuerschaltung 56 gesteuert wird.
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Wie oben erläutert, erfasst der Phasendetektor 60 der Steuerschaltung 56 die Phase des Signals an dem Eingang der Antenne 46, und die Steuerschaltung 56 stellt die Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b ein, um Toleranzen in den Werten der Festwertkondensatoren 48a, 48b und Veränderungen der Kopplung zwischen der Leseeinrichtungs-Antenne 46 und der Tag-Antenne 24 auszugleichen.
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Wenn die erforderliche Einstellung der Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b erreicht ist, kann die Versorgungsspannung des Verstärkers 44 reduziert werden, um den Wirkungsgrad der Leseeinrichtung 42 zu verbessern, wie nachfolgend erläutert wird.
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Die Steuerschaltung 56 ist dazu ausgebildet, die Amplitude des Signals an dem Eingang der Antenne 46, beispielsweise unter Verwendung eines Pegeldetektors, zu erfassen und die erfasste Amplitude des Signals an dem Eingang der Antenne 46 mit der durch die SMPS 58 bereitgestellten Versorgungsspannung für den Verstärker 44 zu vergleichen. In dem Fall, in dem der Verstärker 44 als Spannungsquelle zum Treiben der Antenne 46 fungiert, kann dieser Vergleich ein einfacher Vergleich der Spitzenspannung an dem Eingang der Antenne 46 sein.
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Wenn eine große Differenz zwischen der erfassten Spitzenamplitude des Signals an dem Eingang der Antenne 46 besteht, überträgt die Steuerschaltung ein Signal an die SMPS 58, um zu bewirken, dass die SMPS 58 ihren Arbeitszyklus reduziert, wodurch die Versorgungsspannung für den Verstärker 44 reduziert wird. Auf diese Weise kann die Versorgungsspannung für den Verstärker 44 auf einen Pegel etwas oberhalb des Spitzenwertes des Signals an dem Eingang der Antenne 46 reduziert werden, wenn die serielle Resonanzschaltung, welche die Kondensatoren 48a, 48b und die Antenne 46 enthält, auf die gewünschte Resonanzfrequenz abgestimmt wurde, um die Leistungsaufnahme der Leseeinrichtung 42 zu reduzieren.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Prozess der Einstellung der Kapazität der variablen Kapazitäten 54a, 54b nicht augenblicklich erfolgt und dass es während dieses Ausgleiches nötig sein kann, die Leistung des übertragenen Signals zu erhöhen, indem die Spannung des durch den Verstärker 44 ausgegebenen Signals erhöht wird, wofür wiederum eine Erhöhung der Versorgungsspannung für den Verstärker 44 erforderlich sein kann. Unter solchen Umständen kann die Steuerschaltung 56 ein Signal an die SMPS 58 ausgeben, um zu bewirken, dass die SMPS ihren Arbeitszyklus erhöht, wodurch die Versorgungsspannung für den Verstärker 44 erhöht wird.
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4 ist ein schematisches Diagramm, in dem eine alternative Ausführungsform einer NFC-Leseeinrichtung generell bei 70 gezeigt ist. Die NFC-Leseeinrichtung 80 aus 5 weist viele derselben Komponenten wie die in 3 illustrierte Leseeinrichtung 42 auf, weshalb zum Bezeichnen der Komponenten, die den in 3 und 5 illustrierten Ausführungsformen gemeinsam sind, dieselben Bezugsziffern verwendet wurden.
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Die NFC-Leseeinrichtung 80 aus 5 funktioniert auf dieselbe Weise wie die oben mit Bezug auf 3 beschriebene Leseeinrichtung 42 und bietet somit die oben beschriebenen Vorteile verbesserter Datenübertragung zwischen der Leseeinrichtung 80 und einem Tag 22. Die Leseeinrichtung 80 aus 5 unterscheidet sich jedoch darin von der Leseeinrichtung 42 aus 3, dass die seriellen Induktoren 50a, 50b und der parallele Kondensator 52, die in der Leseeinrichtung 42 aus 3 zur Impedanzwandlung verwendet werden, in der Leseeinrichtung 80 aus 5 wegfallen. Dies vereinfacht die Leseeinrichtung 80, jedoch verfügt die Leseeinrichtung 80 aus 5 nicht über den Nutzen der Impedanzwandlung und Tiefpassfilterung, die mit den seriellen Induktoren 50a, 50b und dem parallelen Kondensator 52 der Leseeinrichtung 42 aus 3 verbunden sind, und zeigt weniger gutes Verhalten, wenn der Kopplungsfaktor sich Werten in der Nähe von eins nähert, was für passive Tags der übliche Betriebsbereich ist. Die in 2 und 3 illustrierte Ausführungsform zeigt eine besonders effektive Anordnung für Leistungsübertragung und Datendurchsatz zwischen der Leseeinrichtung 42 und dem Tag 22 für den vollen Antennenkopplungsbereich.
