FR3116167A1

FR3116167A1 - Ajustement d’un instant d’activation d’un circuit

Info

Publication number: FR3116167A1
Application number: FR2011621A
Authority: FR
Inventors: Alexandre Tramoni
Original assignee: STMicroelectronics Rousset SAS
Current assignee: STMicroelectronics Rousset SAS
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2040-11-12
Also published as: US11764830B2; CN114499588A; FR3116167B1; US20220149894A1; CN114499588B

Abstract

Ajustement d’un instant d’activation d’un circuit La présente description concerne un procédé dans lequel un instant (t4, t7) de début d’une étape périodique d’activation d’un circuit de communication en champ proche d’un premier dispositif, rechargé en champ proche par un deuxième dispositif, est ajusté en fonction d’une fréquence d’un champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif. Figure pour l'abrégé : Fig. 5

Description

Ajustement d’un instant d’activation d’un circuit

La présente description concerne de façon générale les dispositifs électroniques. La présente description concerne plus particulièrement les dispositifs électroniques intégrant un circuit de communication en champ proche (« Near-Field Communication » - NFC, en anglais), plus communément appelés dispositifs NFC, et les procédés de recharge en champ proche susceptibles d’être mis en œuvre par de tels dispositifs.

On connaît, outre des procédés d’échange de données en champ proche entre dispositifs NFC, des procédés de transfert d’énergie en champ proche visant à recharger un dispositif NFC par un autre dispositif NFC. Les procédés existants de recharge en champ proche d’un dispositif NFC par un autre dispositif NFC s’avèrent toutefois peu performants, leur mise en œuvre entraînant notamment des durées de recharge importantes.

Il existe un besoin d’améliorer les procédés existants de recharge en champ proche d’un dispositif NFC par un autre dispositif NFC.

Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des procédés connus de recharge en champ proche d’un dispositif NFC par un autre dispositif NFC.

Un mode de réalisation prévoit un procédé dans lequel un instant de début d’une étape périodique d’activation d’un circuit de communication en champ proche d’un premier dispositif, rechargé en champ proche par un deuxième dispositif, est ajusté en fonction d’une fréquence d’un champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif.

Selon un mode de réalisation, la fréquence du champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif est évaluée en dénombrant des périodes d’oscillation du champ électromagnétique.

Selon un mode de réalisation, le dénombrement est effectué pendant tout ou partie d’une étape périodique de désactivation du circuit de communication en champ proche du premier dispositif.

Selon un mode de réalisation, la fréquence du champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif est évaluée, par le premier dispositif, de façon périodique pendant l’étape de désactivation du circuit de communication en champ proche du premier dispositif.

Selon un mode de réalisation, une fréquence d’oscillation d’un circuit oscillant du premier dispositif est calibrée en fonction de chaque évaluation de la fréquence du champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif.

Selon un mode de réalisation, le circuit de communication en champ proche du premier dispositif est activé après un premier nombre d’oscillations du circuit oscillant du premier dispositif.

Selon un mode de réalisation, la fréquence d’oscillation du circuit oscillant du premier dispositif est comprise entre 10 kHz et 500 kHz, de préférence comprise entre 30 kHz et 300 kHz, plus préférentiellement égale à environ 64 kHz.

Selon un mode de réalisation, la fréquence du champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif est évaluée, par le premier dispositif, pendant toute la durée l’étape de désactivation du circuit de communication en champ proche du premier dispositif.

Selon un mode de réalisation, le circuit de communication en champ proche du premier dispositif est réveillé si la fréquence estimée sort d’une plage de fréquences.

Selon un mode de réalisation, la fréquence du champ électromagnétique émis par le deuxième dispositif est égale à environ 13,56 MHz.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif est placé dans un mode basse consommation.

Un mode de réalisation prévoit un dispositif de communication en champ proche configuré pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit.

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation et modes de mise en œuvre particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

la représente, de façon schématique et sous forme de blocs, un exemple de système de communication et de recharge en champ proche du type auquel s’appliquent les modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits ;

la représente, de façon partielle, schématique et sous forme de blocs, un exemple de procédé de recharge en champ proche d’un dispositif par un autre dispositif ;

la est un chronogramme illustrant un exemple d’application du procédé de recharge en champ proche de la au système de la ;

la représente, de façon partielle, schématique et sous forme de blocs, un mode de mise en œuvre d’un procédé de recharge en champ proche d’un dispositif par un autre dispositif ;

la est un chronogramme illustrant, de façon plus détaillée, une partie de l’exemple d’application du procédé de recharge en champ proche de la au système de la ; et

la représente un exemple d’application des modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits à une recharge d’un objet connecté par un téléphone mobile.

De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation et modes de mise en œuvre peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la génération des signaux radiofréquence et leur interprétation n’ont pas été détaillées, les modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits étant compatibles avec les techniques usuelles de génération et d’interprétation de ces signaux.

Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.

Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence, sauf précision contraire, à l'orientation des figures.

Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.

Dans la présente description, on appelle dispositif NFC un dispositif électronique intégrant au moins un circuit de communication en champ proche (« Near-Field Communication » - NFC, en anglais).

La représente, de façon schématique et sous forme de blocs, un exemple de système de communication en champ proche du type auquel s’appliquent les modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits.

Dans l’exemple représenté, un premier dispositif NFC 100A (WLC-P) est susceptible de communiquer, par couplage électromagnétique en champ proche, avec un deuxième dispositif NFC 100B (WLC-L). Selon les applications, pour une communication, l’un des dispositifs NFC 100A, 100B fonctionne en mode dit lecteur tandis que l’autre dispositif NFC 100B, 100A fonctionne en mode dit carte, ou les deux dispositifs NFC 100A et 100B communiquent en mode dit poste à poste (« Peer-to-Peer » - P2P, en anglais).

Chaque dispositif NFC 100A, 100B intègre par exemple un circuit de communication en champ proche symbolisé, en , par un bloc 101A, 101B. Les circuits 101A et 101B de communication en champ proche comportent par exemple chacun divers éléments ou circuits électroniques de génération ou de détection d’un signal radiofréquence à l’aide d’une antenne (non représentée), par exemple des circuits de modulation ou de démodulation. Lors d’une communication entre les dispositifs NFC 100A et 100B, le signal radiofréquence généré par l’un des dispositifs NFC 100A, 100B est par exemple capté par l’autre dispositif NFC 100B, 100A se trouvant à portée.

Dans l’exemple représenté, on suppose que le dispositif NFC 100A émet un champ électromagnétique (EMF) pour initier une communication avec le dispositif NFC 100B. Le champ EMF est par exemple capté par le deuxième dispositif NFC 100B dès qu’il se trouve à portée. Il se forme alors un couplage entre deux circuits oscillants, en l’espèce celui de l’antenne du dispositif NFC 100A et celui de l’antenne du dispositif NFC 100B. Ce couplage se traduit par exemple par une variation de la charge constituée par les circuits du dispositif NFC 100B sur le circuit oscillant de génération du champ EMF du dispositif NFC 100A.

Pour une communication, une variation correspondante de phase ou d’amplitude du champ émis est par exemple détectée par le dispositif 100A, qui entame alors un protocole de communication NFC avec le dispositif 100B. Côté dispositif NFC 100A, on détecte par exemple si l’amplitude de la tension aux bornes du circuit oscillant et/ou le déphasage par rapport au signal généré par le circuit 101A sortent de plages d’amplitudes et/ou de phases délimitées chacune par des seuils.

Dans le cas d'une communication, une fois que le dispositif NFC 100A a détecté la présence du dispositif NFC 100B dans son champ, il entame une procédure d’établissement de communication mettant par exemple en œuvre des émissions de requêtes par le dispositif NFC 100A et de réponses par le dispositif NFC 100B (séquence d’interrogation telle que définie dans les spécifications techniques du NFC Forum).

Des applications visent par exemple à tirer profit du champ EMF pour mettre en œuvre des échanges de données entre les dispositifs NFC 100A et 100B.

D’autres applications visent par exemple plutôt à tirer profit du champ EMF pour mettre en œuvre des échanges d’énergie entre les dispositifs NFC 100A et 100B. De façon générale, cela correspond par exemple à un cas où le dispositif 100B dispose d’une source d’énergie électrique (non représentée), par exemple une batterie, susceptible d’être rechargée par le dispositif NFC 100A. Cela correspond par exemple plus précisément à un cas où le dispositif NFC 100A est un terminal mobile, par exemple un téléphone portable ou une tablette tactile, et où le dispositif NFC 100B est un objet connecté, par exemple une montre connectée, un bracelet connecté, une paire d’écouteurs sans fil, un stylo numérique, etc. Dans ce cas, le dispositif NFC 100A dispose par exemple d’une batterie de capacité supérieure à celle du dispositif NFC 100B.

À titre d’exemple, dans le cas où le dispositif NFC 100A est utilisé pour recharger le dispositif NFC 100B, le dispositif NFC 100A est un émetteur de recharge sans fil (« WireLess Charging Poller » - WLC-P, en anglais) et le dispositif NFC 100B est un récepteur de recharge sans fil (« WireLess Charging Listener » - WLC-L, en anglais). Dans ce cas, les dispositifs NFC 100A et 100B mettent par exemple en œuvre un procédé de transfert d’énergie sans fil (« Wireless Power Transfer » - WPT, en anglais) tel que défini dans les spécifications du NFC Forum.

Plus précisément, le transfert d’énergie entre le dispositif NFC 100A et le dispositif NFC 100B comprend par exemple la mise en œuvre d’un protocole de contrôle de recharge sans fil (« Wireless Charging Control Protocol » ou « WLC Control Protocol », en anglais) tel que défini dans les spécifications du NFC Forum. Parmi les protocoles de contrôle de recharge sans fil, on distingue notamment les protocoles dits statiques (« Static WLC Control Protocol », en anglais) et les protocoles dits dynamiques ou négociés (« Negociated WLC Control Protocol », en anglais).

Dans un cas où le dispositif NFC 100A met en œuvre un protocole statique de contrôle de recharge sans fil du dispositif NFC 100B, le dispositif NFC 100A émet par exemple le champ électromagnétique EMF de façon continue sans transmettre de données au dispositif NFC 100B. Dans ce cas, le dispositif NFC 100A émet par exemple uniquement une porteuse, de fréquence f_EMF égale à environ 13,56 MHz, sans modulation de fréquence ni d’amplitude.

Dans un autre cas où le dispositif NFC 100A met en œuvre un protocole négocié de contrôle de recharge sans fil du dispositif NFC 100B, le dispositif NFC 100A émet par exemple le champ électromagnétique EMF de façon continue et transmet périodiquement des messages au dispositif NFC 100B. Dans ce cas, le dispositif NFC 100A émet par exemple la porteuse, de fréquence f_EMF égale à environ 13,56 MHz, et effectue par exemple périodiquement une modulation de cette porteuse de manière à transmettre les messages au dispositif NFC 100B. En réponse aux messages provenant du dispositif NFC 100A, d’autres messages peuvent être transmis par le dispositif NFC 100B au dispositif NFC 100A.

De manière générale, les messages transmis par le dispositif NFC 100A au dispositif NFC 100B comportent par exemple des données relatives à la recharge du dispositif NFC 100B par le dispositif NFC 100A. Plus précisément, ces données définissent par exemple une capacité de recharge sans fil (« WireLess Charging CAPability » - WLC_CAP, en anglais) du dispositif NFC 100B par le dispositif NFC 100A. À titre d’exemple, les données comprennent des informations de puissance et de durée de recharge du dispositif NFC 100B par le dispositif NFC 100A. Les échanges périodiques de messages entre le dispositif NFC 100A et le dispositif NFC 100B permettent par exemple de vérifier régulièrement que le dispositif NFC 100B a encore besoin d’être rechargé et, le cas échéant, d’ajuster la puissance et la durée de recharge.

Dans la suite de la description, on considère par exemple que les dispositifs NFC 100A et 100B mettent en œuvre un protocole négocié de contrôle de recharge sans fil.

La représente, de façon partielle, schématique et sous forme de blocs, un exemple de procédé de recharge en champ proche d’un dispositif, par exemple le dispositif NFC 100B de la , par un autre dispositif, par exemple le dispositif NFC 100A de la .

Dans l’exemple représenté, lors d’une opération de recharge en champ proche du dispositif NFC 100B par le dispositif NFC 100A, le dispositif NFC 100A transmet périodiquement des messages WLC_CAP au dispositif NFC 100B. Afin de pouvoir recevoir et traiter chaque message WLC_CAP en provenance du dispositif NFC 100A, le procédé prévoit des étapes périodiques d’activation du circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B. Chacune de ces étapes périodiques d’activation du circuit 101B, présentant une durée D_ON, débute avant la réception d’un message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B et s’achève après le traitement du message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B.

Entre les étapes périodiques d’activation du circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B, le procédé prévoit en outre des étapes périodiques de désactivation du circuit 101B. Chacune de ces étapes périodiques de désactivation du circuit 101B, présentant une durée D_OFF, permet de réduire la consommation énergétique du dispositif NFC 100B pendant la recharge. En particulier, tout ou partie du circuit de communication en champ proche 101B peut par exemple être désactivé pendant la durée D_OFF, de sorte à réduire la consommation électrique du dispositif NFC 100B. Des circuits (non représentés) destinés par exemple à démoduler le champ électromagnétique EMF émis par le dispositif NFC 100A peuvent notamment être désactivés pendant la durée D_OFF.

Pendant la recharge du dispositif NFC 100B par le dispositif NFC 100A, le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est ainsi alternativement activé pendant la durée D_ON et désactivé pendant la durée D_OFF.

Plus précisément, à une étape 201 (DEACTIVATE NFC CIRCUIT), le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est désactivé.

À une autre étape 203 (START TIMER T1 BASED ON LFO), postérieure à l’étape 201, une minuterie ou temporisation T1 est démarrée. La minuterie T1 utilise par exemple un circuit oscillant (non représenté en ), par exemple un oscillateur basse fréquence (« Low Frequency Oscillator » - LFO, en anglais), du dispositif NFC 100B. À partir de l’étape 203, on commence par exemple à dénombrer des périodes d’oscillation du circuit oscillant du dispositif NFC 100B.

À encore une autre étape 205 (END OF TIMER T1?), postérieure à l’étape 203, on contrôle si la durée D_OFF est écoulée. Pour ce faire, on compare par exemple un nombre N d’oscillations du circuit 101B depuis le début de l’étape 203 à un autre nombre N_OFF d’oscillations du circuit 101B correspondant théoriquement à la durée D_OFF. Dans un cas où la durée D_OFF n’est pas écoulée (sortie NO de l’étape 205), on continue alors à dénombrer des périodes d’oscillation du circuit oscillant jusqu’à ce que le nombre N soit égal au nombre N_OFF correspondant à la durée D_OFF. Une fois le nombre N_OFF atteint (sortie YES de l’étape 205), c'est-à-dire une fois la durée D_OFF écoulée, on passe à encore une autre étape 207.

À l’étape 207 (ACTIVATE NFC CIRCUIT), postérieure à l’étape 205, le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est activé.

À encore une autre étape 209 (WAIT FOR WLC_CAP), postérieure à l’étape 207, le dispositif NFC 100B est en attente de la réception d’un message transmis par le dispositif NFC 100A. À l’étape 209, le circuit 101B est par exemple prêt à recevoir un message WLC_CAP de la part du dispositif NFC 100A.

À encore une autre étape 211 (RECEIVE & PROCESS WLC_CAP), postérieure à l’étape 209, le dispositif NFC 100B reçoit puis traite le message WLC_CAP transmis par le dispositif NFC 100A.

À titre d’exemple, les étapes 201 à 211 sont par exemple répétées jusqu’à ce que le dispositif NFC 100B ait été totalement rechargé par le dispositif NFC 100A. En particulier, à chaque répétition de l’étape 211, le dispositif NFC 100A vérifie que le dispositif NFC 100B est encore présent et a toujours besoin d’être rechargé, puis ajuste la durée et la puissance de recharge.

La est un chronogramme illustrant un exemple d’application du procédé de recharge en champ proche de la au système de la .

À un instant t0, marquant par exemple le début d’une opération de recharge du dispositif NFC 100B (WLC-L) par le dispositif NFC 100A (WLC-P), le dispositif NFC 100A débute l’émission du champ électromagnétique EMF.

À un instant t1, postérieur à l’instant t0 et correspondant par exemple à un instant où le champ EMF atteint une valeur nominale, le circuit de communication en champ proche 101B (NFC CIRCUIT) du dispositif NFC 100B est activé (RECEIVING). À l’instant t1, le dispositif NFC 100B est par exemple dans un état actif (ACTIVE), par exemple un état dans lequel un microprocesseur (non représenté en ) du dispositif NFC 100B est sous tension.

À un instant t2, postérieur à l’instant t1, le dispositif NFC 100A débute l’émission d’un premier message (WLC_CAP). Le circuit de communication en champ proche 101B étant activé, le dispositif NFC 100B reçoit puis traite le premier message WLC_CAP.

À un instant t3, postérieur à l’instant t2, le traitement du premier message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B s’achève. Dans l’exemple représenté, le circuit de communication en champ proche 101B est alors désactivé, et le dispositif NFC 100B est en outre commuté en mode basse consommation (STANDBY).

À un instant t4, postérieur à l’instant t3 et séparé de l’instant t3 par la durée D_OFF, le circuit de communication en champ proche 101B est réactivé (RECEIVING). Dans l’exemple représenté, le dispositif NFC 100B est maintenu dans le mode basse consommation.

À un instant t5, postérieur à l’instant t4, le dispositif NFC 100A débute l’émission d’un deuxième message (WLC_CAP). Le circuit de communication en champ proche 101B étant activé, le dispositif NFC 100B reçoit puis traite le deuxième message WLC_CAP.

À un instant t6, postérieur à l’instant t5 et séparé de l’instant t4 par la durée D_ON, le traitement du deuxième message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B s’achève. Le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est désactivé.

À un instant t7, postérieur à l’instant t6 et séparé de l’instant t6 par la durée D_OFF, le circuit de communication en champ proche 101B est réactivé (RECEIVING).

À un instant t8, postérieur à l’instant t7, le dispositif NFC 100A débute l’émission d’un troisième message (WLC_CAP). Le circuit de communication en champ proche 101B étant activé, le dispositif NFC 100B reçoit puis traite le troisième message WLC_CAP.

À un instant t9, postérieur à l’instant t8 et séparé de l’instant t7 par la durée D_ON, le traitement du troisième message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B s’achève. Le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est désactivé.

Dans l’exemple du procédé exposé en relation avec les figures 2 et 3, la durée D_OFF de chaque étape de désactivation du circuit 101B correspond au nombre N_OFF de périodes d’oscillation, à une fréquence f_LFO sensiblement constante, du circuit oscillant du dispositif NFC 100B. À titre d’exemple, la fréquence d’oscillation f_LFO du circuit oscillant du dispositif NFC 100B est comprise entre 10 kHz et 500 kHz, de préférence comprise entre 30 kHz et 300 kHz, plus préférentiellement égale à environ 64 kHz.

Afin d’optimiser l’efficacité énergétique et de diminuer la durée de recharge du dispositif NFC 100B par le dispositif NFC 100A, on a intérêt à faire en sorte que l’instant t4, t7 d’activation du circuit 101B soit le plus proche possible de l’instant t5, t8 d’émission du message WLC_CAP par le dispositif NFC 100A.

Toutefois, le circuit oscillant utilisé pour activer le circuit 101B à l’issue de la durée D_OFF présente généralement une imprécision en fréquence. L’imprécision du circuit oscillant est par exemple due à des dispersions de fabrication de ce circuit. À titre d’exemple, cette imprécision est, au maximum, de l’ordre de ± 15 % de la fréquence théorique du circuit oscillant, c'est-à-dire de la fréquence f_LFO à laquelle le circuit a été conçu pour fonctionner.

À titre d’exemple, si la fréquence réelle du circuit oscillant est inférieure à sa fréquence théorique f_LFO, le nombre N_OFF d’oscillations correspond alors à une durée supérieure à la durée D_OFF. En revanche, si la fréquence réelle du circuit oscillant est supérieure à sa fréquence théorique f_LFO, le nombre N_OFF d’oscillations correspond alors à une durée inférieure à la durée D_OFF.

Pour ne pas risquer d’activer le circuit 101B trop tard, c'est-à-dire après le début de l’émission de l’un des messages WLC_CAP, on paramètre le circuit 101B en tenant compte par exemple d’un cas défavorable où le circuit oscillant présenterait une imprécision en fréquence de + 15 %. Dans l’exemple représenté, cela conduit à prévoir, entre les instants t4 et t5 et entre les instants t7 et t8, une durée D_SUP supplémentaire permettant de s’assurer que le circuit 101B sera activé pour recevoir les messages WLC_CAP malgré l’imprécision du circuit oscillant. La durée D_SUP correspond par exemple à un nombre N_SUP d’oscillations du circuit oscillant. Toutefois, l’activation du circuit 101B pendant chaque durée D_SUP a pour inconvénient d’entraîner une consommation énergétique indésirable nuisant à l’efficacité et à la durée de recharge du dispositif NFC 100B.

Afin de pallier ce problème, on pourrait utiliser un circuit oscillant présentant une imprécision en fréquence plus faible, par exemple de l’ordre de ± 1 %. Toutefois, cela aurait pour inconvénient d’entraîner une augmentation de coût du dispositif NFC 100B intégrant le circuit oscillant.

La représente, de façon partielle, schématique et sous forme de blocs, un mode de mise en œuvre d’un procédé de recharge en champ proche d’un dispositif, par exemple le dispositif NFC 100B de la , par un autre dispositif, par exemple le dispositif NFC 100A de la .

Selon ce mode de mise en œuvre, le début de l’étape périodique d’activation du circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est ajusté en fonction de la fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF émis par le dispositif NFC 100A. La fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF est par exemple mesurée à plusieurs reprises, par exemple de façon périodique, pendant chaque étape de désactivation du circuit 101B. À titre d’exemple, la fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF est égale à environ 13,56 MHz, plus ou moins 7 kHz.

Plus précisément, à une étape 401 (DEACTIVATE NFC CIRCUIT), le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est désactivé.

À une autre étape 403 (START TIMER T1 BASED ON LFO), postérieure à l’étape 401, la minuterie T1 est démarrée. À partir de l’étape 403, on commence par exemple à dénombrer des périodes d’oscillation du circuit oscillant du dispositif NFC 100B. À titre d’exemple, on enregistre dans une mémoire (non représentée) du dispositif NFC 100B le nombre N de périodes d’oscillation du circuit oscillant depuis le début de l’étape 403.

À encore une autre étape 405 (START TIMER T2 BASED ON LFO), postérieure à l’étape 403, une autre minuterie ou temporisation T2 est démarrée. La minuterie T2 est par exemple basée sur un circuit oscillant du dispositif NFC 100B, par exemple le même circuit oscillant que pour la minuterie T1. À partir de l’étape 405, on commence par exemple à dénombrer des périodes d’oscillation du circuit oscillant du dispositif NFC 100B. À titre d’exemple, on enregistre dans la mémoire du dispositif NFC 100B un autre nombre N1 d’oscillations du circuit oscillant depuis le début de l’étape 405.

À encore une autre étape 407 (END OF TIMER T2?), postérieure à l’étape 405, on contrôle si la minuterie T2 est écoulée. À titre d’exemple, on compare le nombre N1 d’oscillations du circuit oscillant depuis le début de l’étape 405 à un autre nombre N_D1 d’oscillations correspondant théoriquement à une durée D1. Dans un cas où la durée D1 est écoulée (sortie YES de l’étape 407), c'est-à-dire si le nombre N1 est égal au nombre N_D1, on passe à encore une autre étape 409 (MEASURE EMF FREQUENCY).

À l’étape 409, on évalue la fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF émis par le dispositif NFC 100A. À titre d’exemple, on dénombre des oscillations du champ électromagnétique EMF pendant une durée D2.

À encore une autre étape 411 (EMF FREQUENCY WITHIN RANGE?), postérieure à l’étape 409, on vérifie si le champ électromagnétique EMF est encore à portée du dispositif NFC 100B à recharger. On contrôle par exemple à l’étape 411 que la fréquence f_EMF évaluée à l’étape 409 est comprise dans une plage de fréquences traduisant la présence du dispositif NFC 100A émetteur du champ EMF à portée. À titre d’exemple, on contrôle que la fréquence f_EMF évaluée à l’étape 409 est égale à 13,56 MHz, à plus ou moins 7 kHz près.

Dans un cas où la fréquence f_EMF évaluée à l’étape 409 n’est pas comprise dans la plage de fréquences (sortie NO de l’étape 411), on passe alors à une étape 413 (WAKE UP NFC CIRCUIT) de réveil du circuit 101B. Dans ce cas, le circuit 101B informe par exemple le microprocesseur du dispositif NFC 100B que le champ EMF est hors de portée et que le procédé de recharge est interrompu.

En revanche, dans un cas où la fréquence f_EMF évaluée à l’étape 409 est comprise dans la plage de fréquences (sortie YES de l’étape 411), on passe alors à une étape 415 (CALIBRATE LFO).

À l’étape 415, postérieure à l’étape 409, on utilise le résultat de l’évaluation de la fréquence f_EMF du champ EMF pour calibrer la fréquence f_LFO d’oscillation du circuit oscillant du dispositif NFC 100B. À titre d’exemple, on compare un autre nombre N2 d’oscillations du champ EMF pendant une période d’oscillation du circuit oscillant pour remonter à la fréquence d’oscillation réelle du circuit oscillant. On calibre ensuite le circuit oscillant, par exemple en réajustant sa fréquence de fonctionnement par rapport à l’estimation de fréquence réalisée.

À encore une autre étape 417 (RESTART TIMER T2), postérieure à l’étape 415, on redémarre la minuterie T2 puis on passe à encore une autre étape 419 (END OF TIMER T1?).

En revanche, dans un cas où la durée D1 n’est pas écoulée (sortie NO de l’étape 407) à l’étape 407, c'est-à-dire si le nombre N1 est strictement inférieur au nombre N_D1, on passe directement à l’étape 419.

À l’étape 419, on vérifie par exemple si la minuterie T1 est écoulée. À titre d’exemple, on compare le nombre N d’oscillations du circuit oscillant du dispositif NFC 100B depuis le début de l’étape 403 au nombre N_OFF de périodes correspondant théoriquement à la durée D_OFF. Dans un cas où la durée D_OFF n’est pas écoulée (sortie NO de l’étape 419), c'est-à-dire si le nombre N est strictement inférieur au nombre N_OFF, on revient à l’étape 407.

En revanche, dans un cas où la durée D_OFF est écoulée (sortie YES de l’étape 419), c'est-à-dire si le nombre N est égal au nombre N_OFF, on passe à encore une autre étape 421 (ACTIVATE NFC CIRCUIT).

À l’étape 421, le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est activé.

À encore une autre étape 423 (WAIT FOR WLC_CAP), postérieure à l’étape 421, le dispositif NFC 100B est en attente de réception d’un message transmis par le dispositif NFC 100A. À l’étape 423, le circuit 101B est par exemple prêt à recevoir un message WLC_CAP de la part du dispositif NFC 100A.

À encore une autre étape 425 (RECEIVE & PROCESS WLC_CAP), postérieure à l’étape 423, le dispositif NFC 100B reçoit puis traite le message WLC_CAP transmis par le dispositif NFC 100A.

Une fois le message WLC_CAP traité par le dispositif NFC 100B, on revient par exemple à l’étape 401 de désactivation du circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B.

On fait par exemple en sorte que l’étape 409 d’évaluation de la fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF et l’étape 415 de calibration du circuit oscillant du dispositif NFC 100B soient effectuées à plusieurs reprises pendant chaque période de désactivation du circuit 101B. À titre d’exemple, la durée D1 séparant deux évaluations consécutives de la fréquence f_EMF du champ EMF est égale à environ 1 ms. À titre d’exemple, la durée D2 pendant laquelle les oscillations du champ EMF sont dénombrées est égale à environ 40 µs.

Dans le procédé décrit en relation avec la , la vérification de la présence du champ EMF réalisée à l’étape 411 est effectuée à plusieurs reprises, de façon périodique, pendant les périodes de désactivation du circuit 101B. Cela permet avantageusement d’informer un utilisateur du dispositif NFC 100B, dans un bref délai suivant la disparition du champ EMF, que la recharge du dispositif NFC 100B est interrompue. On améliore ainsi l’expérience utilisateur, notamment par rapport à un cas où l’information d’interruption de la recharge du dispositif NFC 100B serait affichée pendant les périodes d’activation du circuit 101B uniquement, par exemple en constatant une absence de réception du message WLC_CAP censé être transmis par le dispositif NFC 100A.

À titre d’exemple, les étapes 405 à 417 sont mises en œuvre par une machine d’états (« Finite State Machine » - FSM, en anglais) du dispositif NFC 100B.

À un instant t1, postérieur à l’instant t0 et correspondant par exemple à un instant où le champ EMF atteint une valeur nominale, le circuit de communication en champ proche 101B (NFC CIRCUIT) du dispositif NFC 100B est activé (RECEIVING). À l’instant t1, le dispositif NFC 100B est par exemple dans un état actif (ACTIVE), par exemple un état dans lequel un microprocesseur du dispositif NFC 100B est sous tension.

À un instant t3, postérieur à l’instant t2, le traitement du premier message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B s’achève. Dans l’exemple représenté, le circuit de communication en champ proche 101B est alors désactivé, et le dispositif NFC 100B est en outre commuté dans un mode basse consommation (HIBERNATE). Dans ce mode basse consommation, le microprocesseur du dispositif NFC 100B est par exemple éteint et il n’y a pas de rétention d’informations dans des mémoires du dispositif NFC 100B.

Dans l’exemple représenté, pendant la durée D_OFF séparant les instants t3 et t4, six opérations d’évaluation de la fréquence f_EMF du champ EMF émis par le dispositif NFC 100A et six calibrations de la fréquence du circuit oscillant sont réalisées par la machine d’états (FSM) du dispositif NFC 100B.

À un instant t5, postérieur à l’instant t4 et séparé de l’instant t4 par la durée D_ON, le dispositif NFC 100A débute l’émission d’un deuxième message (WLC_CAP). Dans l’exemple représenté, la durée D_ON correspond à une durée pendant laquelle le circuit 101B est en attente de la réception du deuxième message WLC_CAP. Le circuit de communication en champ proche 101B étant activé à l’instant t5, le dispositif NFC 100B reçoit puis traite le deuxième message WLC_CAP.

À un instant t6, postérieur à l’instant t5, le traitement du deuxième message WLC_CAP par le dispositif NFC 100B s’achève. À l’issue du traitement du deuxième message WLC_CAP, le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est désactivé.

Dans l’exemple représenté, pendant la durée D_OFF séparant les instants t6 et t7, six opérations d’évaluation de la fréquence f_EMF du champ EMF émis par le dispositif NFC 100A et six calibrations de la fréquence du circuit oscillant sont réalisées par la machine d’états (FSM) du dispositif NFC 100B. Cet exemple n’est toutefois pas limitatif, la personne du métier étant capable d’adapter le nombre d’opérations d’évaluation de la fréquence f_EMF du champ EMF pendant chaque durée D_OFF en fonction de l’application.

Dans l’exemple représenté, le circuit de communication en champ proche 101B du dispositif NFC 100B est activé juste avant la réception de chaque message WLC_CAP. Plus précisément, l’instant t4, t7 d’activation du circuit 101B est séparée de l’instant t5, t8 de réception du message WLC_CAP par une durée ε inférieure à la durée D_SUP de la . On réduit ainsi la durée D_ON pendant laquelle le circuit 101B est activé et on augmente ainsi la durée D_OFF pendant laquelle le circuit 101B est désactivé.

Un avantage du procédé exposé ci-dessus en relation avec les figures 4 et 5 tient au fait que la calibration périodique du circuit oscillant du dispositif NFC 100B permet de réduire la consommation énergétique du dispositif NFC 100B pendant l’opération de recharge.

La est un chronogramme illustrant, de façon plus détaillée, une partie de l’exemple d’application du procédé de recharge en champ proche de la au système de la . Plus précisément, la détaille les opérations réalisées entre les instants t3 et t4 du chronogramme de la .

La comporte :
– un premier graphique illustrant un exemple d’évolution, en fonction du temps t, d’un signal oscillant LFO_sig produit par le circuit oscillant du dispositif NFC 100B ;
– un deuxième graphique illustrant un exemple d’évolution, en fonction du temps t, d’un signal EMF_eval correspondant à l’évaluation, par le dispositif NFC 100B, du champ électromagnétique EMF émis par le dispositif NFC 100A ;
– un troisième graphique illustrant un exemple d’évolution, en fonction du temps t, d’une dérive en fréquence dis_uncorr du circuit oscillant du dispositif NFC 100B dans un cas où aucune calibration n’est effectuée pendant la durée D_OFF de désactivation du circuit 101B ; et
– un quatrième graphique illustrant un exemple d’évolution, en fonction du temps t, d’une dérive en fréquence dis_corr du circuit oscillant du dispositif NFC 100B dans un cas correspondant au mode de mise en œuvre prévoyant d’effectuer des calibrations périodiques pendant la durée D_OFF.

Dans l’exemple représenté, à l’instant t3, le circuit 101B est désactivé et cesse d’évaluer la fréquence f_EMF du champ EMF. À partir de l’instant t3, la fréquence d’oscillation f_LFO du circuit oscillant commence à dériver, par exemple à augmenter de façon constante.

À un instant t31, postérieur à l’instant t3 et séparé de l’instant t3 par la durée D1, le circuit 101B débute l’évaluation de la fréquence f_EMF du champ EMF.

À un instant t32, postérieur à l’instant t31 et séparé de l’instant t31 par la durée D2, on cesse d’évaluer la fréquence f_EMF du champ EMF. La fréquence d’oscillation f_LFO est alors calibrée, ce qui permet de corriger ou compenser la dérive en fréquence du circuit oscillant comme cela est représenté sur le quatrième graphique. En revanche, si aucune calibration n’était effectuée, la dérive en fréquence du circuit oscillant continuerait d’évoluer après l’instant t32 comme cela est représenté sur le troisième graphique.

À un instant t33, postérieur à l’instant t32 et séparé de l’instant t32 par la durée D1, une nouvelle évaluation de la fréquence f_EMF du champ EMF est réalisée.

À un instant t34, postérieur à l’instant t33 et séparé de l’instant t33 par la durée D2, on cesse d’évaluer la fréquence f_EMF du champ EMF. La fréquence d’oscillation f_LFO est alors à nouveau calibrée, ce qui permet de corriger ou compenser la dérive en fréquence du circuit oscillant comme cela est représenté sur le quatrième graphique. En revanche, si aucune calibration n’était effectuée, la dérive en fréquence du circuit oscillant continuerait d’évoluer après l’instant t34 comme cela est représenté sur le troisième graphique.

Les opérations décrites ci-dessus en relation avec les instants t33 et t34 sont ensuite répétées à des instants respectivement t35 et t36.

Dans l’exemple représenté, la mise en œuvre du procédé de calibration périodique du circuit oscillant du dispositif 100B permet d’obtenir, à l’instant t4 d’activation du circuit 101B, une dérive en fréquence moindre que celle que l’on obtiendrait sans calibration.

On a décrit ci-dessus en relation avec les figures 4, 5 et 6 un mode de mise en œuvre d’un procédé dans lequel la fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF émis par le dispositif NFC 100B est mesurée périodiquement. Ce mode de mise en œuvre s’avère particulièrement avantageux dans un cas où les messages WLC_CAP sont émis de façon périodique par le dispositif NFC 100A à une fréquence faible, par exemple lorsque deux messages WLC_CAP successifs sont séparés d’une durée allant de quelques secondes à quelques minutes.

En variante, on peut prévoir que la fréquence f_EMF du champ électromagnétique EMF soit mesurée en permanence pendant la durée D_OFF de désactivation du circuit 101B. Cette variante s’avère particulièrement avantageuse dans un cas où les messages WLC_CAP sont périodiquement émis par le dispositif NFC 100A à une fréquence élevée, par exemple lorsque deux messages WLC_CAP successifs sont séparés d’une durée allant de quelques millisecondes à quelques centaines de millisecondes. L’adaptation des modes de mise en œuvre décrits à cette variante est à la portée de la personne du métier à partir des indications ci-dessus. En particulier, la personne du métier est capable de prévoir une étape analogue à l’étape 411 du procédé exposé en relation avec la pour vérifier la présence du champ EMF à portée et, dans un cas où l’on conclurait que le champ EMF est hors de portée, provoquer un réveil du circuit 101B.

La représente un exemple d’application des modes de réalisation et modes de mise en œuvre décrits à une recharge d’un objet connecté 700 par un téléphone mobile 701. Dans l’exemple représenté, l’objet connecté 700 est une paire d’écouteurs sans fil.

La mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus en relation avec les figures 4, 5 et 6 permet notamment d’optimiser l’efficacité énergétique de la recharge sans fil, par le téléphone mobile 701, de batteries 703 embarquées dans les écouteurs sans fil 700. Plus précisément, la mise en œuvre de ce procédé permet par exemple de réduire la durée de recharge des batteries 703 par l’intermédiaire du champ électromagnétique EMF.

Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier. En particulier, bien que l’on ait décrit ci-dessus des exemples d’application dans lesquels les messages WLC_CAP sont émis à intervalles constants par le dispositif NFC 100A, la personne du métier est capable d’adapter les modes de mise en œuvre décrits à un cas où les messages WLC_CAP sont émis à intervalles non constants.

Enfin, la mise en œuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, la fréquence à laquelle la calibration du circuit oscillant est effectuée peut être ajustée en fonction de l’application.

Claims

Procédé dans lequel un instant (t4, t7) de début d’une étape périodique d’activation d’un circuit (101B) de communication en champ proche d’un premier dispositif (100B ; 700), rechargé en champ proche par un deuxième dispositif (100A ; 701), est ajusté en fonction d’une fréquence (f_EMF) d’un champ électromagnétique (EMF) émis par le deuxième dispositif.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fréquence (f_EMF) du champ électromagnétique (EMF) émis par le deuxième dispositif (100A ; 701) est évaluée en dénombrant des périodes d’oscillation du champ électromagnétique.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel le dénombrement est effectué pendant tout ou partie d’une étape périodique de désactivation du circuit (101B) de communication en champ proche du premier dispositif (100B ; 700).
Procédé selon la revendication 3, dans lequel la fréquence (f_EMF) du champ électromagnétique (EMF) émis par le deuxième dispositif (100A ; 701) est évaluée, par le premier dispositif (100B ; 700), de façon périodique pendant l’étape de désactivation du circuit (101B) de communication en champ proche du premier dispositif.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel une fréquence (f_LFO) d’oscillation d’un circuit oscillant du premier dispositif (100B ; 700) est calibrée en fonction de chaque évaluation de la fréquence (f_EMF) du champ électromagnétique (EMF) émis par le deuxième dispositif (100A ; 701).
Procédé selon la revendication 5, dans lequel le circuit (101B) de communication en champ proche du premier dispositif (100B ; 700) est activé après un premier nombre (N_OFF) d’oscillations du circuit oscillant du premier dispositif.
Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la fréquence d’oscillation (f_LFO) du circuit oscillant du premier dispositif (100B ; 700) est comprise entre 10 kHz et 500 kHz, de préférence comprise entre 30 kHz et 300 kHz, plus préférentiellement égale à environ 64 kHz.
Procédé selon la revendication 3, dans lequel la fréquence (f_EMF) du champ électromagnétique (EMF) émis par le deuxième dispositif (100A ; 701) est évaluée, par le premier dispositif (100B ; 700), pendant toute la durée l’étape de désactivation du circuit (101B) de communication en champ proche du premier dispositif.
Procédé selon la revendication 4 ou 8, dans lequel le circuit (101B) de communication en champ proche du premier dispositif (100A ; 701) est réveillé si la fréquence (f_EMF) estimée sort d’une plage de fréquences.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la fréquence (f_EMF) du champ électromagnétique (EMF) émis par le deuxième dispositif (100A ; 701) est égale à environ 13,56 MHz.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le premier dispositif (100B ; 700) est placé dans un mode basse consommation.
Dispositif (100B ; 701) de communication en champ proche configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.