DE102021133464A1 - Circuit arrangement for near-field radio communication - Google Patents
Circuit arrangement for near-field radio communication Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021133464A1 DE102021133464A1 DE102021133464.0A DE102021133464A DE102021133464A1 DE 102021133464 A1 DE102021133464 A1 DE 102021133464A1 DE 102021133464 A DE102021133464 A DE 102021133464A DE 102021133464 A1 DE102021133464 A1 DE 102021133464A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit arrangement
- antenna
- transmission
- radio communication
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/73—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for taking measurements, e.g. using sensing coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/77—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
- H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
- H04Q2209/88—Providing power supply at the sub-station
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
Schaltungsanordnung zur Nahfeld-Funkkommunikation mit einer Funkkommunikationseinheit (10) und einer Sendeantenne (13), die mit der Funkkommunikationseinheit (10) verbunden ist, und mit einer Detektionseinheit (17), wobei die Detektionseinheit (17) mit der Sendeantenne (13) zum direkten Abgriff der Antennenspannung verbunden ist und die Schaltungsanordnung zur Reduzierung der Sendeleistung der Sendeantenne (13) in einer Detektionsphase, in der eine Detektion der Anwesenheit eines Objektes in der Nähe der Sendeantenne (13) durch Aussendung eines Hochfrequenzsignals mit der Sendeantenne (13) und Messen und Auswerten der Antennenspannung mit der Detektionseinheit (17) erfolgt, und zur Nachfeldkommunikation mit einem detektierten Objekt in einer Erkennungsphase mit einer größeren Sendeleistung als in der Detektionsphase zur Erkennung, ob sich das Objekt zur Nahfeld-Funkkommunikation eignet, eingerichtet ist. Circuit arrangement for near-field radio communication with a radio communication unit (10) and a transmitting antenna (13), which is connected to the radio communication unit (10), and with a detection unit (17), the detection unit (17) being connected to the transmitting antenna (13) for direct tap of the antenna voltage and the circuit arrangement for reducing the transmission power of the transmission antenna (13) in a detection phase, in which a detection of the presence of an object in the vicinity of the transmission antenna (13) by transmission of a high-frequency signal with the transmission antenna (13) and measurement and Evaluation of the antenna voltage with the detection unit (17) takes place, and is set up for near-field communication with a detected object in a detection phase with a higher transmission power than in the detection phase to detect whether the object is suitable for near-field radio communication.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Nahfeld-Funkkommunikation mit einer Funkkommunikationseinheit und einer Sendeantenne, die mit der Funkkommunikationseinheit verbunden ist, und mit einer Detektionseinheit.The invention relates to a circuit arrangement for near-field radio communication, having a radio communication unit and a transmission antenna which is connected to the radio communication unit, and having a detection unit.
Derartige Schaltungsanordnungen werden zur Erkennung von Objekten eingesetzt, die sich in der Nähe eines Wireless-Charging-Transmitters oder einer Nahfeld-Kommunikationseinrichtung befinden, wobei die Erkennung mittels eines NFC-Controllers (Nahfeldkommunikation = „Near Field Communication“) und eines weiteren Mikrocontrollers geschieht. Die Erfindung ist nicht auf Geräte zur drahtlosen Energieübertragung beschränkt, sondern für alle Geräte anwendbar, die eine Nahfeld-Kommunikationseinrichtung enthalten.Such circuit arrangements are used to detect objects that are in the vicinity of a wireless charging transmitter or a near-field communication device, with the detection using an NFC controller (near field communication = "Near Field Communication") and an additional microcontroller. The invention is not limited to devices for wireless energy transmission, but can be used for all devices that contain a near-field communication device.
Nachfolgend werden die Begriffe Transmitter und Receiver sowohl für die drahtlose Energieübertragung als auch für die Nahfeldkommunikation benutzt, obwohl dafür unterschiedliche Schaltungsteile verantwortlich sind. Zudem ähneln sich die Techniken zur Energieübertragung und zur Kommunikation sehr stark. Um eindeutig unterscheiden zu können, welches Verfahren in der Beschreibung gemeint ist, werden nachfolgend die Begriffe WC-Transmitter und WC-Receiver für die Energieübertragung (Wireless Charging) und NFC-Transmitter und NFC-Receiver für die Nahfeldkommunikation benutzt.In the following, the terms transmitter and receiver are used both for wireless energy transmission and for near-field communication, although different circuit parts are responsible for this. In addition, the technologies for energy transmission and communication are very similar. In order to be able to clearly distinguish which method is meant in the description, the terms toilet transmitter and toilet receiver for energy transmission (wireless charging) and NFC transmitter and NFC receiver for near-field communication are used below.
Die drahtlose Energieübertragung zwischen einem Sendegerät (WC-Transmitter) und einem mobilen Empfangsgerät (WC-Receiver) geschieht typischerweise über zwei über ein magnetisches Wechselfeld gekoppelte Spulen. Die elektrische Energie wird im WC-Transmitter mit Hilfe einer Spule in magnetische Energie überführt, und die magnetische Energie wird dann in einer zweiten sich in räumlicher Nähe zur ersten befindlichen Spule wieder in elektrische Energie gewandelt. Dabei durchlaufen die Feldlinien des von der ersten Spule erzeugten magnetischen Feldes im Wesentlichen beide Spulen. Da die Koppelwirkung zwischen den beiden Spulen nicht vollständig ist, wirkt ein Teil des magnetischen Feldes auch in der Umgebung außerhalb der beiden Spulen. In dem Fall, dass in der Empfängerspule die induzierte Spannung zur Energiespeisung einer Last, z. B. zur Ladung einer Batterie, benutzt wird, entsteht ein Stromfluss in der Empfangsspule, der ebenfalls ein magnetisches Feld bewirkt, das dem von der Sendespule erzeugten Feld entgegengerichtet ist (Trafoprinzip). Dadurch, dass nun das resultierende magnetische Feld kleiner geworden ist, ist auch das magnetische Feld außerhalb der Spulenanordnung geringer. Als Resultat ist das magnetische Feld in der Spulenanordnung und außerhalb höher, wenn die Empfangsspule keinen Energietransport initiiert.The wireless transmission of energy between a transmitter (toilet transmitter) and a mobile receiver (toilet receiver) typically takes place via two coils coupled via an alternating magnetic field. The electrical energy is converted into magnetic energy in the WC transmitter with the help of a coil, and the magnetic energy is then converted back into electrical energy in a second coil located close to the first coil. The field lines of the magnetic field generated by the first coil essentially run through both coils. Since the coupling effect between the two coils is not complete, part of the magnetic field also acts in the area outside the two coils. In the event that in the receiver coil the induced voltage is used to power a load, e.g. B. to charge a battery, a current flow is created in the receiver coil, which also causes a magnetic field that opposes the field generated by the transmitter coil (transformer principle). Because the resulting magnetic field has now become smaller, the magnetic field outside the coil arrangement is also smaller. As a result, the magnetic field in the coil assembly and outside is higher when the receiving coil is not initiating energy transport.
Zur Kommunikation zwischen WC-Receiver und WC-Transmitter muss der Transmitter nach dem Qi-Standard zuerst ein magnetisches Wechselfeld anlegen, das vom Receiver detektiert und unterschiedlich belastet wird. Durch die unterschiedliche zeitliche Belastung werden bit-weise Informationen an den WC-Transmitter übertragen und dort dekodiert. Damit kann der Transmitter feststellen, ob sich ein kompatibles Gerät in der Nähe der Sendespule befindet und Energie empfangen kann. Um ein kompatibles Gerät, das in die Nähe der Sendespule gebracht wird, möglichst schnell zu erkennen, erzeugt der WC-Transmitter zyklisch für eine bestimmte Zeit ein Magnetfeld und versucht, eine Antwort zu dekodieren. Konnte keine Antwort empfangen werden, wird das Magnetfeld wieder abgebaut und der Vorgang nach einer definierten Pausenzeit wiederholt. Dieses Abfrageverfahren nach der Kompatibilität ist im Qi-Standard vorgegeben und dort als digitales Ping bezeichnet. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass zyklisch Energie verbraucht wird, um das Vorhandensein eines WC-Receivers abzufragen, und dass zyklisch ein magnetisches Feld erzeugt wird, das auch außerhalb des Sendespulenbereiches eine beträchtliche Stärke hat und durch die dauerhafte Belastung möglicherweise sich in der Nähe befindliches menschliches Gewebe schädigt. Nationale und internationale Normen sehen hier einen Grenzwert vor, der durch dieses Verfahren überschritten werden könnte.For communication between the toilet receiver and toilet transmitter, the transmitter must first create an alternating magnetic field according to the Qi standard, which is detected by the receiver and subjected to different loads. Due to the different time loads, information is transmitted bit by bit to the WC transmitter and decoded there. This allows the transmitter to determine whether a compatible device is in the vicinity of the transmitting coil and can receive energy. In order to identify a compatible device that is brought close to the transmitter coil as quickly as possible, the WC transmitter cyclically generates a magnetic field for a specific time and attempts to decode a response. If no response could be received, the magnetic field is reduced again and the process is repeated after a defined pause time. This query procedure for compatibility is specified in the Qi standard and is referred to there as digital ping. The disadvantage of this method is that energy is consumed cyclically in order to query the presence of a toilet receiver, and that a magnetic field is generated cyclically, which also has considerable strength outside the transmission coil area and, due to the permanent exposure, may possibly damage nearby human beings tissue damage. National and international standards stipulate a limit value that could be exceeded using this method.
Weiterhin könnten aber auch gegen Magnetfelder empfindliche Geräte durch die zyklische Energiezufuhr geschädigt werden, wie das z. B. bei Kreditkarten, Chipkarten, Magnetstreifenkarten o.ä. der Fall sein könnte.Furthermore, devices that are sensitive to magnetic fields could also be damaged by the cyclical energy supply, e.g. This could be the case, for example, with credit cards, chip cards, magnetic stripe cards or the like.
Ein anderes Verfahren ist die Detektion eines Objektes, das in die Nähe der Sendespule gebracht wird, durch kapazitive oder induktive oder optische Näherungssensoren. Hierbei beginnt erst die zyklische Energiezufuhr, nachdem erkannt wurde, dass sich ein Objekt in der Nähe der Sendespule befindet. Die Qi-Spezifikation macht auch einen Vorschlag, die Verstimmung der Resonanzfrequenz zu nutzen, um ein Gerät in der Nähe zu erkennen. Dieses Verfahren ist dort als analoges Ping bezeichnet und führt der Sendespule ein kurzes Hochfrequenzsignal in Resonanzfrequenz der Sendespule ohne einen Empfänger mit niedriger Energie zu. Befindet sich kein Objekt, das die Resonanzfrequenz verstimmt, in Nähe der Sendespule, hat die Spannung an der Sendespule ihren Nominalwert für die Resonanzfrequenz. Ist die Resonanzfrequenz durch magnetisches Material, wie es bei einem Qi-Receiver immer der Fall ist, verstimmt, so hat auch die Spannung an der Sendespule einen anderen Wert, was von einem Mikrocontroller detektiert wird. Danach erfolgt erst die Phase des digitalen Pings. Die Messung durch das Testsignal ist energetisch so gering, dass der Empfänger dadurch nicht aufgeweckt wird, und auch nicht mit der Lastmodulation des Sendesignals beginnt. Da durch dieses analoge Ping oder die Näherungssensoren nicht erkannt wird, ob es sich um ein kompatibles Gerät für den Empfang von Energie oder um ein Fremdobjekt handelt, besteht weiterhin die Gefahr, dass das Objekt durch die zyklische Energiezufuhr des nachfolgenden digitalen Pings beschädigt wird. Weiterhin könnten auch in diesem Fall Grenzwerte für das zulässige Magnetfeld überschritten werden.Another method is the detection of an object brought close to the transmitter coil by capacitive or inductive or optical proximity sensors. In this case, the cyclic energy supply only begins after it has been detected that an object is in the vicinity of the transmitter coil. The Qi specification also makes a proposal to use resonant frequency detuning to detect a nearby device. This method is referred to there as analog ping and applies a short high frequency signal to the transmitter coil at the resonant frequency of the transmitter coil without a low power receiver. If there is no object that detunes the resonance frequency in the vicinity of the transmitter coil, the voltage on the transmitter coil has its nominal value for the resonance frequency. If the resonant frequency is detuned by magnetic material, as is always the case with a Qi receiver, the voltage on the transmitter coil also has a different value, what detected by a microcontroller. Only then does the phase of the digital ping take place. The measurement by the test signal is energetically so low that the receiver is not woken up and does not start with the load modulation of the transmission signal. Since this analog ping or the proximity sensors do not detect whether the device in question is a compatible energy-receiving device or a foreign object, there is still a risk that the object will be damaged by the cyclical energy delivery of the subsequent digital ping. Furthermore, limit values for the permissible magnetic field could also be exceeded in this case.
Da zunehmend zusätzlich zur Energieübertragung zwischen der Ladestation und dem mobilen Gerät eine Nahfeldkommunikation gefordert wird, kann die Objekterkennung mit den Elementen der Nahfeldkommunikation kombiniert werden. Insbesondere die Antenne für die Nahfeldkommunikation kann hierbei benutzt werden. Eine bekannte Methode der Objekterkennung prüft zuerst, ob ein Objekt erkannt wird, dann wird geprüft, ob es sich um eine kompatible Karte mit Nahfeldkommunikation, z. B. Kreditkarte oder Zutrittskarte, handelt, und erst wenn sichergestellt ist, dass es sich nicht um eine solche Karte handelt, wird die Kompatibilität der Energieübertragung geprüft (digitales Ping). Dadurch wird sichergestellt, dass eine Nahfeldkommunikationskarte nicht durch einen Energieimpuls zerstört wird. Der Nachteil der Überschreitung von nationalen oder internationalen Grenzwerten für das magnetische Feld besteht aber weiterhin durch die laufende Abfrage nach einem Objekt. Insbesondere in China gilt ein sehr niedriger Grenzwert für die Störaussendung innerhalb von Elektrofahrzeugen.Since near-field communication is increasingly required in addition to energy transfer between the charging station and the mobile device, object recognition can be combined with the elements of near-field communication. In particular, the antenna for near-field communication can be used here. A well-known method of object detection first checks whether an object is detected, then checks whether it is a compatible card with near-field communication, e.g. B. credit card or access card, and only when it is certain that it is not such a card, the compatibility of the energy transmission is checked (digital ping). This ensures that a near-field communications card will not be destroyed by a pulse of energy. However, the disadvantage of exceeding national or international limit values for the magnetic field still exists due to the ongoing query for an object. In China in particular, there is a very low limit value for interference emissions within electric vehicles.
Eine weitere Methode zur Objekterkennung nutzt die Eigenschaft, dass eine Verstimmung der Nahfeldantenne durch ein sich in der Nähe befindliches Objekt gemessen wird. Durch eine Annäherung eines kapazitiv oder induktiv wirksamen Materials an die NFC-Antenne wird sie in ihren elektrischen Eigenschaften verstimmt, wobei sich die Verstimmung in einer im Vergleich zur nicht verstimmten Antenne unterschiedlichen Spannung an der NFC-Sendeantenne auswirkt.Another method for object detection uses the property that a detuning of the near-field antenna is measured by a nearby object. When a capacitively or inductively effective material approaches the NFC antenna, its electrical properties are detuned, with the detuning resulting in a voltage at the NFC transmitting antenna that is different than that of the antenna that is not detuned.
Die Nahfeldkommunikation zu passiven NFC-Receivern, also eines NFC-Receivers ohne eigene Stromversorgung z. B. durch eine Batterie, geschieht dadurch, dass der NFC-Controller über seinen Sendeverstärker ein Hochfrequenzsignal der Arbeitsfrequenz aussendet und die Receiverschaltung bitweise die Empfangsantenne mit einer Last belastet oder bitweise die Resonanzfrequenz verstimmt, wobei diese Belastungen oder Verstimmungen an der Sendeantenne der NFC-Schaltung durch die Rückwirkung als Spannungsänderungen messbar sind. Befindet sich der NFC-Receiver weit entfernt von der NFC-Sendeantenne, z. B. 3 cm, sind die Änderungen relativ klein. Ein NFC-Receiver, der sich unmittelbar an der Sendeantenne befindet, verursacht dagegen größere Spannungsschwankungen an der Sendeantenne. Typische NFC-Sendeschaltkreise detektieren die Spannungsschwankungen nicht direkt an der Antenne, sondern die Spannung am Ausgang des Leistungsverstärkers oder es wird die Spannung nach dem ersten Filter auf den Schaltkreis zurückgeführt. An dieser Stelle sind die Spannungsschwankungen noch geringer als direkt an der Antenne. Daher muss der Sendeverstärker eine relativ hohe Leistung abgeben, damit die Schwankungen am ersten Filter noch erkannt werden können. Um die Spannungsschwankungen in einem definierten Bereich zu halten, kann der NFC-Transmitter die Leistung der von der Sendeantenne abgestrahlten Hochfrequenz regeln, was bedeutet, dass bei Nichtvorhandensein eines NFC-Receivers die Leistung auf ein Maximum erhöht wird, um sicherzustellen, dass ein Receiver in weitest möglichem Abstand noch erkannt werden kann. Damit ein NFC-Receiver bei Annäherung an die Sendeantenne mit möglichst wenig Zeitverzögerung erkannt wird, muss der Transmitter in kurzem Abstand, z. B. mehrere Male pro Sekunde, immer wieder Hochfrequenzsignale aussenden, um zu detektieren, ob sich ein Receiver in der Nähe befindet. Durch die hohe Energie und die kurzen Abstände der Testsignale entsteht eine Umweltbelastung durch magnetische und elektromagnetische Felder, die gesetzlich vorgegebene Grenzwerte überschreiten könnten.Near-field communication to passive NFC receivers, i.e. an NFC receiver without its own power supply, e.g. B. by a battery, happens because the NFC controller emits a high-frequency signal of the working frequency via its transmitter amplifier and the receiver circuit loads the receiving antenna bit by bit or detunes the resonant frequency bit by bit, with these loads or detunings on the transmitting antenna of the NFC circuit are measurable as voltage changes due to the feedback. If the NFC receiver is far away from the NFC transmitter antenna, e.g. B. 3 cm, the changes are relatively small. On the other hand, an NFC receiver that is located directly on the transmitting antenna causes greater voltage fluctuations at the transmitting antenna. Typical NFC transmission circuits do not detect the voltage fluctuations directly at the antenna, but rather the voltage at the output of the power amplifier or the voltage is fed back to the circuit after the first filter. At this point, the voltage fluctuations are even lower than directly at the antenna. Therefore, the transmission amplifier must deliver a relatively high power so that the fluctuations can still be detected at the first filter. In order to keep the voltage fluctuations within a defined range, the NFC transmitter can regulate the power of the radio frequency radiated from the transmitting antenna, which means that in the absence of an NFC receiver, the power is increased to a maximum to ensure that a receiver in can still be recognized from the furthest possible distance. In order for an NFC receiver to be recognized with as little time delay as possible when approaching the transmitting antenna, the transmitter must be at a short distance, e.g. B. several times per second, repeatedly emit high-frequency signals to detect whether a receiver is nearby. Due to the high energy and the short distances between the test signals, there is environmental pollution from magnetic and electromagnetic fields that could exceed the legally specified limit values.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Schaltungsanordnung zu schaffen, die sowohl die Ausgangsleistung begrenzt, als auch die Erkennung bei niedriger Ausgangsleistung gewährleistet.It is the object of the present invention to provide an improved circuit arrangement which both limits the output power and also ensures detection in the event of a low output power.
Die Aufgabe wird mit der Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved with the circuit arrangement having the features of
Es wird vorgeschlagen, dass die Detektionseinheit mit der Sendeantenne zum direkten Abgriff der Antennenspannung verbunden ist und die Schaltungsanordnung zur Reduzierung der Sendeleistung der Sendeantenne in einer Detektionsphase, in der eine Detektion der Anwesenheit eines Objektes in der Nähe der Sendeantenne durch Aussendung eines Hochfrequenzsignals mit der Sendeantenne und Messen und Auswerten der Antennenspannung mit der Detektionseinheit erfolgt, und zur Nahfeldkommunikation mit einem detektierten Objekt in einer Erkennungsphase mit einer größeren Sendeleistung als in der Detektionsphase zur Erkennung, ob sich das Objekt zur Nahfeld-Funkkommunikation eignet, eingerichtet ist.It is proposed that the detection unit be connected to the transmitting antenna for direct pick-up of the antenna voltage and the circuit arrangement for reducing the transmission power of the transmitting antenna in a detection phase in which a detection of the presence of an object in the vicinity of the transmitting antenna by emitting a high-frequency signal with the transmitting antenna and the antenna voltage is measured and evaluated with the detection unit, and is set up for near-field communication with a detected object in a detection phase with a higher transmission power than in the detection phase to determine whether the object is suitable for near-field radio communication.
Für die Detektion wird die höhere Spannung an der Sendeantenne direkt abgegriffen und nicht die vor einer Anpassungsschaltung der Sendeantenne vorgelagerte Leistung (z. B. als Strom und/oder Spannungswert). Damit kann die Abfrage bei der Detektion mit deutlich verringerter Leistung erfolgen, um dennoch ein auswertbares Signal zu erhalten.For the detection, the higher voltage at the transmitting antenna is tapped directly and not the power upstream of a matching circuit of the transmitting antenna (e.g. as current and/or voltage value). In this way, the interrogation during detection can be carried out with significantly reduced power, in order to still obtain an analyzable signal.
Zusätzlich kann die Schaltungsanordnung zur Messung und Auswertung des Signals der Sendeantenne mit der an der Sendeantenne angeschlossenen Funkkommunikationseinheit ausgebildet sein. Damit erfolgt die weitere Kommunikation und Regelung nach der Detektionsphase wie herkömmlich mit der Funkkommunikationseinheit, wobei dann ggf. eine höhere Leistung verwendet werden kann, als in der Detektionsphase. Dies kann davon abhängen, ob ein empfindliches Objekt in der Nähe der Sendespule detektiert wurde oder nicht.In addition, the circuit arrangement for measuring and evaluating the signal of the transmitting antenna can be designed with the radio communication unit connected to the transmitting antenna. This means that further communication and regulation after the detection phase takes place as is conventional with the radio communication unit, in which case a higher power than in the detection phase can then be used if necessary. This can depend on whether or not a sensitive object was detected near the transmitter coil.
Zusätzlich zur Rückführung der Spannung am ersten Filter in den NFC-Sendeschaltkreis kann auch das Signal direkt an der Sendeantenne, das wesentlich höher ist, auf einen Eingang eines weiteren Mikrocontrollers oder auf einen separaten Eingang des die Funktionalität der Detektionseinheit und Funkkommunikationseinheit implementierenden Mikrocontrollers geführt werden.In addition to feeding back the voltage at the first filter in the NFC transmission circuit, the signal can also be routed directly to the transmission antenna, which is much higher, to an input of another microcontroller or to a separate input of the microcontroller that implements the functionality of the detection unit and radio communication unit.
Unter einem Mikrocontroller im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jede geeignete Signaldatenverarbeitungseinheit verstanden, die programmierbar bzw. hardcodiert ist. Dazu zählen auch Field-Programmable-Gate-Arrays FPGAs, Mikroprozessoren und dergl.A microcontroller within the meaning of the present invention is understood to be any suitable signal data processing unit that is programmable or hard-coded. This also includes field programmable gate arrays, FPGAs, microprocessors and the like.
Die Funkkommunikationseinheit kann einen Sendesignalverstärker, ein nachfolgendes Filter und eine nachfolgende Anpassschaltung haben, die mit der Sendeantenne verbunden ist. Die Funkkommunikationseinheit kann bei einer solchen Ausgestaltung zur Messung und Auswertung der Signalspannung am Eingang der Anpassschaltung an der Verbindung zwischen Filter und Anpassschaltung eingerichtet sein. Damit greift die Detektionseinheit auf die höhere Spannung der Sendeantenne zurück, während die Funkkommunikationseinheit die Leistung am Eingang der Anpassschaltung abgreift und auswertet. Dies hat den Vorteil, dass im Ladebetrieb eine Verstimmung der Sendeantenne durch Betrieb der direkt hierauf zurückgreifenden Detektionseinheit vermieden wird.The radio communication unit may have a transmission signal amplifier, a subsequent filter and a subsequent matching circuit connected to the transmission antenna. In such a configuration, the radio communication unit can be set up to measure and evaluate the signal voltage at the input of the matching circuit at the connection between the filter and the matching circuit. The detection unit thus accesses the higher voltage of the transmitting antenna, while the radio communication unit taps off and evaluates the power at the input of the matching circuit. This has the advantage that detuning of the transmitting antenna is avoided during charging operation due to the operation of the detection unit that uses it directly.
Die Detektionseinheit kann zur Detektion von Objekten aus einer gemessenen Spannungsänderung an der Sendeantenne eingerichtet sein. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Detektionseinheit einen Spitzenwertdetektor zur Messung von Spannungsspitzenwerten der Signalspannung an der Sendeantenne hat. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau und eine einfache und zuverlässige Auswertung der Antennenleistung.The detection unit can be set up to detect objects from a measured voltage change at the transmitting antenna. It is advantageous here if the detection unit has a peak value detector for measuring voltage peak values of the signal voltage at the transmitting antenna. This enables a simple structure and a simple and reliable evaluation of the antenna performance.
Die Detektionseinheit kann zur Messung von positiven und negativen Halbwellen der Signalspannung an der Sendeantenne eingerichtet sein. Dies gelingt beispielsweise mit Hilfe von zwei Dioden, die in unterschiedlicher Durchlassrichtung geschaltet sind, oder mit einem Gleichrichter (z. B. Brückengleichrichter). Denkbar ist es, jeweils eine Diode in Durchlassrichtung an den positiven und negativen Anschluss der Sendeantenne anzuschließen und beide Signale getrennt voneinander einem jeweiligen Analog-Digital-Wandler zuzuführen.The detection unit can be set up to measure positive and negative half-waves of the signal voltage at the transmitting antenna. This can be achieved, for example, with the help of two diodes that are connected in different forward directions, or with a rectifier (e.g. bridge rectifier). It is conceivable to connect a diode in the forward direction to the positive and negative connection of the transmitting antenna and to feed both signals separately from one another to a respective analog-to-digital converter.
Zusätzlich können spannungsbegrenzende Bauelemente zum Schutz der nachfolgenden Bauelemente, wie insb. Analog-Digital-Wandler, vor Überspannung vorgesehen sein. Dies lässt sich z. B. mit Zener-Dioden realisieren.In addition, voltage-limiting components can be used to protect the downstream structures Elements, such as analog-to-digital converters in particular, must be provided against overvoltage. This can e.g. B. with Zener diodes.
Weiterhin kann in die Versorgungsleitung für den Sendeverstärker ein Strombegrenzungswiderstand eingefügt werden, der bei Bedarf von einem Transistor überbrückt werden kann. So kann z. B. die Funkkommunikationseinheit einen Sendesignalverstärker haben, der mit einem zwischenschaltbaren Strombegrenzungswiderstand verbunden ist, wobei die Schaltungsanordnung zur Reduzierung der Sendeleistung durch Einschalten des Strombegrenzungswiderstandes eingerichtet ist.Furthermore, a current-limiting resistor can be inserted into the supply line for the transmission amplifier, which can be bridged by a transistor if necessary. So e.g. B. the radio communication unit have a transmission signal amplifier, which is connected to an interposable current-limiting resistor, wherein the circuit arrangement is set up to reduce the transmission power by switching on the current-limiting resistor.
Es kann eine zusätzliche Energieladeeinheit vorgesehen sein, die mit der Sendeantenne oder einer separaten Ladespulenanordnung verbunden und zur drahtlosen Übertragung von Energie an einen Empfänger eingerichtet ist. Damit kann beispielsweise eine NFC-Kommunikationseinheit und eine Qi-Ladeeinheit nebeneinander in der Schaltungsanordnung realisiert werden. Dabei ist denkbar, dass die Schaltungsanordnung zur Funkkommunikation mit einem in der Detektionsphase detektierten Objektes eingerichtet ist, wenn in der Erkennungsphase festgestellt wurde, dass das Objekt nicht zur Nahfeldkommunikation eingerichtet ist. Damit kann die Abstimmung des Ladevorgangs mit der Energieladeeinheit bspw. nach dem Qi-Standard erfolgen, wenn kein NFC-fähiges Gerät erkannt wurde.An additional energy charging unit can be provided, which is connected to the transmission antenna or a separate charging coil arrangement and is set up for the wireless transmission of energy to a receiver. In this way, for example, an NFC communication unit and a Qi charging unit can be implemented next to one another in the circuit arrangement. It is conceivable that the circuit arrangement is set up for radio communication with an object detected in the detection phase if it was determined in the detection phase that the object is not set up for near-field communication. This allows the charging process to be coordinated with the energy charging unit, for example according to the Qi standard, if no NFC-enabled device has been detected.
Die Erkennung von Objekten kann nun in einem Ausführungsbeispiel folgendermaßen ablaufen:
- Zuerst wird der Strombegrenzungswiderstand nicht vom Transistor überbrückt. Der NFC-Sendeschaltkreis erzeugt wie üblich seine Hochfrequenz mit der maximalen Leistung, die jedoch durch den Widerstand in der Versorgungsleitung für den Sendeverstärker begrenzt ist. Über den Abgriff direkt von der Sendeantenne wird das Sendesignal auf Analog-Digital-Wandlereingänge des Mikrocontrollers gelegt, dort digitalisiert und im Mikrocontroller weiterverarbeitet. Sobald sich ein Gegenstand aus kapazitiv oder induktiv relevantem Material der Sendeantenne nähert, ist dies über die Spannungsänderung an der Sendeantenne erkennbar und vom Mikrocontroller auswertbar. Induktiv relevante Materialien sind z. B. ferromagnetische Stoffe wie Eisen oder Metallflächen, die Wirbelströme erzeugen oder Resonanzschaltkreise in einem NFC-Receiver. Kapazitiv relevante Materialien sind beispielsweise Kunststoffe oder der menschliche Körper.
- First, the current limiting resistor is not bypassed by the transistor. As usual, the NFC transmitter circuit generates its high-frequency with the maximum power, which is, however, limited by the resistance in the supply line for the transmitter amplifier. Via the tap directly from the transmitting antenna, the transmission signal is applied to the analog-to-digital converter inputs of the microcontroller, where it is digitized and further processed in the microcontroller. As soon as an object made of capacitively or inductively relevant material approaches the transmitting antenna, this can be recognized by the voltage change on the transmitting antenna and evaluated by the microcontroller. Inductively relevant materials are e.g. B. ferromagnetic materials such as iron or metal surfaces that generate eddy currents or resonant circuits in an NFC receiver. Capacitively relevant materials are, for example, plastics or the human body.
Nachdem erkannt wurde, dass sich ein Gegenstand der Sendespule angenähert hat, erfolgt die Abfrage, ob dieser Gegenstand ein Gerät für den Nahfeldfunk ist, z. B. ein NFC-Gerät oder eine RFID-Karte. Dazu überbrückt der Transistor den Strombegrenzungswiderstand und der NFC-Schaltkreis versucht nun eigenständig eine Kommunikation mit dem Gegenstand aufzubauen. Ist dies nach entsprechender Zeit nicht möglich, geht das System wieder in den Low-Power-Zustand über, d. h. der Transistor öffnet und der Strombegrenzungswiderstand ist wieder aktiv, und der Schaltkreis versucht, die nächste Änderungen der Antennenspannung zu erkennen.After it has been recognized that an object has approached the transmitter coil, the query is made as to whether this object is a device for near-field radio, e.g. B. an NFC device or an RFID card. To do this, the transistor bridges the current-limiting resistor and the NFC circuit now independently attempts to establish communication with the object. If this is not possible after a certain amount of time, the system goes back into the low-power state, i. H. the transistor opens and the current-limiting resistor is active again, and the circuit attempts to detect the next change in antenna voltage.
Die Reduktion der Ausgangsleistung kann auch über andere Methoden erreicht werden, z. B. kann zwischen dem Sendeverstärkerausgang und dem nachfolgenden Filter und/oder dem Filter und der Anpassschaltung ein zuschaltbares Dämpfungsglied angeordnet sein, das im Fall der benötigten kleineren Ausgangsleistung aktiviert werden kann.The reduction in output power can also be achieved using other methods, e.g. B. can be arranged between the transmission amplifier output and the subsequent filter and / or the filter and the matching circuit, a switchable attenuator, which can be activated in the case of the required lower output power.
Wenn der NFC-Transmitter in einem Gerät verbaut ist, das die drahtlose Aufladung von Mobilgeräten ermöglicht, und es wurde ein Gegenstand erkannt, der kein NFC-Gerät und keine RFID-Karte ist, dann kann mit einem digitalen Ping versucht werden, mit einem Empfangsgerät für den drahtlosen Energietransfer zu kommunizieren. Da bereits klar ist, dass der Gegenstand kein Nahfeldkommunikationsgerät ist, kann der Gegenstand auch nicht durch das Magnetfeld des digitalen Pings zerstört werden. Wenn das Gerät durch entsprechende Kommunikation sich als kompatibles Gerät für den drahtlosen Energietransfer identifiziert, beginnt nachfolgend die Energietransferphase.If the NFC transmitter is installed in a device that enables wireless charging of mobile devices and an object that is not an NFC device and not an RFID card is detected, then a digital ping can be attempted with a receiving device to communicate for wireless energy transfer. Since it is already clear that the item is not a near-field communication device, the item cannot be destroyed by the magnetic field of the digital ping either. If the device identifies itself as a compatible device for the wireless power transfer through appropriate communication, the power transfer phase then begins.
Eine weitere Möglichkeit ist, dass sich der angenäherte Gegenstand als NFC-Gerät identifiziert, aus den übertragenen Daten aber hervorgeht, dass es sich um ein NFC-Gerät innerhalb eines drahtlosen Energieempfängers handelt. In diesem Fall beginnt ebenfalls der Energietransfer, eine Beschädigung des NFC-Empfängers durch das digitale Ping oder den Energietransfer ist aber ausgeschlossen, da solch ein Gerät für den Energietransfer ausgelegt und der NFC-Receiver daher konstruktiv geschützt sein muss. Zur Identifikation als NFC-Gerät innerhalb eines drahtlosen Energieempfängers können Daten aus einem Standard oder der Vergleich von Mustern der empfangenen Daten mit einem Satz aus charakteristischen Mustern, die im Speicher des Mikrocontrollers abgelegt sind, verwendet werden.Another possibility is that the approached object identifies itself as an NFC device, but the transmitted data shows that it is an NFC device within a wireless energy receiver. In this case, the energy transfer also begins, but the NFC receiver cannot be damaged by the digital ping or the energy transfer, since such a device is designed for the energy transfer and the NFC receiver must therefore be structurally protected. Data from a standard or the comparison of patterns of the received data with a set of characteristic patterns stored in the memory of the microcontroller can be used for identification as an NFC device within a wireless energy receiver.
Wurde jedoch ein NFC-Gerät oder eine RFID-Karte ohne Energietransfermöglichkeit erkannt, so wird die Kommunikation mit überbrücktem Strombegrenzungswiderstand fortgesetzt und der Datenaustausch zu seinem eigentlichen Zweck, z. B. die Übertragung der Fahrzeugstartautorisierung, genutzt. Erst wenn diese Übertragung z. B. durch Entfernen der Autorisierungskarte abbricht, geht das System in die Low-Power-Erkennung eines Gegenstands zurück.However, if an NFC device or an RFID card without the possibility of energy transfer was detected, the communication is continued with the current-limiting resistor bridged and the data exchange is used for its actual purpose, e.g. B. the transfer of the vehicle start authorization used. Only when this transfer z. B. cancels by removing the authorization card, the system goes back to the low-power detection of an object.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 - Prinzip der Nahfeldkommunikation mit einem passiven Empfänger; -
2 - Übertragungskurve ohne und mit Objekt in der Nähe; -
3 - Schaltbild mit einer Low-Power-Objekterkennung; -
4a - Elektromagnetische Emissionen einer herkömmlichen Schaltung; -
4b - Elektromagnetische Emissionen der erfindungsgemäßen Low-Power-Erkennung.
-
1 - Principle of near-field communication with a passive receiver; -
2 - Transmission curve with and without an object nearby; -
3 - Circuit diagram with a low-power object detection; -
4a - Electromagnetic emissions of a conventional circuit; -
4b - Electromagnetic emissions from the low-power detection according to the invention.
In der Nähe der Sendeantenne 13 befindet sich die Empfangsantenne 20 des NFC Receivers 2. Sie ist mit der Sendeantenne 13 über das magnetische Wechselfeld gekoppelt und induziert daher eine Spannung, die im NFC Receiver 2 einen Stromfluss hervorruft. Über einen Gleichrichter 21 wird die Elektronik 22 im NFC Receiver 2 mit Energie versorgt, womit der NFC Receiver 2 arbeitsbereit ist.The receiving
Weiterhin besitzt der NFC Receiver 2 ein zusätzliches Element 23, das über einen elektronischen Schalter 24 bitweise der Empfangsantenne 20 (auch als Empfangsspule bezeichnet) parallel geschaltet wird und diese dadurch belastet. Aufgrund der unterschiedlichen Belastung gibt es eine Rückwirkung auf die Sendeantenne 13. Dort erscheint das vom NFC Receiver 2 angelegte Bitmuster als Spannungsänderung an der Sendeantenne 13. Je weiter der NFC Receiver 2 von der Sendeantenne 13 entfernt ist, desto kleiner ist die Rückwirkung und desto kleiner ist das Kommunikationssignal. Damit die Stärke des Rückwirkungssignals in einem bestimmten Bereich liegt, kann beispielsweise der Sendeverstärker 18 seine Leistung ändern. Dies hat zum Vorteil, dass bei nahen NFC Receiver 2 für die Kommunikation nur eine geringe Leistung benötigt wird.Furthermore, the
Im Diagramm in
Befindet sich kein Gegenstand in der Nähe der Sendeantenne 13, so befindet sich die Spannung U1 der Resonanzfrequenz fR an der Sendeantenne 13 in einem definierten Bereich mit einer unteren (Gu) und einer oberen (Go) Grenze. Für diesen Fall gilt die Resonanzkurve 1. Die obere Grenze kann auch unendlich sein, weil diese für die Objekterkennung nicht relevant ist. Nähert sich ein Gegenstand der Sendeantenne 13, z. B. eine Karte aus Kunststoff, so ändern sich durch die veränderte Dielektrizität die Resonanzeigenschaften, was in der veränderten Kurve 2 dargestellt ist, und die Spannung sinkt unter die untere Grenze Gu. Somit wurde das Objekt erkannt.If there is no object in the vicinity of the transmitting
Ähnlich verhält es sich mit ferromagnetischem oder leitendem Material in der Nähe der Sendeantenne 13, oder mit dem Einbringen eines NFC Receiver 2 mit Schwingkreis bestehend aus der als Schleife ausgebildeten Empfangsantenne 20 mit einer parallel geschalteten Kapazität.The situation is similar with ferromagnetic or conductive material in the vicinity of the transmitting
Dargestellt ist jeweils die Spannung an der Sendeantenne 13. Die Spannung am Abgriff RX/RX` geschieht noch vor dem Resonanzkreis und ist daher wesentlich geringer. Da die Ausgangsleistung des Senders (NFC-Transmitter 1) veränderbar ist, wird zur Detektion von Objekten eine hohe Ausgangsleistung gewählt, damit auch die Differenz in der Rückwirkung möglichst groß ist. Es kann aber auch mit kleineren Leistungen gesendet werden, dann ändern sich allerdings auch die zuvor beschriebenen Grenzwerte, die einen Bereich für den Normalfall ohne Objekt in der Nähe der Sendeantenne 13 beschreiben.The voltage at the transmitting
Dabei kann das Signal über einen aus zwei Dioden 16 gebildeten Peak-Detektor auf einen Analogeingang eines Mikrocontrollers 17 geführt werden. Zwei Dioden 16 sind deshalb vorteilhaft, um damit die Spitzen beider Halbwellen der Antennenspannung der Sendeantenne 13 auswerten zu können. Somit können auch Empfänger erkannt werden, die die Rückwirkung nur für eine Halbwelle verändern.The signal can be routed to an analog input of a
Die Signalführung von den Dioden 16 zu dem Analogeingang geschieht hochohmig, damit das Sendesignal sowohl bei der Objekterkennung als auch bei der Kommunikation mit dem NFC Receiver 2 möglichst wenig belastet wird, was die Kommunikation beeinträchtigen würde. Da durch den Anpasskreis die Sendeantenne 13 auf die Resonanzfrequenz abgestimmt ist, sind die Spannungen an der Sendeantenne 13 wesentlich höher als am Abgriff hinter dem Filter 11, der für die Messung der Rückwirkung für den Sendeschaltkreis benutzt wird. Dies ist insbesondere relevant, wenn der Sendeschaltkreis die Objekterkennung mit niedriger Leistung durchführt. Wenn die Kommunikation mit dem NFC-Receiver 2 bei höherer Leistung läuft, können an der Sendeantenne 13 Spannungen von 40Vpp oder mehr auftreten. Um den Analogeingang gegen diese Spannungen zu schützen, können an den Analogeingang spannungsbegrenzende Schutzbauteile, z. B. Zenerdioden, benutzt werden.The signal routing from the
Die zweite Änderung gegenüber einer herkömmlichen Schaltkreisbeschaltung kann ein Strombegrenzungswiderstand 14 in der Versorgungsleitung für den Leistungsverstärker, d. h. den Sendeverstärker 18 sein. Dieser kann mit einem Schalter 15, z. B. realisiert mit einem Transistor, überbrückt werden.The second change from conventional circuitry can be a current limiting
In der Objekterkennungsphase versucht der Sendechip mit größtmöglicher Sendeleistung eine Änderung der Spannung im Abgriffpunkt zu erkennen. Da der Strombegrenzungswiderstand in dieser Phase nicht überbrückt ist, bleibt die Ausgangsleistung stark begrenzt, was zur Folge hat, dass der Sendeschaltkreis ein mögliches Objekt nicht erkennt. Die Auswertung der Spannung wird in dieser Phase vom externen Mikrocontroller 17 übernommen. Hat dieser durch die Auswertung der Spannung an der Sendeantenne 13 ein Objekt erkannt, schaltet er den Sendeschaltkreis vom Erkennungsmodus in den Kommunikationsmodus und schaltet gleichzeitig den Transistor (Schalter 15) ein, damit die Ausgangsleistung nicht mehr begrenzt wird.In the object detection phase, the transmitter chip tries to detect a change in the voltage at the tapping point with the highest possible transmission power. Since the current-limiting resistor is not bypassed at this stage, the output power remains severely limited, with the result that the transmitter circuitry does not detect a possible object. The evaluation of the voltage is taken over by the
Von diesem Zeitpunkt an wird die komplette Nahfeld-Kommunikationssteuerung vom Sendeschaltkreis übernommen, d. h. der Mikrocontroller wertet das Analogsignal von der Antenne erst wieder aus, wenn die Kommunikation mit dem NFC-Receiver 2 z. B. durch Entfernen des NFC-Receivers 2 abgebrochen ist.From this point on, complete near-field communication control is taken over by the transmit circuitry; H. the microcontroller only evaluates the analog signal from the antenna again when communication with the
Die
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 20120214411 A1 [0011]US20120214411A1 [0011]
- US 9281706 B2 [0012]US 9281706 B2 [0012]
- EP 3664253 A1 [0013]EP 3664253 A1 [0013]
- US 20210376882 A1 [0014]US20210376882A1 [0014]
Claims (12)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021133464.0A DE102021133464A1 (en) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Circuit arrangement for near-field radio communication |
CN202211623734.6A CN116266768A (en) | 2021-12-16 | 2022-12-16 | Circuit assembly for near field radio communication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021133464.0A DE102021133464A1 (en) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Circuit arrangement for near-field radio communication |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021133464A1 true DE102021133464A1 (en) | 2023-06-22 |
Family
ID=86606345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021133464.0A Pending DE102021133464A1 (en) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | Circuit arrangement for near-field radio communication |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116266768A (en) |
DE (1) | DE102021133464A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120214411A1 (en) | 2011-02-23 | 2012-08-23 | Texas Instruments | System and method of near field communication tag presence detection for smart polling |
US9281706B2 (en) | 2014-01-23 | 2016-03-08 | Qualcomm Technologies International Ltd. | Object detection in a wireless charging field |
EP3664253A1 (en) | 2018-12-05 | 2020-06-10 | Koninklijke Philips N.V. | Device and method for wireless power transfer |
US20210376882A1 (en) | 2016-09-23 | 2021-12-02 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transferring method and device therefor |
-
2021
- 2021-12-16 DE DE102021133464.0A patent/DE102021133464A1/en active Pending
-
2022
- 2022-12-16 CN CN202211623734.6A patent/CN116266768A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120214411A1 (en) | 2011-02-23 | 2012-08-23 | Texas Instruments | System and method of near field communication tag presence detection for smart polling |
US9281706B2 (en) | 2014-01-23 | 2016-03-08 | Qualcomm Technologies International Ltd. | Object detection in a wireless charging field |
US20210376882A1 (en) | 2016-09-23 | 2021-12-02 | Lg Electronics Inc. | Wireless power transferring method and device therefor |
EP3664253A1 (en) | 2018-12-05 | 2020-06-10 | Koninklijke Philips N.V. | Device and method for wireless power transfer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116266768A (en) | 2023-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1437816B1 (en) | Circuit arrangement for providing electric power from an eletromagnetic field | |
EP1691320B1 (en) | Circuitry and procedure for the power supply of a transponder | |
EP1861808B1 (en) | Data transmission method and a frid reader provided with a coil and a control circuit for field quenching outside of a communication area | |
DE102009045186A1 (en) | RFID reader, RFID system, method for controlling the transmission line of an RFID reader and computer program product | |
WO2007140999A2 (en) | Concept for determining the position or location of a transponder in an rfid system | |
DE102015112431B4 (en) | Device for detecting objects, in particular for charging systems | |
WO2002039379A1 (en) | Contactless data carrier | |
DE19958265A1 (en) | Wireless energy transmission system with increased output voltage | |
WO1998036507A1 (en) | Method for contactless information and power transmission | |
DE102009007247A1 (en) | Transponder for radio frequency identification-system, has deactivator deactivating data communication functionality and CPU-functionality of transponder when derived parameter falls below threshold value | |
EP3103068A1 (en) | Shield element for mounting an object | |
EP1479030A1 (en) | Switching device actuated with a transponder | |
DE10259384B3 (en) | Battery charge level detection device for mobile data carrier e.g. for use in identification system, using measurement of charging time of auxiliary capacitor | |
EP1587028B1 (en) | Circuit for load control in the reception path of a transponder | |
EP1929424B1 (en) | Transponder actuatable switching device | |
DE102007004814A1 (en) | Quality adjustment of a receiving circuit | |
DE102021133464A1 (en) | Circuit arrangement for near-field radio communication | |
EP3070636B1 (en) | Read field indicator for testing the read field of an rfid reader | |
DE102014216987B4 (en) | Keyless system and mobile device | |
DE102013110017A1 (en) | Apparatus and method for classification and identification with an RFID reader | |
DE102007058277A1 (en) | The vehicle occupant protection device | |
EP2705462B1 (en) | Reading device for contactless communication with a transponder unit | |
DE212009000026U1 (en) | Connection sensor for identifying a connection point in a control panel | |
EP2141637B1 (en) | Portable data carrier with active contactless interface and operating method | |
DE10357665A1 (en) | Circuit arrangement for providing electrical power from an electromagnetic field |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04B0005020000 Ipc: H04B0005480000 |