KR20140110387A - 근거리 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템 - Google Patents

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KR20140110387A
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Abstract

근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치는 공진부 및 NFC 칩을 포함한다. 공진부는 전자기파를 통해 외부 장치와 데이터를 송수신한다. NFC 칩은 공진부에 출력 데이터를 제공하고 공진부로부터 입력 데이터를 수신하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고, 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(reader mode)에서 공진부의 Q 팩터를 유지한다. NFC 장치는 카드 모드에서 송신 동작시 로드 모듈레이션의 특성 저하 없이 수신 동작시 하이 스피드(high speed) 신호를 안정적으로 수신할 수 있다.

Description

근거리 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템{NEAR FIELD COMMUNICATION DEVICE AND ELECTRONIC SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
최근 무선 통신 기술의 일종인 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 기술이 발전함에 따라 NFC 장치가 모바일 장치 등에 널리 적용되고 있다.
모바일 장치가 소형화됨에 따라 NFC 장치에 포함되는 안테나 역시 소형화되는데, NFC 장치에 포함되는 안테나가 소형화될수록 대역폭(bandwidth)이 줄어들어 고속 데이터 통신시 에러가 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 에러 없이 고속 데이터 통신이 가능한 NFC 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 NFC 장치를 포함하는 전자 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치는 공진부 및 NFC 칩을 포함한다. 상기 공진부는 전자기파를 통해 외부 장치와 데이터를 송수신한다. 상기 NFC 칩은 상기 공진부에 출력 데이터를 제공하고 상기 공진부로부터 입력 데이터를 수신하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(reader mode)에서 상기 공진부의 Q 팩터를 유지한다.
일 실시예에 있어서, 상기 NFC 칩은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 공진부와 연결되는 단자를 풀다운 로드(load)를 통해 접지 전압에 연결하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 상기 공진부와 연결되는 단자를 상기 접지 전압으로부터 차단할 수 있다.
상기 NFC 칩은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 공진부로부터 제공되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압의 크기에 기초하여 상기 공진부의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치는 공진부, 정류기, 레귤레이터 및 Q 싱크부를 포함한다. 상기 공진부는 전자기파에 응답하여 제1 전압을 생성한다. 상기 정류기는 상기 제1 전압을 정류하여 제2 전압을 생성한다. 상기 레귤레이터는 상기 제2 전압을 사용하여 일정한 크기의 전압 레벨을 갖는 내부 전압을 생성하여 제1 노드에 출력한다. 상기 Q 싱크부는 상기 제1 노드와 접지 전압 사이에 연결되고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 턴온되어 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(reader mode)에서 턴오프되어 상기 공진부의 Q 팩터를 유지한다.
일 실시예에 있어서, 상기 Q 싱크부는, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호를 생성하는 Q 싱크 컨트롤러 및 상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 풀다운 로드(load)를 통해 상기 제1 노드를 상기 접지 전압에 연결하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 노드를 상기 접지 전압으로부터 차단하는 풀다운부를 포함할 수 있다.
상기 NFC 장치는 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 나타내는 모드 신호를 생성하는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)를 더 포함하고, 상기 Q 싱크 컨트롤러는 상기 모드 신호에 기초하여 상기 Q 싱크 신호를 생성할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치 및 상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되고, 일정한 크기의 전류를 생성하는 전류원을 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 일정한 크기의 전류를 생성하는 제1 내지 제n 전류원들을 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치 및 상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되는 저항을 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되는 제1 내지 제n 저항들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 NFC 장치는 상기 제1 전압을 수신하고, 상기 제1 전압의 크기에 상응하는 필드 세기 신호를 생성하는 필드 감지부를 더 포함하고, 상기 Q 싱크부는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 필드 세기 신호에 기초하여 상기 공진부의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
상기 Q 싱크부는, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호를 생성하고, 상기 필드 세기 신호에 기초하여 Q 팩터 튜닝 신호를 생성하는 Q 싱크 컨트롤러 및 상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기를 갖는 풀다운 로드(load)를 통해 상기 제1 노드를 상기 접지 전압에 연결하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 노드를 상기 접지 전압으로부터 차단하는 풀다운부를 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치 및 상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 전류를 생성하는 가변 전류원을 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 전류를 생성하는 제1 내지 제n 가변 전류원들을 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치 및 상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 저항을 갖는 가변 저항을 포함할 수 있다.
상기 풀다운부는, 상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부, 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 저항을 갖는 제1 내지 제n 가변 저항들을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치는 공진부 및 송신부를 포함한다. 상기 공진부는 리더 모드(reader mode)에서 송신 단자로부터 수신되는 송신 신호에 상응하는 전자기파를 생성한다. 상기 송신부는 상기 리더 모드에서 출력 데이터에 상응하는 상기 송신 신호를 생성하여 상기 송신 단자에 제공하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터를 유지한다.
일 실시예에 있어서, 상기 송신부는 상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 송신 단자를 풀업 로드(load)를 통해 전원 전압에 연결하거나 풀다운 로드를 통해 접지 전압에 연결하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 송신 단자를 상기 풀다운 로드를 통해 상기 접지 전압에 연결하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 송신 단자를 상기 접지 전압 및 상기 전원 전압으로부터 차단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 송신부는, 상기 전원 전압 및 상기 송신 단자 사이에 연결되는 풀업 트랜지스터, 상기 접지 전압 및 상기 송신 단자 사이에 연결되는 풀다운 트랜지스터 및 상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 풀업 트랜지스터 및 상기 풀다운 트랜지스터 중의 하나를 선택적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 풀업 트랜지스터를 턴오프하고 상기 풀다운 트랜지스터를 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 풀업 트랜지스터 및 상기 풀다운 트랜지스터를 턴오프하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 NFC 장치는 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 나타내는 모드 신호를 생성하는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 모드 신호에 기초하여 상기 풀업 트랜지스터 및 상기 풀다운 트랜지스터를 구동할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 송신부는, 상기 전원 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들, 상기 접지 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들 및 상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴온하거나 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 턴온하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴오프하는 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 NFC 장치는 상기 카드 모드에서 상기 공진부로부터 제공되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압의 크기에 상응하는 필드 세기 신호를 생성하는 필드 감지부를 더 포함하고, 상기 송신부는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 필드 세기 신호에 기초하여 상기 공진부의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
상기 송신부는, 상기 전원 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들, 상기 접지 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들 및 상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴온하거나 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 턴온하고, 상기 카드 모드에서 상기 필드 세기 신호에 기초하여 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들 중에서 k(k는 n이하의 양의 정수)개의 풀다운 트랜지스터들을 선택하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들 및 선택되지 않은 (n-k)개의 풀다운 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 k개의 풀다운 트랜지스터들을 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들 및 상기 선택되지 않은 (n-k)개의 풀다운 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 k개의 풀다운 트랜지스터들을 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴오프하는 구동부를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템은 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치, 메모리부 및 어플리케이션 프로세서를 포함한다. 상기 NFC 장치는 NFC를 통해 외부 장치와 통신을 수행한다. 상기 메모리부는 출력 데이터 및 입력 데이터를 저장한다. 상기 어플리케이션 프로세서는 상기 NFC 장치 및 상기 메모리부의 동작을 제어한다. 상기 NFC 장치는, 전자기파를 통해 상기 외부 장치에 상기 출력 데이터를 전송하고 상기 외부 장치로부터 상기 입력 데이터를 수신하는 공진부 및 상기 공진부에 상기 출력 데이터를 제공하고 상기 공진부로부터 상기 입력 데이터를 수신하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(read mode)에서 상기 공진부의 Q 팩터를 유지하는 NFC 칩을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치는 카드 모드에서 송신 동작시 로드 모듈레이션의 특성 저하 없이 수신 동작시 하이 스피드(high speed) 신호를 안정적으로 수신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 NFC 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 NFC 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 NFC 장치에 포함되는 Q 싱크부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 7 및 8의 풀다운부에 포함되는 슬루(slew) 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 NFC 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 10의 NFC 장치에 포함되는 Q 싱크부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 14는 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 15는 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 도 3 및 10의 NFC 장치들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17a 및 17b는 도 3 및 10의 NFC 장치들의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 18은 도 1에 도시된 NFC 장치의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 19는 도 18의 NFC 장치에 포함되는 송신부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 20은 도 18의 NFC 장치에 포함되는 송신부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 21은 도 20의 송신부에 포함되는 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 도 1에 도시된 NFC 장치의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 23은 도 22의 NFC 장치에 포함되는 송신부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 24는 도 23의 송신부에 포함되는 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템을 나타내는 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 NFC 장치(10)는 NFC 방식에 기초하여 외부 장치와 통신을 수행한다. NFC 장치(10)는 카드(card)로서 동작하는 카드 모드(card mode)에서 외부 리더로부터 제공되는 전자기파(Electromagnetic Wave)(EMW)에 기초하여 상기 외부 리더와 데이터를 송수신하고, 리더(reader)로서 동작하는 리더 모드(reader mode)에서 NFC 장치(10)가 생성하는 전자기파(EMW)에 기초하여 외부 카드와 데이터를 송수신 할 수 있다.
도 1을 참조하면, NFC 장치(10)는 공진부(100) 및 NFC 칩(200)을 포함한다.
수신 동작시, 공진부(100)는 전자기파(Electromagnetic Wave)(EMW)를 통해 외부 장치로부터 입력 데이터를 수신하고, NFC 칩(200)은 공진부(100)로부터 상기 입력 데이터를 수신한다. 송신 동작시, NFC 칩(200)은 공진부(100)에 출력 데이터를 제공하고, 공진부(100)는 전자기파(EMW)를 통해 상기 외부 장치에 상기 출력 데이터를 전송한다.
공진부(100)는 인덕턴스 성분을 갖는 안테나 및 공진 커패시터로 구성되는 공진회로를 포함할 수 있다.
상기 카드 모드에서, 공진부(100)는 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 신호를 NFC 칩(200)에 제공하고, NFC 칩(200)은 상기 신호를 복조하여 상기 입력 데이터를 생성함으로써 수신 동작을 수행할 수 있다. 상기 카드 모드에서, NFC 칩(200)은 상기 출력 데이터를 변조하여 생성되는 변조 신호를 공진부(100)에 제공하고, 공진부(100)는 상기 변조 신호에 기초하여 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)를 반사함으로써 송신 동작을 수행할 수 있다.
상기 리더 모드에서, NFC 칩(200)은 상기 출력 데이터를 변조하여 생성되는 변조 신호를 반송파(carrier) 신호와 합성하여 송신 신호로서 공진부(100)에 제공하고, 공진부(100)는 상기 송신 신호를 전자기파(EMW) 형태로 상기 외부 장치에 제공함으로써 송신 동작을 수행할 수 있다. 상기 리더 모드에서, 공진부(100)는 상기 외부 장치로부터 반사되는 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 신호를 NFC 칩(200)에 제공하고, NFC 칩(200)은 상기 신호를 복조하여 상기 입력 데이터를 생성함으로써 수신 동작을 수행할 수 있다.
NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 공진부(100)의 Q 팩터를 그대로 유지한다.
예를 들어, NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)와 연결되는 단자를 풀다운 로드(load)를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시킬 수 있다. 또한, NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 공진부(100)와 연결되는 단자를 접지 전압(GND)으로부터 차단함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 그대로 유지할 수 있다.
도 2는 도 1의 NFC 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2에서, 제1 그래프(A)는 공진부(100)의 주파수 특성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 공진부(100)는 반송파 주파수(fc)를 중심으로 하는 종형의 주파수 특성을 가질 수 있다. 공진부(100)는 반송파 주파수(fc)에서 최대 이득(MAX1)을 갖고, 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(f2)를 컷오프 주파수로 하는 제1 대역폭(BW1)을 가질 수 있다. 공진부(100)의 Q 팩터는 반송파 주파수(fc)를 제1 대역폭(BW1)으로 나눈값이 된다.
NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 공진부(100)의 Q 팩터를 그대로 유지하므로, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 공진부(100)는 제1 그래프(A)와 같은 주파수 특성을 가질 수 있다.
상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 주파수 특성에 변화가 없다면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 주파수(f2) 이상의 고주파수(fu)(예를 들면, 848Kbps 이상의 주파수)를 갖는 고속 신호는 공진부(100)에서 필터링되므로 NFC 칩(200)은 상기 외부 장치로부터 제공되는 입력 데이터를 정상적으로 복조할 수 없다. 따라서 NFC 장치(10)는 고속 통신을 수행할 수 없다.
공진부(100)에 포함되는 안테나의 크기가 작고 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)의 세기가 약할수록 공진부(100)의 대역폭(BW1)은 감소하므로, NFC 장치(10)의 통신 가능 속도는 더욱 제한될 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 장치(10)에 포함되는 NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시킨다. 예를 들어, NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)와 연결되는 단자를 풀다운 로드(load)를 통해 접지 전압(GND)에 연결하여 공진부(100)의 이득(gain)을 낮춤으로써 공진부(100)는 도 2의 제2 그래프(B)와 같은 주파수 특성을 가질 수 있다. 이 때, 공진부(100)는 반송파 주파수(fc)에서 최대 이득(MAX2)을 갖고, 제3 주파수(f3) 및 제4 주파수(f4)를 컷오프 주파수로 하는 제2 대역폭(BW2)을 가질 수 있다. 공진부(100)의 Q 팩터는 반송파 주파수(fc)를 제2 대역폭(BW2)으로 나눈값이 되므로, 공진부(100)의 Q 팩터는 감소된다.
이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 공진부(100)가 상기 제2 주파수(f2) 이상의 고주파수(fu)(예를 들면, 848Kbps 이상의 주파수)를 갖는 고속 신호를 수신하는 경우에도 상기 고속 신호는 필터링되지 않고 정상적으로 수신될 수 있다. 따라서 NFC 장치(10)의 통신 가능 속도는 증가할 수 있다.
한편, 송신 동작시에는 공진부(100)의 이득(gain)이 낮을수록 로드 모듈레이션(load modulation) 특성이 저하되므로, 상술한 바와 같이, NFC 칩(200)은 송신 동작시 공진부(100)와 연결되는 단자를 접지 전압(GND)으로부터 차단함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 그대로 유지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)와 연결되는 단자를 통해 공진부(100)로부터 제공되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압의 크기에 기초하여 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다. 예를 들어, 공진부(100)로부터 제공되는 전압이 상대적으로 큰 경우(즉, near field에서 동작하는 경우) 공진부(100)의 Q 팩터는 상대적으로 작고 공진부(100)로부터 제공되는 전압이 상대적으로 작은 경우(즉, far field에서 동작하는 경우) 공진부(100)의 Q 팩터는 상대적으로 크므로, NFC 칩(200)은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)로부터 제공되는 전압이 작을수록 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 증가시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 NFC 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3에는 NFC 장치(10a)가 상기 리더 모드에서 동작하기 위한 구성요소들은 생략하고 상기 카드 모드에서 동작하기 위한 구성요소만이 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, NFC 장치(10a)는 공진부(100) 및 NFC 칩(200a)을 포함할 수 있다.
NFC 칩(200a)은 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 공진부(100)와 연결될 수 있다.
공진부(100)는 안테나(L)와 제1 커패시터(C1)를 포함하는 공진회로 및 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 유도 전압을 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)에 제공하기 위한 제2 커패시터(C2) 및 제3 커패시터(C3)를 포함하는 필터를 포함할 수 있다. 공진부(100)는 전자기파(EMW)에 응답하여 유도되는 상기 유도 전압을 상기 필터를 통해 제1 전압(V1)으로서 NFC 칩(200a)에 제공할 수 있다.
도 3에 도시된 공진부(100)의 구성은 일 예에 불과하고, 본 발명의 실시예들에 따른 공진부(100)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 공진부(100)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
NFC 칩(200a)은 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 공진부(100)로부터 제1 전압(V1)을 수신할 수 있다.
NFC 칩(200a)은 정류기(210), 레귤레이터(220), Q 싱크부(Q sink unit)(230), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)(240), 전원 스위치(PSW), 메모리(250), 복조기(251) 및 변조기(253)를 포함할 수 있다.
정류기(210)는 제1 전압(V1)을 정류하여 직류 전압인 제2 전압(V2)을 생성할 수 있다.
레귤레이터(220)는 제2 전압(V2)을 사용하여 NFC 칩(200a) 내부에서 사용가능한 일정한 크기의 전압 레벨을 갖는 내부 전압(Vint)을 생성하여 제1 노드(N1)에 제공할 수 있다.
CPU(240)는 NFC 칩(200a)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. CPU(240)는 배터리 등과 같은 전원부로부터 전원 전압(VDD)을 수신하여 동작할 수 있다. 또한, CPU(240)는 전원 스위치(PSW)를 통해 내부 전압(Vint)을 수신할 수 있다. CPU(240)는 전원 전압(VDD)이 일정 레벨 이상인 경우 전원 전압(VDD)을 사용하여 동작하고 전원 제어 신호(PCS)를 디스에이블시켜 전원 스위치(PSW)를 턴오프시킬 수 있다. 한편, CPU(240)는 전원 전압(VDD)이 상기 일정 레벨 이하인 경우 전원 제어 신호(PCS)를 인에이블시켜 전원 스위치(PSW)를 턴온시킴으로써 레귤레이터(220)로부터 제공되는 내부 전압(Vint)을 사용하여 동작할 수 있다.
상기 카드 모드에서 수신 동작시, 복조기(251)는 공진부(100)로부터 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 제공되는 신호를 복조하여 입력 데이터를 생생하고, 상기 입력 데이터를 CPU(240)에 제공할 수 있다. CPU(240)는 상기 입력 데이터를 메모리(250)에 저장할 수 있다.
상기 카드 모드에서 송신 동작시, CPU(240)는 메모리(250)로부터 출력 데이터를 독출하여 변조기(253)에 제공하고, 변조기(253)는 상기 출력 데이터를 변조하여 변조 신호를 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 변조기(253)는 상기 출력 데이터에 대해 로드 모듈레이션(load modulation)을 수행하여 상기 변조 신호를 생성할 수 있다.
Q 싱크부(230)는 제1 노드(N1) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. Q 싱크부(230)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 턴온되어 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 턴오프되어 공진부(100)의 Q 팩터를 유지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, CPU(240)는 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 나타내는 모드 신호(MD)를 Q 싱크부(230)에 제공하고, Q 싱크부(230)는 모드 신호(MD)에 기초하여 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
도 4는 도 3의 NFC 장치에 포함되는 Q 싱크부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, Q 싱크부(230)는 풀다운부(pull-down unit)(231) 및 Q 싱크 컨트롤러(233)를 포함할 수 있다.
Q 싱크 컨트롤러(233)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호(QSS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, Q 싱크 컨트롤러(233)는 CPU(240)로부터 수신되는 모드 신호(MD)에 기초하여 Q 싱크 신호(QSS)를 생성할 수 있다.
풀다운부(231)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 풀다운 로드(load)를 통해 제1 노드(N1)를 접지 전압(GND)에 연결하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 노드(N1)를 접지 전압(GND)으로부터 차단할 수 있다.
도 5는 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 풀다운부(231a)는 스위치(SW) 및 전류원(Io)을 포함할 수 있다.
스위치(SW)는 제1 노드(N1) 및 전류원(Io) 사이에 연결되고, 전류원(Io)은 스위치(SW) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. 또는, 전류원(Io)은 제1 노드(N1) 및 스위치(SW) 사이에 연결되고, 스위치(SW)는 전류원(Io) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수도 있다.
스위치(SW)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 턴온되고 Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
전류원(Io)은 일정한 크기의 전류를 생성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 풀다운부(231a)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 전류 로드(current load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
도 6은 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 풀다운부(231b)는 스위치(SW) 및 저항(Ro)을 포함할 수 있다.
스위치(SW)는 제1 노드(N1) 및 저항(Ro) 사이에 연결되고, 저항(Ro)은 스위치(SW) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. 또는, 저항(Ro)은 제1 노드(N1) 및 스위치(SW) 사이에 연결되고, 스위치(SW)는 저항(Ro) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수도 있다.
스위치(SW)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 턴온되고 Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
저항(Ro)은 일정한 크기의 저항값을 가질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 풀다운부(231b)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 저항성 로드(resistive load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
도 7은 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 풀다운부(231c)는 슬루(slew) 제어부(232), 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 전류원들(Io-1, Io-2, ..., Io-n)을 포함할 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 정수이다.
도 9는 도 7의 풀다운부에 포함되는 슬루 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 슬루 제어부(232)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 디스에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 노드(N1)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 전류원들(Io-1, Io-2, ..., Io-n)은 접지 전압(GND)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 전류원들(Io-1, Io-2, ..., Io-n)은 각각 서로 직렬로 연결될 수 있다.
제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 인에이블되는 경우 턴온되고 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
제1 내지 제n 전류원들(Io-1, Io-2, ..., Io-n)은 일정한 크기의 전류를 생성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 풀다운부(231c)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 전류 로드(current load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 풀다운부(231c)가 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)을 동시에 턴온하거나 동시에 턴오프하는 경우 공진부(100)로부터 NFC 칩(200a)으로 제공되는 제1 전압(V1)의 크기가 순간적으로 흔들림으로써 데이터 송수신에 에러가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 풀다운부(231c)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 내지 제n 전류원들(Io-1, Io-2, ..., Io-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴온하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 내지 제n 전류원들(Io-1, Io-2, ..., Io-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴오프함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 변경시킬 때 제1 전압(V1)이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 도 4의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 풀다운부(231d)는 슬루(slew) 제어부(232), 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 저항들(Ro-1, Ro-2, ..., Ro-n)을 포함할 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 정수이다.
도 9는 도 8의 풀다운부에 포함되는 슬루 제어부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 슬루 제어부(232)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 디스에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 노드(N1)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 저항들(Ro-1, Ro-2, ..., Ro-n)은 접지 전압(GND)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 저항들(Ro-1, Ro-2, ..., Ro-n)은 각각 서로 직렬로 연결될 수 있다.
제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 인에이블되는 경우 턴온되고 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
제1 내지 제n 저항들(Ro-1, Ro-2, ..., Ro-n)은 일정한 크기의 저항값을 가질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 풀다운부(231d)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 저항성 로드(resistive load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 풀다운부(231d)가 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)을 동시에 턴온하거나 동시에 턴오프하는 경우 공진부(100)로부터 NFC 칩(200a)으로 제공되는 제1 전압(V1)의 크기가 순간적으로 흔들림으로써 데이터 송수신에 에러가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 풀다운부(231d)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 제1 내지 제n 저항들(Ro-1, Ro-2, ..., Ro-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 연결하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 연결된 제1 내지 제n 저항들(Ro-1, Ro-2, ..., Ro-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 차단함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 변경시킬 때 제1 전압(V1)이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 NFC 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 10에는 NFC 장치(10b)가 상기 리더 모드에서 동작하기 위한 구성요소들은 생략하고 상기 카드 모드에서 동작하기 위한 구성요소만이 도시되어 있다.
도 10을 참조하면, NFC 장치(10b)는 공진부(100) 및 NFC 칩(200b)을 포함할 수 있다.
도 10의 NFC 장치(10b)는 도 3의 NFC 장치(10a)와 비교할 때, 필드 감지부(260)를 더 포함하고, Q 싱크부(230) 대신 Q 싱크부(235)를 포함한다는 사항을 제외하고는 동일하다. 따라서 도 3의 NFC 장치(10a)와 중복되는 설명은 생략하고, 이하에서는 필드 감지부(260) 및 Q 싱크부(235)에 대해서만 상세히 설명한다.
필드 감지부(260)는 공진부(100)로부터 제공되는 제1 전압(V1)을 수신하여 제1 전압(V1)의 크기를 측정하고, 제1 전압(V1)의 크기에 상응하는 필드 세기 신호(FIS)를 생성할 수 있다. 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)의 세기가 강할수록 공진부(100)가 생성하는 제1 전압(V1)의 크기는 크므로, 필드 세기 신호(FIS)는 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)의 세기를 나타낼 수 있다.
Q 싱크부(235)는 제1 노드(N1) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. Q 싱크부(235)는 CPU(240)로부터 제공되는 모드 신호(MD)에 기초하여 상기 카드 모드에서 수신 동작시 턴온되어 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 턴오프되어 공진부(100)의 Q 팩터를 유지할 수 있다. 또한, Q 싱크부(235)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 필드 세기 신호(FIS)에 기초하여 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
도 11은 도 10의 NFC 장치에 포함되는 Q 싱크부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, Q 싱크부(235)는 풀다운부(pull-down unit)(236) 및 Q 싱크 컨트롤러(238)를 포함할 수 있다.
Q 싱크 컨트롤러(238)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호(QSS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, Q 싱크 컨트롤러(238)는 CPU(240)로부터 수신되는 모드 신호(MD)에 기초하여 Q 싱크 신호(QSS)를 생성할 수 있다.
또한, Q 싱크 컨트롤러(238)는 필드 감지부(260)로부터 제공되는 필드 세기 신호(FIS)에 기초하여 Q 팩터 튜닝 신호(QTS[m-1:0])를 생성할 수 있다. Q 팩터 튜닝 신호(QTS)는 m 비트의 신호이고, 필드 세기 신호(FIS)의 크기에 비례하는 값을 가질 수 있다. 여기서, m은 양의 정수이다.
풀다운부(236)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 상응하는 크기를 갖는 풀다운 로드(load)를 통해 제1 노드(N1)를 접지 전압(GND)에 연결하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 노드(N1)를 접지 전압(GND)으로부터 차단할 수 있다.
도 12는 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 풀다운부(236a)는 스위치(SW) 및 가변 전류원(IV)을 포함할 수 있다.
스위치(SW)는 제1 노드(N1) 및 가변 전류원(IV) 사이에 연결되고, 가변 전류원(IV)은 스위치(SW) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. 또는, 가변 전류원(IV)은 제1 노드(N1) 및 스위치(SW) 사이에 연결되고, 스위치(SW)는 가변 전류원(IV) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수도 있다.
스위치(SW)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 턴온되고 Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
가변 전류원(IV)은 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 상응하는 크기의 전류를 생성할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 풀다운부(236a)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 전류 로드(current load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 풀다운부(236a)는 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 경우 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 연결되는 전류 로드의 크기를 조절함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
도 13은 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참조하면, 풀다운부(236b)는 스위치(SW) 및 가변 저항(RV)을 포함할 수 있다.
스위치(SW)는 제1 노드(N1) 및 가변 저항(RV) 사이에 연결되고, 가변 저항(RV)은 스위치(SW) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다. 또는, 가변 저항(RV)은 제1 노드(N1) 및 스위치(SW) 사이에 연결되고, 스위치(SW)는 가변 저항(RV) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수도 있다.
스위치(SW)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 턴온되고 Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
가변 저항(RV)은 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 상응하는 크기의 저항값을 가질 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 풀다운부(236b)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 저항성 로드(resistive load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 풀다운부(236b)는 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 경우 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 연결되는 저항성 로드의 크기를 조절함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
도 14는 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 풀다운부(236c)는 슬루(slew) 제어부(237), 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 가변 전류원들(IV-1, IV-2, ..., IV-n)을 포함할 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 정수이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 슬루 제어부(237)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 디스에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성할 수 있다.
제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 노드(N1)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 가변 전류원들(IV-1, IV-2, ..., IV-n)은 접지 전압(GND)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 가변 전류원들(IV-1, IV-2, ..., IV-n)은 각각 서로 직렬로 연결될 수 있다.
제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 인에이블되는 경우 턴온되고 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
제1 내지 제n 가변 전류원들(IV-1, IV-2, ..., IV-n)은 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 상응하는 크기의 전류를 생성할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 풀다운부(236c)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 전류 로드(current load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 풀다운부(236c)가 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)을 동시에 턴온하거나 동시에 턴오프하는 경우 공진부(100)로부터 NFC 칩(200b)으로 제공되는 제1 전압(V1)의 크기가 순간적으로 흔들림으로써 데이터 송수신에 에러가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 풀다운부(236c)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 내지 제n 가변 전류원들(IV-1, IV-2, ..., IV-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴온하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 내지 제n 가변 전류원들(IV-1, IV-2, ..., IV-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴오프함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 변경시킬 때 제1 전압(V1)이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 풀다운부(236c)는 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 경우 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 연결되는 전류 로드의 크기를 조절함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
도 15는 도 11의 Q 싱크부에 포함되는 풀다운부의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 15를 참조하면, 풀다운부(236d)는 슬루(slew) 제어부(237), 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 가변 저항들(RV-1, RV-2, ..., RV-n)을 포함할 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 정수이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 슬루 제어부(237)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 디스에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)을 생성할 수 있다.
제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 노드(N1)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 가변 저항들(RV-1, RV-2, ..., RV-n)은 접지 전압(GND)에 병렬로 연결되고, 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn) 및 제1 내지 제n 가변 저항들(RV-1, RV-2, ..., RV-n)은 각각 서로 직렬로 연결될 수 있다.
제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)은 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 인에이블되는 경우 턴온되고 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들(QSS1, QSS2, ..., QSSn)이 각각 디스에이블되는 경우 턴오프될 수 있다.
제1 내지 제n 가변 저항들(RV-1, RV-2, ..., RV-n)은 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 상응하는 크기의 저항을 가질 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 풀다운부(236d)는 Q 싱크 신호(QSS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 저항성 로드(resistive load)를 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 풀다운부(236d)가 제1 내지 제n 스위치들(SW1, SW2, ..., SWn)을 동시에 턴온하거나 동시에 턴오프하는 경우 공진부(100)로부터 NFC 칩(200b)으로 제공되는 제1 전압(V1)의 크기가 순간적으로 흔들림으로써 데이터 송수신에 에러가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 풀다운부(236d)는 Q 싱크 신호(QSS)가 인에이블되는 경우 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 제1 내지 제n 가변 저항들(RV-1, RV-2, ..., RV-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 연결하고, Q 싱크 신호(QSS)가 디스에이블되는 경우 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 연결된 제1 내지 제n 가변 저항들(RV-1, RV-2, ..., RV-n)을 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 차단함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 변경시킬 때 제1 전압(V1)이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 풀다운부(236d)는 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 경우 Q 팩터 튜닝 신호(QTS)에 기초하여 제1 노드(N1)와 접지 전압(GND) 사이에 연결되는 저항성 로드의 크기를 조절함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
도 16은 도 3 및 10의 NFC 장치들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, Q 싱크 컨트롤러(233, 238)는 상기 카드 모드에서 수신 동작(RX)시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작(TX)시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호(QSS)를 생성할 수 있다. 따라서 상기 카드 모드에서 수신 동작시 Q 싱크부(230, 235)는 턴온되므로 공진부(100)는 도 2의 제2 그래프(B)와 같은 주파수 특성을 갖게 되어 공진부(100)의 Q 팩터는 감소할 수 있다. 또한, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 Q 싱크부(230, 235)는 턴오프되므로 공진부(100)는 도 2의 제1 그래프(A)와 같은 주파수 특성을 갖게 되어 공진부(100)의 Q 팩터는 그대로 유지될 수 있다.
도 17a 및 17b는 도 3 및 10의 NFC 장치들의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 17a의 그래프는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키지 않아 공진부(100)가 도 2의 제1 그래프(A)와 같은 주파수 특성을 갖는 경우, 공진부(100)가 848Kbps의 주파수를 갖는 고속 신호에 응답하여 NFC 칩(200a, 200b)에 제공하는 제1 전압(V1)을 나타내고, 도 17b의 그래프는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시킴으로써 공진부(100)가 도 2의 제2 그래프(B)와 같은 주파수 특성을 갖는 경우, 공진부(100)가 848Kbps의 주파수를 갖는 고속 신호에 응답하여 NFC 칩(200a, 200b)에 제공하는 제1 전압(V1)을 나타낸다.
도 17a의 그래프에 도시된 바와 같이, 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키지 않는 경우 상기 고속 신호는 공진부(100)에서 필터링되므로 공진부(100)로부터 NFC 칩(200a, 200b)에 제공되는 제1 전압(V1)에 상응하는 신호는 왜곡된다. 따라서 NFC 칩(200a, 200b)에서 진폭 편이 변조(Amplitude Shift Keying; ASK) 방식 등을 사용하여 제1 전압(V1)에 상응하는 신호를 복조하는 경우 상기 외부 장치에서 송신한 입력 데이터를 정상적으로 수신하지 못하게 된다.
그러나, 도 17b의 그래프에 도시된 바와 같이, 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 경우 상기 고속 신호는 공진부(100)에서 필터링되지 않으므로 공진부(100)로부터 NFC 칩(200a, 200b)에 제공되는 제1 전압(V1)에 상응하는 신호에는 왜곡이 발생하지 않는다. 따라서 NFC 칩(200a, 200b)에서 진폭 편이 변조(Amplitude Shift Keying; ASK) 방식 등을 사용하여 제1 전압(V1)에 상응하는 신호를 복조하는 경우 상기 외부 장치에서 송신한 입력 데이터를 정상적으로 수신할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예들에 따른 NFC 장치(10a, 10b)는 송신 동작시 로드 모듈레이션의 특성 저하 없이 수신 동작시 하이 스피드(high speed) 신호를 안정적으로 수신할 수 있다.
도 18은 도 1에 도시된 NFC 장치의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 18에는 NFC 장치(10c)가 상기 리더 모드에서 동작하기 위한 구성요소 및 상기 카드 모드에서 동작하기 위한 구성요소가 모두 도시되어 있다.
도 18을 참조하면, NFC 장치(10c)는 공진부(100) 및 NFC 칩(200c)을 포함할 수 있다.
NFC 칩(200c)은 제1 파워 단자(L1), 제2 파워 단자(L2), 제1 송신 단자(TX1), 제2 송신 단자(TX2) 및 수신 단자(RX)를 통해 공진부(100)와 연결될 수 있다.
공진부(100)는 안테나(L)와 제1 커패시터(C1)를 포함하는 공진회로, 상기 공진 회로와 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 연결하는 제2 커패시터(C2) 및 제3 커패시터(C3)를 포함하는 제1 필터, 상기 공진 회로와 수신 단자(RX)를 연결하는 제6 커패시터(C6)를 포함하는 제2 필터 및 상기 공진 회로와 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 연결하고 임피던스 매칭을 수행하는 제4 커패시터(C4) 및 제5 커패시터(C5)를 포함하는 매칭부를 포함할 수 있다.
도 18에 도시된 공진부(100)의 구성은 일 예에 불과하고, 본 발명의 실시예들에 따른 공진부(100)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 공진부(100)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
NFC 칩(200c)은 상기 카드 모드에서 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 송신 동작 및 수신 동작을 수행하고, 상기 리더 모드에서 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 통해 송신 동작을 수행하고, 상기 리더 모드에서 수신 단자(RX)를 통해 수신 동작을 수행할 수 있다.
NFC 칩(200c)은 정류기(210), 레귤레이터(220), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)(240), 전원 스위치(PSW), 메모리(250), 제1 복조기(251), 제1 변조기(253), 제2 복조기(271), 제2 변조기(273), 오실레이터(275), 믹서(277) 및 송신부(280)를 포함할 수 있다.
정류기(210), 레귤레이터(220), 전원 스위치(PSW), 제1 복조기(251) 및 제1 변조기(253)는 도 3의 NFC 장치(10a)에 포함되는 정류기(210), 레귤레이터(220), 전원 스위치(PSW), 복조기(251) 및 변조기(253)와 동일하므로, 여기서는 중복되는 설명은 생략한다.
상기 리더 모드에서 수신 동작시, 제2 복조기(271)는 공진부(100)로부터 수신 단자(RX)를 통해 제공되는 신호를 복조하여 입력 데이터를 생생하고, 상기 입력 데이터를 CPU(240)에 제공할 수 있다. CPU(240)는 상기 입력 데이터를 메모리(250)에 저장할 수 있다.
상기 리더 모드에서 송신 동작시, CPU(240)는 메모리(250)로부터 출력 데이터(TD)를 독출하여 제2 변조기(273)에 제공하고, 제2 변조기(273)는 출력 데이터(TD)를 변조하여 변조 신호를 생성하고, 오실레이터(275)는 반송파(carrier) 주파수(예를 들면, 13.56 MHz)에 상응하는 주파수를 갖는 반송파 신호를 생성하고, 믹서(277)는 상기 반송파 신호와 상기 변조 신호를 합성하여 송신 변조 신호(TMS)를 생성할 수 있다.
송신부(280)는 전원 전압(VDD) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다.
송신부(280)는 상기 리더 모드에서 믹서(277)로부터 송신 변조 신호(TMS)를 수신하고, 송신 변조 신호(TMS)에 상응하는 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다. 공진부(100)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 통해 송신부(280)로부터 제공되는 송신 신호(TS)에 상응하는 전자기파(EMW)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신부(280)는 상기 리더 모드에서 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 풀업 로드를 통해 전원 전압(VDD)에 연결하거나 풀다운 로드를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)에서 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다.
송신부(280)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 유지할 수 있다. 예를 들어, 송신부(280)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 상기 풀다운 로드를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 접지 전압(GND) 및 전원 전압(VDD)으로부터 차단함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 유지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, CPU(240)는 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 나타내는 모드 신호(MD)를 송신부(280)에 제공하고, 송신부(280)는 모드 신호(MD)에 기초하여 공진부(100)의 Q 팩터를 선택적으로 감소시킬 수 있다.
도 19는 도 18의 NFC 장치에 포함되는 송신부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 19를 참조하면, 송신부(280a)는 제1 풀업 트랜지스터(MP0), 제2 풀업 트랜지스터(MP1), 제1 풀다운 트랜지스터(MN0), 제2 풀다운 트랜지스터(MN1) 및 구동부(281)를 포함할 수 있다.
제1 풀업 트랜지스터(MP0) 및 제2 풀업 트랜지스터(MP1)는 PMOS(p-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터이고, 제1 풀다운 트랜지스터(MN0) 및 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)는 NMOS(n-type metal oxide semiconductor) 트랜지스터일 수 있다.
제1 풀업 트랜지스터(MP0)는 전원 전압(VDD) 및 제1 송신 단자(TX1) 사이에 연결되고, 제1 풀다운 트랜지스터(MN1)는 제1 송신 단자(TX1) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다.
제2 풀업 트랜지스터(MP1)는 전원 전압(VDD) 및 제2 송신 단자(TX2) 사이에 연결되고, 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)는 제2 송신 단자(TX2) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다.
구동부(281)는 제1 풀업 구동 신호(UDS0)를 통해 제1 풀업 트랜지스터(MP0)를 구동하고, 제1 풀다운 구동 신호(DDS0)를 통해 제1 풀다운 트랜지스터(MN0)를 구동하고, 제2 풀업 구동 신호(UDS1)를 통해 제2 풀업 트랜지스터(MP1)를 구동하고, 제2 풀다운 구동 신호(DDS1)를 통해 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)를 구동할 수 있다.
구동부(281)는 CPU(240)로부터 제공되는 모드 신호(MD)를 통해 NFC 칩(200c)이 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 판단할 수 있다.
구동부(281)는 상기 리더 모드에서 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1 풀업 트랜지스터(MP0) 및 제1 풀다운 트랜지스터(MN0) 중의 하나를 선택적으로 턴온하고, 제2 풀업 트랜지스터(MP1) 및 제2 풀다운 트랜지스터(MN1) 중의 하나를 선택적으로 턴온할 수 있다.
구동부(281)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 제1 풀업 트랜지스터(MP0) 및 제2 풀업 트랜지스터(MP1)를 턴오프하고 제1 풀다운 트랜지스터(MN0) 및 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)를 턴온할 수 있다.
구동부(281)는 상기 카드 모드에서 송신 동작시 제1 풀업 트랜지스터(MP0), 제2 풀업 트랜지스터(MP1), 제1 풀다운 트랜지스터(MN0) 및 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)를 모두 턴오프할 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신부(280a)는 상기 리더 모드에서는 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1 풀업 트랜지스터(MP0), 제2 풀업 트랜지스터(MP1), 제1 풀다운 트랜지스터(MN0) 및 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)를 구동함으로써 송신 신호(TS)를 공진부(100)에 제공하는 노말 동작을 수행하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시에는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 각각 제1 풀다운 트랜지스터(MN0) 및 제2 풀다운 트랜지스터(MN1)를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시킬 수 있다.
도 20은 도 18의 NFC 장치에 포함되는 송신부의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 20을 참조하면, 송신부(280b)는 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n), 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n), 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n), 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 및 구동부(282)를 포함할 수 있다.
제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)은 PMOS 트랜지스터이고, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)은 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)은 전원 전압(VDD) 및 제1 송신 단자(TX1) 사이에 병렬로 연결되고, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)은 제1 송신 단자(TX1) 및 접지 전압(GND) 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)은 전원 전압(VDD) 및 제2 송신 단자(TX2) 사이에 병렬로 연결되고, 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)은 제2 송신 단자(TX2) 및 접지 전압(GND) 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
구동부(282)는 제1-1 내지 제1-n 풀업 구동 신호들(UDS0-1, UDS0-2, ..., UDS0-n)을 통해 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 각각을 구동하고, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-n)을 통해 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 각각을 구동하고, 제2-1 내지 제2-n 풀업 구동 신호들(UDS1-1, UDS1-2, ..., UDS1-n)을 통해 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n) 각각을 구동하고, 제2-1 내지 제2-n 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-n)을 통해 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 각각을 구동할 수 있다.
구동부(282)는 CPU(240)로부터 제공되는 모드 신호(MD)를 통해 NFC 칩(200c)이 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 판단할 수 있다.
구동부(282)는 상기 리더 모드에서 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)을 턴온하거나 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)을 턴온할 수 있고, 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)을 턴온하거나 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 턴온할 수 있다.
구동부(282)는 상기 카드 모드에서 논리 하이 레벨을 갖는 제1-1 내지 제1-n 풀업 구동 신호들(UDS0-1, UDS0-2, ..., UDS0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀업 구동 신호들(UDS1-1, UDS1-2, ..., UDS1-n)을 생성함으로써, 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)을 턴오프할 수 있다.
또한, 도 21에 도시된 바와 같이, 구동부(282)는 상기 카드 모드에서 수신 동작(RX)시 제1-1 내지 제1-n 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-n)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 인에이블시킴으로써, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴온할 수 있다.
또한, 도 21에 도시된 바와 같이, 구동부(282)는 상기 카드 모드에서 송신 동작(TX)시 제1-1 내지 제1-n 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-n)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 디스에이블시킴으로써, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴오프할 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신부(280b)는 상기 리더 모드에서는 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n), 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n), 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 구동함으로써 송신 신호(TS)를 공진부(100)에 제공하는 노말 동작을 수행하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시에는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 각각 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시킬 수 있다.
또한, 송신부(280b)가 상기 카드 모드에서 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 동시에 턴온하거나 동시에 턴오프하는 경우 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)의 전압의 크기가 순간적으로 흔들림으로써 데이터 송수신에 에러가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신부(280b)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴오프함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 변경시킬 때 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)의 전압이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
도 22는 도 1에 도시된 NFC 장치의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 22에는 NFC 장치(10d)가 상기 리더 모드에서 동작하기 위한 구성요소 및 상기 카드 모드에서 동작하기 위한 구성요소가 모두 도시되어 있다.
도 22를 참조하면, NFC 장치(10d)는 공진부(100) 및 NFC 칩(200d)을 포함할 수 있다.
도 22의 NFC 장치(10d)는 도 18의 NFC 장치(10c)와 비교할 때, 필드 감지부(290)를 더 포함하고, 송신부(280) 대신 송신부(285)를 포함한다는 사항을 제외하고는 동일하다. 따라서 도 18의 NFC 장치(10c)와 중복되는 설명은 생략하고, 이하에서는 필드 감지부(290) 및 송신부(285)에 대해서만 상세히 설명한다.
필드 감지부(290)는 공진부(100)로부터 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)를 통해 제공되는 전압을 측정하고 상기 측정된 전압의 크기에 상응하는 필드 세기 신호(FIS)를 생성할 수 있다. 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)의 세기가 강할수록 공진부(100)가 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)에 제공하는 전압의 크기는 크므로, 필드 세기 신호(FIS)는 상기 외부 장치로부터 수신되는 전자기파(EMW)의 세기를 나타낼 수 있다.
송신부(285)는 전원 전압(VDD) 및 접지 전압(GND) 사이에 연결될 수 있다.
송신부(285)는 CPU(240)로부터 제공되는 모드 신호(MD)를 통해 NFC 칩(200d)이 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 알 수 있다.
송신부(285)는 상기 리더 모드에서 믹서(277)로부터 송신 변조 신호(TMS)를 수신하고, 송신 변조 신호(TMS)에 상응하는 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다. 공진부(100)는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 통해 송신부(280)로부터 제공되는 송신 신호(TS)에 상응하는 전자기파(EMW)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신부(285)는 상기 리더 모드에서 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 풀업 로드를 통해 전원 전압(VDD)에 연결하거나 풀다운 로드를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)에서 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다.
송신부(285)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 공진부(100)의 Q 팩터를 유지할 수 있다. 예를 들어, 송신부(285)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 상기 풀다운 로드를 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 접지 전압(GND) 및 전원 전압(VDD)으로부터 차단함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 유지할 수 있다. 또한, 송신부(285)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 필드 세기 신호(FIS)에 기초하여 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
도 23은 도 22의 NFC 장치에 포함되는 송신부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 23을 참조하면, 송신부(285a)는 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n), 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n), 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n), 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 및 구동부(283)를 포함할 수 있다.
제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)은 PMOS 트랜지스터이고, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)은 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)은 전원 전압(VDD) 및 제1 송신 단자(TX1) 사이에 병렬로 연결되고, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)은 제1 송신 단자(TX1) 및 접지 전압(GND) 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)은 전원 전압(VDD) 및 제2 송신 단자(TX2) 사이에 병렬로 연결되고, 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)은 제2 송신 단자(TX2) 및 접지 전압(GND) 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
구동부(283)는 제1-1 내지 제1-n 풀업 구동 신호들(UDS0-1, UDS0-2, ..., UDS0-n)을 통해 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 각각을 구동하고, 제1-1 내지 제1-n 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-n)을 통해 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 각각을 구동하고, 제2-1 내지 제2-n 풀업 구동 신호들(UDS1-1, UDS1-2, ..., UDS1-n)을 통해 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n) 각각을 구동하고, 제2-1 내지 제2-n 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-n)을 통해 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 각각을 구동할 수 있다.
구동부(283)는 CPU(240)로부터 제공되는 모드 신호(MD)를 통해 NFC 칩(200d)이 상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 판단할 수 있다.
구동부(283)는 상기 리더 모드에서 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n)을 턴온하거나 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n)을 턴온할 수 있고, 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)을 턴온하거나 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 턴온할 수 있다.
구동부(283)는 상기 카드 모드에서 필드 세기 신호(FIS)에 기초하여 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 중에서 k개의 풀다운 트랜지스터들, 예를 들면, 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k)을 선택하고 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n) 중에서 k개의 풀다운 트랜지스터들, 예를 들면, 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 선택할 수 있다. 여기서, k는 n 이하의 양의 정수이다. 구동부(283)는 상기 카드 모드에서 논리 하이 레벨을 갖는 제1-1 내지 제1-n 풀업 구동 신호들(UDS0-1, UDS0-2, ..., UDS0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀업 구동 신호들(UDS1-1, UDS1-2, ..., UDS1-n)을 생성함으로써 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n)을 턴오프하고, 도 24에 도시된 바와 같이, 논리 로우 레벨을 갖는 제1-(k+1) 내지 제1-n 풀다운 구동 신호들(DDS0-(k+1), ..., DDS0-n) 및 제2-(k+1) 내지 제2-n 풀다운 구동 신호들(DDS1-(k+1), ..., DDS1-n)을 생성함으로써 선택되지 않은 제1-(k+1) 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-(k+1), ..., MN0-n) 및 제2-(k+1) 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-(k+1), ..., MN1-n)을 턴오프할 수 있다.
또한, 도 24에 도시된 바와 같이, 구동부(283)는 상기 카드 모드에서 수신 동작(RX)시 제1-1 내지 제1-k 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-k)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 인에이블시킴으로써, 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴온할 수 있다.
또한, 도 24에 도시된 바와 같이, 구동부(283)는 상기 카드 모드에서 송신 동작(TX)시 제1-1 내지 제1-k 풀다운 구동 신호들(DDS0-1, DDS0-2, ..., DDS0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 구동 신호들(DDS1-1, DDS1-2, ..., DDS1-k)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 디스에이블시킴으로써, 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴오프할 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신부(285a)는 상기 리더 모드에서는 송신 변조 신호(TMS)에 기초하여 제1-1 내지 제1-n 풀업 트랜지스터들(MP0-1, MP0-2, ..., MP0-n), 제2-1 내지 제2-n 풀업 트랜지스터들(MP1-1, MP1-2, ..., MP1-n), 제1-1 내지 제1-n 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-n) 및 제2-1 내지 제2-n 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-n)을 구동함으로써 송신 신호(TS)를 공진부(100)에 제공하는 노말 동작을 수행하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시에는 제1 송신 단자(TX1) 및 제2 송신 단자(TX2)를 각각 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 통해 접지 전압(GND)에 연결함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 감소시킬 수 있다. 또한, 송신부(285a)는 필드 세기 신호(FIS)에 기초하여 상기 카드 모드에서 수신 동작시 턴온될 풀다운 트랜지스터들의 개수(k)를 조절함으로써 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어할 수 있다.
또한, 송신부(285a)가 상기 카드 모드에서 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 동시에 턴온하거나 동시에 턴오프하는 경우 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)의 전압의 크기가 순간적으로 흔들림으로써 데이터 송수신에 에러가 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신부(285a)는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 제1-1 내지 제1-k 풀다운 트랜지스터들(MN0-1, MN0-2, ..., MN0-k) 및 제2-1 내지 제2-k 풀다운 트랜지스터들(MN1-1, MN1-2, ..., MN1-k)을 각각 제1 시간 간격(Td)으로 순차적으로 턴오프함으로써 공진부(100)의 Q 팩터를 변경시킬 때 제1 파워 단자(L1) 및 제2 파워 단자(L2)의 전압이 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 25를 참조하면, 전자 시스템(1000)은 어플리케이션 프로세서(AP)(1100), 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치(1200), 메모리 장치(1300), 사용자 인퍼페이스(1400) 및 파워 서플라이(1500)를 포함한다. 실시예에 따라, 전자 시스템(1000)은 휴대폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(Portable Game Console), 네비게이션(Navigation) 시스템, 랩탑 컴퓨터(laptop computer) 등과 같은 임의의 모바일 시스템일 수 있다.
어플리케이션 프로세서(1100)는 전자 시스템(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 어플리케이션 프로세서(1100)는 인터넷 브라우저, 게임, 동영상 등을 제공하는 어플리케이션들을 실행할 수 있다. 실시예에 따라, 어플리케이션 프로세서(1100)는 하나의 프로세서 코어(Single Core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어들(Multi-Core)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(1100)는 듀얼 코어(Dual-Core), 쿼드 코어(Quad-Core), 헥사 코어(Hexa-Core) 등의 멀티 코어(Multi-Core)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 어플리케이션 프로세서(1100)는 내부 또는 외부에 위치한 캐시 메모리(Cache Memory)를 더 포함할 수 있다.
메모리 장치(1300)는 전자 시스템(1000)의 동작에 필요한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리 장치(1300)는 전자 시스템(1000)을 부팅하기 위한 부트 이미지를 저장할 수 있고, 외부 장치에 전송할 출력 데이터 및 상기 외부 장치로부터 수신되는 입력 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(1300)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리(Flash Memory), PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistance Random Access Memory), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory) 또는 이와 유사한 메모리로 구현될 수 있다.
NFC 장치(1200)는 근거리 무선 통신(NFC)을 통해 상기 외부 장치에 메모리 장치(1300)에 저장된 상기 출력 데이터를 전송하고 상기 외부 장치로부터 수신되는 상기 입력 데이터를 메모리 장치(1300)에 저장할 수 있다. NFC 장치(1200)는 공진부(1210) 및 NFC 칩(1220)을 포함한다. 공진부(1210)는 전자기파를 통해 상기 외부 장치와 데이터를 송수신한다. NFC 칩(1220)은 공진부(1210)에 상기 출력 데이터를 제공하고 공진부(1210)로부터 상기 입력 데이터를 수신하고, 카드 모드에서 수신 동작시 공진부(1210)의 Q 팩터를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드에서 공진부(1210)의 Q 팩터를 유지한다. NFC 장치(1200)는 도 1에 도시된 NFC 장치(10)로 구현될 수 있다. 도 1의 NFC 장치(10)의 구성 및 동작에 대해서는 도 1 내지 24를 참조하여 상세히 설명하였으므로, 여기서는 NFC 장치(1200)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
사용자 인터페이스(1400)는 키패드, 터치 스크린과 같은 하나 이상의 입력 장치 및/또는 스피커, 디스플레이 장치와 같은 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 파워 서플라이(1500)는 전자 시스템(1000)의 동작 전압을 공급할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 전자 시스템(1000)은 이미지 프로세서를 더 포함할 수 있고, 메모리 카드(Memory Card), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등과 같은 저장 장치를 더 포함할 수 있다.
전자 시스템(1000)의 구성요소들은 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있는데, 예를 들어, PoP(Package on Package), BGAs(Ball grid arrays), CSPs(Chip scale packages), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier), PDIP(Plastic Dual In-Line Package), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, COB(Chip On Board), CERDIP(Ceramic Dual In-Line Package), MQFP(Plastic Metric Quad Flat Pack), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SOIC(Small Outline Integrated Circuit), SSOP(Shrink Small Outline Package), TSOP(Thin Small Outline Package), TQFP(Thin Quad Flat-Pack), SIP(System In Package), MCP(Multi Chip Package), WFP(Wafer-level Fabricated Package), WSP(Wafer-Level Processed Stack Package) 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.
본 발명은 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치를 구비하는 임의의 전자 장치에 유용하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 휴대폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 개인 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player; PMP), 디지털 카메라(Digital Camera), 개인용 컴퓨터(Personal Computer; PC), 서버 컴퓨터(Server Computer), 워크스테이션(Workstation), 노트북(Laptop), 디지털 TV(Digital Television), 셋-탑 박스(Set-Top Box), 음악 재생기(Music Player), 휴대용 게임 콘솔(Portable Game Console), 네비게이션(Navigation) 시스템, 랩톱 컴퓨터(laptop computer) 등에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 전자기파를 통해 외부 장치와 데이터를 송수신하는 공진부; 및
    상기 공진부에 출력 데이터를 제공하고 상기 공진부로부터 입력 데이터를 수신하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(reader mode)에서 상기 공진부의 Q 팩터를 유지하는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 칩을 포함하는 NFC 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 NFC 칩은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 공진부와 연결되는 단자를 풀다운 로드(load)를 통해 접지 전압에 연결하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 상기 공진부와 연결되는 단자를 상기 접지 전압으로부터 차단하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 NFC 칩은 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 공진부로부터 제공되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압의 크기에 기초하여 상기 공진부의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  4. 전자기파에 응답하여 제1 전압을 생성하는 공진부;
    상기 제1 전압을 정류하여 제2 전압을 생성하는 정류기;
    상기 제2 전압을 사용하여 일정한 크기의 전압 레벨을 갖는 내부 전압을 생성하여 제1 노드에 출력하는 레귤레이터; 및
    상기 제1 노드와 접지 전압 사이에 연결되고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 턴온되어 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(reader mode)에서 턴오프되어 상기 공진부의 Q 팩터를 유지하는 Q 싱크부를 포함하는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 Q 싱크부는,
    상기 카드 모드에서 수신 동작시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호를 생성하는 Q 싱크 컨트롤러; 및
    상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 풀다운 로드(load)를 통해 상기 제1 노드를 상기 접지 전압에 연결하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 노드를 상기 접지 전압으로부터 차단하는 풀다운부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 나타내는 모드 신호를 생성하는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)를 더 포함하고,
    상기 Q 싱크 컨트롤러는 상기 모드 신호에 기초하여 상기 Q 싱크 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치; 및
    상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되고, 일정한 크기의 전류를 생성하는 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부;
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들; 및
    상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 일정한 크기의 전류를 생성하는 제1 내지 제n 전류원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  9. 제5 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치; 및
    상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되는 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  10. 제5 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부;
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들; 및
    상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되는 제1 내지 제n 저항들을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  11. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전압을 수신하고, 상기 제1 전압의 크기에 상응하는 필드 세기 신호를 생성하는 필드 감지부를 더 포함하고,
    상기 Q 싱크부는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 필드 세기 신호에 기초하여 상기 공진부의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 Q 싱크부는,
    상기 카드 모드에서 수신 동작시 인에이블되고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 상기 리더 모드에서 디스에이블되는 Q 싱크 신호를 생성하고, 상기 필드 세기 신호에 기초하여 Q 팩터 튜닝 신호를 생성하는 Q 싱크 컨트롤러; 및
    상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기를 갖는 풀다운 로드(load)를 통해 상기 제1 노드를 상기 접지 전압에 연결하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 노드를 상기 접지 전압으로부터 차단하는 풀다운부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치; 및
    상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 전류를 생성하는 가변 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부;
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들; 및
    상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 전류를 생성하는 제1 내지 제n 가변 전류원들을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 Q 싱크 신호에 응답하여 턴온되는 스위치; 및
    상기 스위치 및 상기 접지 전압 사이에 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 저항을 갖는 가변 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 풀다운부는,
    상기 Q 싱크 신호가 인에이블되는 경우 제1 시간 간격으로 순차적으로 인에이블되는 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하고, 상기 Q 싱크 신호가 디스에이블되는 경우 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 디스에이블되는 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들을 생성하는 슬루(slew) 제어부;
    상기 제1 노드에 연결되고, 상기 제1 내지 제n Q 싱크 서브 신호들에 각각 응답하여 턴온되는 제1 내지 제n 스위치들; 및
    상기 제1 내지 제n 스위치들 및 상기 접지 전압 사이에 각각 연결되고, 상기 Q 팩터 튜닝 신호에 상응하는 크기의 저항을 갖는 제1 내지 제n 가변 저항들을 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  17. 리더 모드(reader mode)에서 송신 단자로부터 수신되는 송신 신호에 상응하는 전자기파를 생성하는 공진부; 및
    상기 리더 모드에서 출력 데이터에 상응하는 상기 송신 신호를 생성하여 상기 송신 단자에 제공하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터를 유지하는 송신부를 포함하는 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC) 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 송신부는 상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 송신 단자를 풀업 로드(load)를 통해 전원 전압에 연결하거나 풀다운 로드를 통해 접지 전압에 연결하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 송신 단자를 상기 풀다운 로드를 통해 상기 접지 전압에 연결하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 송신 단자를 상기 접지 전압 및 상기 전원 전압으로부터 차단하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 송신부는,
    상기 전원 전압 및 상기 송신 단자 사이에 연결되는 풀업 트랜지스터;
    상기 접지 전압 및 상기 송신 단자 사이에 연결되는 풀다운 트랜지스터; 및
    상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 풀업 트랜지스터 및 상기 풀다운 트랜지스터 중의 하나를 선택적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 풀업 트랜지스터를 턴오프하고 상기 풀다운 트랜지스터를 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 풀업 트랜지스터 및 상기 풀다운 트랜지스터를 턴오프하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 카드 모드인지 상기 리더 모드인지 여부 및 상기 카드 모드인 경우 수신 동작 중인지 송신 동작 중인지 여부를 나타내는 모드 신호를 생성하는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)를 더 포함하고,
    상기 구동부는 상기 모드 신호에 기초하여 상기 풀업 트랜지스터 및 상기 풀다운 트랜지스터를 구동하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  21. 제17 항에 있어서, 상기 송신부는,
    상기 전원 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들;
    상기 접지 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들; 및
    상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴온하거나 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 턴온하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴오프하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  22. 제17 항에 있어서,
    상기 카드 모드에서 상기 공진부로부터 제공되는 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압의 크기에 상응하는 필드 세기 신호를 생성하는 필드 감지부를 더 포함하고,
    상기 송신부는 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 필드 세기 신호에 기초하여 상기 공진부의 Q 팩터를 감소시키는 양을 제어하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  23. 제22 항에 있어서, 상기 송신부는,
    상기 전원 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들;
    상기 접지 전압 및 상기 송신 단자 사이에 병렬로 연결되는 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들; 및
    상기 리더 모드에서 상기 출력 데이터에 기초하여 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들을 턴온하거나 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들을 턴온하고, 상기 카드 모드에서 상기 필드 세기 신호에 기초하여 상기 제1 내지 제n 풀다운 트랜지스터들 중에서 k(k는 n이하의 양의 정수)개의 풀다운 트랜지스터들을 선택하고, 상기 카드 모드에서 수신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들 및 선택되지 않은 (n-k)개의 풀다운 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 k개의 풀다운 트랜지스터들을 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴온하고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 상기 제1 내지 제n 풀업 트랜지스터들 및 상기 선택되지 않은 (n-k)개의 풀다운 트랜지스터들을 턴오프하고 상기 k개의 풀다운 트랜지스터들을 상기 제1 시간 간격으로 순차적으로 턴오프하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 NFC 장치.
  24. 근거리 무선 통신(Near Field Communication; NFC)을 통해 외부 장치와 통신을 수행하는 NFC 장치;
    출력 데이터 및 입력 데이터를 저장하는 메모리부; 및
    상기 NFC 장치 및 상기 메모리부의 동작을 제어하는 어플리케이션 프로세서를 포함하고,
    상기 NFC 장치는,
    전자기파를 통해 상기 외부 장치에 상기 출력 데이터를 전송하고 상기 외부 장치로부터 상기 입력 데이터를 수신하는 공진부; 및
    상기 공진부에 상기 출력 데이터를 제공하고 상기 공진부로부터 상기 입력 데이터를 수신하고, 카드 모드(card mode)에서 수신 동작시 상기 공진부의 Q 팩터(quality factor)를 감소시키고, 상기 카드 모드에서 송신 동작시 및 리더 모드(read mode)에서 상기 공진부의 Q 팩터를 유지하는 NFC 칩을 포함하는 전자 시스템.
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CN201410083660.0A CN104038260B (zh) 2013-03-07 2014-03-07 使用q因数调整的近场通信装置、系统和方法
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102076586B1 (ko) * 2013-03-07 2020-02-13 삼성전자주식회사 근거리 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템
US9515750B2 (en) 2014-11-07 2016-12-06 Qualcomm Incorporated Systems and methods for self-calibration for wireless communication
KR102372835B1 (ko) * 2014-11-12 2022-03-10 삼성전자주식회사 근거리 무선 통신을 위한 복조기, 근거리 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 전자 장치
KR102432496B1 (ko) * 2015-12-11 2022-08-12 삼성전자주식회사 반도체 장치
CN105897312B (zh) * 2016-04-01 2019-04-02 王清斌 一种为能量采集和小尺寸优化的nfc标签接口
CN105897313B (zh) * 2016-04-01 2019-01-15 王清斌 一种优化能量采集及实现小尺寸天线的nfc通信系统及方法
CN106169092B (zh) * 2016-07-08 2023-04-28 浙江悦和科技有限公司 一种rfid标签芯片中的射频调制电路
US10491437B2 (en) 2017-01-11 2019-11-26 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Circuits for amplitude demodulation and related methods
CN108933613B (zh) * 2017-05-23 2021-11-19 联发科技（新加坡）私人有限公司 用于有源负载调制的方法及通信装置
US10019707B1 (en) 2017-10-24 2018-07-10 Capital One Services, Llc Transaction card mode related to locating a transaction card
US10812148B1 (en) * 2020-03-06 2020-10-20 Avid Indentification Systems, Inc. Variable-Q antenna coil circuit for RFID applications
CN115380478B (zh) * 2020-04-02 2024-03-19 阿里巴巴（中国）有限公司 基于谐振的高频射频识别通信系统
FR3122955B1 (fr) * 2021-05-11 2024-10-25 St Microelectronics Rousset Dispositif de communication en champ proche

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040134985A1 (en) * 2002-12-24 2004-07-15 Futoshi Deguchi Non-contact IC card reading/writing apparatus
US20100328045A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Sony Corporation Noncontact communication apparatus and noncontact communication method
KR20120128546A (ko) * 2011-05-17 2012-11-27 삼성전자주식회사 근거리 무선 통신 및 무선 전력 전송을 사용하기 위한 장치 및 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0962816A (ja) 1994-10-06 1997-03-07 Mitsubishi Electric Corp 非接触ｉｃカードおよびこれを含む非接触ｉｃカードシステム
US6812745B1 (en) * 2000-07-11 2004-11-02 Piconetics, Inc. Resonant logic and the implementation of low power digital integrated circuits
JP2002334310A (ja) 2001-05-10 2002-11-22 Hitachi Ltd 非接触ｉｃカード及びそのアンテナ共振回路の調整方法
JP2005173862A (ja) 2003-12-10 2005-06-30 Toshiba Corp 非接触式ｉｃカード
JP4787945B2 (ja) 2006-07-14 2011-10-05 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 非接触通信回路及び携帯端末
JP2008085649A (ja) 2006-09-27 2008-04-10 Toshiba Corp Ｒｆｉｄ通信システム及びｒｆｉｄ通信方法
JP4974171B2 (ja) * 2007-12-07 2012-07-11 ソニーモバイルコミュニケーションズ株式会社 非接触無線通信装置、非接触無線通信アンテナの共振周波数の調整方法及び携帯端末装置
JP4668315B2 (ja) 2008-12-02 2011-04-13 フェリカネットワークス株式会社 情報処理装置、通信制御方法、およびプログラム
JP4992125B2 (ja) 2009-03-31 2012-08-08 日本電気株式会社 携帯端末装置及び該携帯端末装置に用いられるアンテナ共振周波数調整方法
JP2011097389A (ja) 2009-10-30 2011-05-12 Sony Corp 通信装置、および通信制御方法
JP2011182159A (ja) 2010-03-01 2011-09-15 Panasonic Corp 無線受信機
US8917160B2 (en) * 2011-03-21 2014-12-23 Sony Corporation RFID module
KR101276143B1 (ko) 2011-08-31 2013-06-18 서울특별시도시철도공사 스크린 도어 수 제어 시스템
US9331378B2 (en) * 2012-05-29 2016-05-03 Nxp B.V. Active load modulation antenna
KR102076586B1 (ko) * 2013-03-07 2020-02-13 삼성전자주식회사 근거리 무선 통신 장치 및 이를 포함하는 전자 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040134985A1 (en) * 2002-12-24 2004-07-15 Futoshi Deguchi Non-contact IC card reading/writing apparatus
US20100328045A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Sony Corporation Noncontact communication apparatus and noncontact communication method
KR20120128546A (ko) * 2011-05-17 2012-11-27 삼성전자주식회사 근거리 무선 통신 및 무선 전력 전송을 사용하기 위한 장치 및 방법

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