TW201414225A

TW201414225A - 近場通訊設備及其中的天線模組

Info

Publication number: TW201414225A
Application number: TW102133488A
Authority: TW
Inventors: Andrew Pienkowski
Original assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2014-04-01
Also published as: EP2713524A2; US20140087657A1; CN103701501A

Abstract

一種近場通訊(NFC)設備及其天線模組。該近場通訊設備包括與天線模組通訊耦接的NFC核心。NFC核心向天線模組提供遍曆相當大的距離的低功率通訊訊號。與照慣例遍曆相當大的距離的高功率通訊訊號相比時，低功率通訊訊號發出大幅減少的電磁輻射。結果，減少了留在其他附近電子電路中的訊號上的多餘電磁發射和/或失真。在低功率通訊訊號到達天線模組之後，天線模組將低功率通訊訊號轉換為高功率通訊訊號以傳輸至另一具有NFC功能的設備。另外，天線模組轉換來自具有NFC功能的設備的被調製到高功率通訊訊號上的通訊以向NFC核心提供低功率通訊訊號。

Description

近場通訊設備及其中的天線模組

本發明涉及近場通訊(NFC)，更具體地，涉及減少具有NFC功能的設備中的多餘電磁發射和/或失真。

近場通訊(NFC)設備被整合到諸如智能手機等的移動設備中，以便於在進行日常交易過程中使用這些移動設備。例如，可將信用卡所提供的信用訊息加載到NFC設備並儲存在其中以便在需要時使用，而不是攜帶大量的信用卡。NFC設備簡單地與信用卡終端觸碰以將信用訊息中繼給它從而完成交易。作為另一實例，諸如在公共汽車和火車終端中使用的票務寫入系統可簡單地將票價訊息寫入在NFC設備上，而不是向乘客提供紙質車票。乘客簡單地將NFC設備觸碰讀取器以乘坐公共汽車或火車，而無需使用紙質車票。

傳統NFC設備包括與天線通訊耦合的NFC核心。持續發展的矽半導體製造技術與先前矽半導體製造技術製造的那些相比減小了NFC核心的尺寸。然而，天線的尺寸幾乎保持不變。結果，在NFC核心與天線之間遍曆的通訊訊號遍曆更大距離。照慣例，高功率通訊訊號在NFC核心與天線之間遍曆更大的距離。結果，這些高功率通訊訊號發射出大量的電磁輻射，這將多餘電磁發射和/或失真留在附近電子電路中的訊號上。

根據本發明的幾個方面，提供了近場通訊(NFC)設備和用於近場通訊(NFC)設備的天線模組：

(1)一種近場通訊(NFC)設備，包括：NFC核心，被配置為提供低功率傳輸訊號並接收低功率接收訊號；以及天線模組，被配置為將所述低功率傳輸訊號轉換為高功率傳輸訊號，感測所述高功率傳輸訊號的波動，反映所述高功率傳輸訊號中的波動以提供感測到的波動，並向指示所述感測到的波動的所述NFC核心提供所述低功率接收訊號。

(2)根據(1)所述的NFC設備，其中NFC核心包括：調製器模組，被配置為將訊息調製到載波上以提供所述低功率傳輸訊號；以及解調器模組，被配置為解調所述低功率接收訊號以恢復由另一個NFC設備提供的訊息。

(3)根據(2)所述的NFC設備，其中，所述NFC核心進一步包括：控制器，被配置為從一個或多個數據儲存設備、用戶介面或與所述NFC設備耦接的其他電氣設備或主機設備接收所述訊息，並向所述一個或多個所述數據儲存設備、所述用戶介面、或所述其他電氣設備或主機設備提供恢復訊息。

(4)根據(1)所述的NFC設備，其中，所述天線模組包括：放大器模組，被配置為將所述低功率傳輸訊號轉換為所述高功率傳輸訊號；第一電流鏡，被配置為將第一偏置電流供應給所述放大器模組，所述第一偏置電流被配置為以與所述高功率傳輸訊號基本上類似的方式波動，所述第一電流鏡還被配置為提供與所述第一偏置電流成比例且指示所述高功率傳輸訊號內的波動的第一感測電流；以及第二電流鏡，被配置為從所述放大器模組汲取第二偏置電流，所述第二偏置電流被配置為以與所述高功率傳輸訊號基本上類似的方式波動，所述第二電流鏡還被配置為提供與所述第二偏置電流成比例且指示所述高功率傳輸訊號的波動的第二感測電流。

(5)根據(4)所述的NFC設備，其中，另一個NFC將訊息調製到所述高功率傳輸訊號上以導致所述波動。

(6)根據(5)所述的NFC設備，其中，所述第一電流鏡包括：第一p型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述第一偏置電流；以及第二PMOS器件，被配置為提供所述第一感測電流，以及其中，所述第二電流鏡包括：第一n型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述第二偏置電流；以及第二NMOS器件，被配置為提供所述第二感測電流。

(7)一種用於近場通訊(NFC)設備的天線模組，包括：放大器模組，被配置為放大低電平電流訊號以提供高電平電流訊號；以及電流鏡，被配置為向所述放大器模組提供偏置電流，並提供與所述偏置電流成比例的感測電流，所述感測電流被配置為以與所述高電平電流訊號基本上類似的方式波動。

(8)根據(7)所述的天線模組，其中，所述電流鏡包括：第一p型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及第二PMOS器件，被配置為提供所述感測電流。

(9)根據(7)所述的天線模組，其中，所述電流鏡包括：第一n型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及第二NMOS器件，被配置為提供所述感測電流。

(10)根據(7)所述的天線模組，進一步包括：電感耦合元件，被配置為利用所述高電平電流訊號生成磁場。

(11)根據(10)所述的天線模組，其中，所述電感耦合元件被配置為從第二NFC設備電感接收被調製到所述高電平電流訊號上的通訊訊號。

(12)根據(10)所述的天線模組，其中，所述通訊訊號使所述高電平電流訊號波動。

(13)根據(7)所述的天線模組，其中，所述NFC設備被配置為從第二NFC設備電感接收被調製到所述高電平電流訊號上的通訊，所述通訊使所述高電平電流訊號波動。

(14)根據(7)所述的天線模組，其中，所述放大器模組被表徵為具有大於單位一的電流增益。

(15)一種用於近場通訊(NFC)設備的天線模組，包括：放大器模組，被配置為向電感耦合元件提供第一通訊訊號以生成磁場，所述電感耦合元件被配置為從第二NFC設備接收被調製到所述第一通訊訊號上的第二通訊訊號；以及感測模組，被配置為將偏置電流供應給所述放大器模組，所述第二通訊訊號在所述偏置電流中重建，所述感測模組還被配置為感測所述偏置電流中的所述第二通訊訊號，以提供與所述偏置電流成比例且指示所述第二通訊訊號的感測電流。

(16)根據(15)所述的天線模組，其中，所述感測模組包括：第一p型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及第二PMOS器件，與所述第一PMOS設備耦接以形成電流鏡，被配置為提供所述感測電流。

(17)根據(15)所述的天線模組，其中，所述感測模組包括：第一n型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及第二NMOS器件，與所述第一NMOS器件耦接以形成電流鏡，被配置為提供所述感測電流。

(18)根據(15)所述的天線模組，其中，所述放大器模組被表徵為具有大於單位一的電流增益。

(19)根據(15)所述的天線模組，進一步包括：第二感測模組，被配置為從所述放大器模組汲取第二偏置電流，所述第二通訊在所述第二偏置電流中重建，所述第二感測模組還感測所述第二偏置電流中的所述第二通訊訊號以提供與所述偏置電流成比例且指示所述第二通訊訊號的第二感測電流。

(20)根據(15)所述的天線模組，其中，所述NFC設備被配置為對所述感測電流進行操作以恢復來自所述第二通訊訊號的訊息。

102‧‧‧第一設備

104‧‧‧第二設備

152‧‧‧第一通訊

154‧‧‧第二通訊

200‧‧‧NFC設備

202‧‧‧NFC核心

204‧‧‧天線模組

206‧‧‧控制器模組

208‧‧‧調製器模組

210‧‧‧解調器模組

212‧‧‧功率轉換模組

214‧‧‧電感耦合元件

250‧‧‧訊息

252‧‧‧傳輸訊息

254‧‧‧恢復訊息

256‧‧‧低功率傳輸訊號

258‧‧‧解調低功率接收訊號

260‧‧‧高功率傳輸訊號

262‧‧‧高功率接收訊號

264‧‧‧傳輸通訊訊號

266‧‧‧接收通訊訊號

302‧‧‧功率轉換模組

304‧‧‧電感耦合元件

306.1‧‧‧第一功率轉換模組

306.2‧‧‧第二功率轉換模組

308‧‧‧放大器模組

310.1‧‧‧第一感測模組

310.2‧‧‧第二感測模組

322.1‧‧‧NFC核心可以監測監測節點

322.2‧‧‧NFC核心可以監測監測節點

350.1‧‧‧第一低功率通訊訊號

350.2‧‧‧第二低功率通訊訊號

352.1‧‧‧第一高功率通訊訊號

352.2‧‧‧第二高功率通訊訊號

306.2‧‧‧第二功率轉換模組

將參照附圖對本發明的實施方式進行描述。在附圖中，類似的編號表示相同、功能相似的元件。另外，編號最左邊的數字表示編號首次出現的附圖。

圖1示出了根據本發明的示例性實施方式的NFC環境的框圖；圖2示出了根據本發明的示例性實施方式的NFC設備的框圖；圖3示出了根據本發明的示例性實施方式的可以被實現為NFC設備的一部分的示例性天線模組的框圖。

現在將參照附圖對本發明進行描述。在附圖中，類似的編號一般表示相同、功能相似和/或結構相似的元件。元件首次出現的附圖用編號最左邊的數字表示。

以下具體實施方式參照附圖說明與本發明一致的示例性實施方式。在具體實施方式中提及的“一個示例性實施方式”、“示例性實施方式”、“示例性實施方式實例”等指示描述的示例性實施方式可以包括特定的特點、結構或特徵，但每個示例性實施方式可以不一定包括該特定的特點、結構或特徵。而且，這種詞語並不必提及同一示例性實施方式。此外，當結合示例性實施方式對特定的特點、結構或特徵進行描述時，無論是否明確地描述，結合其他示例性實施方式會對此特點、結構或特徵產生影響在相關領域的技術人員的認識範疇之內。

本文描述的示例性實施方式用於說明目的，而不是限制性的。其他示例性實施方式是可行的，且在本發明的精神和範圍內可以對示例性實施方式進行修改。因此，具體實施方式並不意味著限制本發明。相反，僅根據以下申請專利範圍及其等同物來確定本發明的範圍。

本發明的實施方式可以以硬體、固件、軟體或其任意組合實施。本發明的實施方式可以另外實現為儲存在機器可讀介質上的指令，所述指令可以由一個或多個處理器讀取並執行。機器可讀介質可以包括儲存或傳輸機器(例如，計算設備)可讀形式的訊息的任何機構。例如，機器可讀介質可以包括只讀儲存器(ROM)、隨機存取儲存器(RAM)、磁盤儲存介質、光學儲存介質、閃存設備、電、光、聲或其他形式的傳播訊號(例如，載波、紅外線訊號、數位訊號等)，等等。此外，固件、軟體、例程、指令在本文中可以被描述成執行某些操作。然而，應理解，這樣的描述僅僅是為了方便起見，這樣的操作實際上是由計算設備、處理器、控制器或執行固件、軟體、例程、指令等的其他設備引起的。

示例性實施方式的以下具體實施方式將如此全面地揭示本發明的一般性，使得在不背離本發明的精神和範圍的情況下，其他人可以通過應用相關領域的技術人員的知識，對各種應用比如示例性實施方式進行輕易的修改和/或改動，而無需進行不合理的實驗。因此，根據本文提出的教導和指導，這樣的改動和修改的目的在該含義和多個示例性實施方式的等同物之內。應理解，本文的措辭或術語的目的在於描述而非限制，因此本說明書的術語或措辭必須由相關領域的技術人員根據本文的教導進行解釋。

出於討論目的，術語“模組”應理解為包括軟體、固件和硬體(例如，一個或多個電路、微芯片或設備或其任意組合)及其任意組合中的至少一個。另外，要理解的是，每個模組可以包括實際設備中的一個，或一個以上實際設備中的組件，並且構成所描述的模組的一部分的每個組件可以協作地或獨立於形成模組的一部分的任何其他組件來發揮作用。相反，本文中描述的多個模組可以表示實際設備中的單個組件。此外，模組中的組件可以位於單個設備中或者以有線或無線方式分布在多個設備之間。

儘管本發明的描述是在NFC方面進行說明的，但相關領域技術人員將意識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，本發明可以適用於使用近場和/或遠場的其他通訊。例如，儘管利用具有NFC功能的通訊設備描述本發明，但相關領域技術人員將意識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，這些具有NFC功能的通訊設備可以適用於使用近場和/或遠場的其他通訊設備。

示例性近場通訊(NFC)環境

圖1示出了根據本發明的示例性實施方式的NFC環境的框圖。NFC環境100提供了在彼此足夠接近的第一設備102與第二設備104之間的訊息(比如一條或多條命令或數據)的無線通訊。第一NFC設備102和/或第二NFC設備104可被實現為獨立的或分離的設備，或者可被結合到或耦接至其他電氣設備或主機設備以形成具有NFC功能的設備。電氣設備或主機設備可以包括移動電話、便攜式計算設備、其他計算設備(例如，個人計算機、膝上型計算機或臺式計算機)、計算機外圍設備(例如，印刷機)、便攜式音頻和/或視頻播放機、支付系統(例如，銷售點終端)、票務寫入系統(例如，用以作為實例的停車票務系統、公交票務系統、火車票務系統或入口票務系統)，或者在票務讀取系統中，玩具、遊戲機、海報、行李、廣告材料、產品存貨檢查系統和/或在不背離發明的精神和範圍的情況下對本領域技術人員是顯而易見的任意其他合適的電子設備。

第一NFC設備102和/或第二NFC設備104彼此交互，從而以讀取/寫入(R/W)通訊模式交換訊息。在R/W通訊模式中，第一NFC設備102被配置為以引發器或讀取器操作模式操作，而第二NFC設備104被配置為以偵聽器、目標或標籤操作模式操作。然而，此實例並不是限制的，本領域的技術人員在不背離本發明的精神和範圍的情況下根據本文的教導應意識到，第一NFC設備102可被配置為以偵聽器或標籤模式工作，而第二NFC設備104可被配置為以讀取器模式操作。第一NFC設備102將其對應訊息調製到第一載波上並且通過將經調製的訊息施加於第一天線來生成第一磁場以提供調製通訊(被稱為第一通訊152)。一旦訊息已被傳輸至第二NFC裝置104，則第一NFC裝置102繼續施加無其對應訊息的第一載波(被稱為未調製通訊)以繼續提供第一通訊152。

第一NFC設備102足夠接近第二NFC設備104，使得第一訊息通訊152電感耦合到第二NFC設備104的第二天線上。第二NFC設備104從第一通訊152得到或獲取電力，以恢復、處理和/或提供對該訊息的響應。第二NFC設備104解調第一通訊152以恢復和/或處理該訊息。第二NFC設備104可通過用其對應訊息調製第二天線以調製第一載波來響應該訊息，從而提供第二通訊154。

第一NFC設備102和/或第二NFC設備104通常包括分別與第一天線耦合的第一NFC核心和與第二天線耦合的第二NFC核心。第一NFC核心和第二NFC核心可以分別包括第一NFC設備102和第二NFC設備104的一個或多個模組，或模組的組合，它們被製造在隨後彼此通訊耦合的一個或多個半導體襯底上。通常，這些模組可以包括用以作為實例的調製器、控制器和/或解調器。然而，在不背離發明的精神和範圍的情況下可以包括對本領域技術人員來說是顯而易見的其他模組。

持續發展的矽半導體製造技術已經減小了通過先前矽半導體製造技術製造的那些的第一NFC核心和第二NFC核心的尺寸。然而，第一天線和/或第二天線的尺寸幾乎保持不變。結果，第一天線和第二天線分別遠離第一NFC核心和第二NFC核心定位，從而導致在第一NFC核心與第一天線之間以及在第二NFC核心與第二天線之間遍曆的通訊訊號遍曆更大的距離。在某些情況下，這些通訊訊號在第一NFC設備102和/或第二NFC設備104中的其他電子電路附近遍曆，這將多餘的電磁發射和/或失真留在這些其他附近電子電路中的訊號上。

另外，持續發展的矽半導體製造技術使通訊設備的各個模組結合到少數芯片和/或晶片上以形成組合，或簡單整合型芯片或晶片，以形成集成通訊設備。除第一NFC設備102或第二NFC設備104之外，集成通訊設備經常包括藍芽模組、全球定位系統(GPS)模組、蜂窩模組和/或無線局域網(WLAN)模組。藍芽模組根據各個藍芽或藍芽低功耗(BLE)標準提供無線通訊。GPS模組從各個衛星接收各個訊號以確定集成通訊設備的位置訊息。蜂窩模組根據諸如例如用以作為實例的三代合作夥伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)通訊標準、第四代(4G)移動通訊標準，或第三代(3G)移動通訊標準的各個蜂窩通訊標準提供無線通訊。WLAN模組根據諸如例如微波存取全球互通(WiMAX)通訊標準或Wi-Fi通訊標準的各種網路協議提供有線和/或無線通訊網路的無線通訊。在該實例中，少量芯片和/或晶片具有更小的總尺寸；然而，整合型芯片或晶片的各自天線的尺寸幾乎保持不變。結果，整合型芯片或晶片的天線遠離它們各自的這些整合型芯片或晶片定位，這導致通訊訊號在這些整合型芯片或晶片和它們各自的天線之間遍曆更大的距離。在某些情況下，這些通訊訊號在集成通訊設備中的其他鄰近電子電路附近遍曆，這將多餘電磁發射和/或失真留在這些其他鄰近電子電路中。

概述

以下具體實施方式描述例如諸如第一NFC設備102的NFC設備，其包括與天線模組通訊耦合的NFC核心。NFC核心向天線模組提供遍曆相當大的距離的低功率通訊訊號。當與驅動天線模組所需的高功率通訊訊號相比時，低功率通訊訊號發出大幅減少的電磁輻射。結果，減少了留在其他附近電子電路中的訊號上的多餘電磁發射和/或失真。在低功率通訊訊號到達天線模組之後，天線模組將低功率通訊訊號轉換為高功率通訊訊號以傳輸至諸如例如第二NFC設備104的另一個具有NFC功能的設備。另外，天線模組轉換來自具有NFC功能的設備的被調製到高功率通訊訊號上的通訊以向NFC核心提供低功率通訊訊號。

示例性NFC設備

圖2示出了根據本發明的示例性實施方式的NFC設備的框圖。NFC設備200包括與天線模組204通訊耦合的NFC核心202。NFC核心202和天線模組204利用遍曆NFC核心202與天線模組204之間的相當大距離的低功率通訊訊號彼此通訊。天線模組204將來自NFC核心200的低功率通訊訊號轉換為高功率通訊訊號以傳輸至諸如例如第二NFC設備104的另一個具有NFC功能的設備，並將通過其他具有NFC功能的設備調製到高功率通訊訊號上的高功率通訊訊號轉換為低功率通訊訊號以傳輸至NFC核心202。NFC設備200可以表示第一NFC設備102的示例性實施方式。

NFC核心202提供NFC的功能方面，例如，生成載波以傳輸和/或恢復訊息，格式化訊息以傳輸，調製訊息以傳輸和/或解調通訊訊號以恢復訊息。NFC核心202包括控制器模組206、調製器模組208以及解調器模組210。在2010年3月19日提交的國際申請號為PCT/GB2010/050471中進一步描述了NFC核心202的兩銷配置的示例性實施方式，其全部內容通過引用結合於此。

控制器模組206控制NFC設備200的整體操作和/或配置。控制器模組206將訊息250提供給一個或多個數據儲存設備和/或從一個或多個數據儲存設備接收訊息250，數據儲存設備例如為一個或多個非接觸轉發器、一個或多個非接觸標籤、一個或多個非接觸智能卡、在不背離本發明的精神和範圍的情況下對本領域技術人員顯而易見的其他機器可讀介質，或其任意組合。其他機器可讀介質可包括但不限於只讀儲存器(ROM)，隨機存取儲存器(RAM)，磁盤儲存介質，光儲存介質，閃存設備，電、光、聲或其他形式的傳播訊號(例如，載波、紅外訊號、數位訊號)。控制器模組206也可將訊息250提供給用戶介面和/或從用戶介面接收訊息250用戶介面例如為觸摸屏顯示器、字母數字鍵盤、擴音器、鼠標、揚聲器、在不背離發明的精神和範圍的情況下對本領域技術人員顯而易見的任意其他合適的用戶介面。控制器模組還可將訊息250提供給耦合至NFC設備200的其他電氣設備或主機設備，和/或從耦合至NFC設備200的其他電氣設備或主機設備接收訊息250。

控制器模組206可以提供訊息250作為用於傳輸至另一個具有NFC功能的設備的傳輸訊息252。另外，可以從解調器模組210提供恢復訊息254作為訊息250。進一步地，控制器模組206還可以使用訊息250和/或恢復訊息254來控制NFC設備200的整體操作和/或配置。例如，控制器模組206可以根據訊息250和/或恢復訊息254(如果合適)發出和/或執行其他具有NFC功能的設備的一條或多條命令以控制NFC設備200的操作，例如發送功率、發送數據率、發送頻率、調製方案、位元和/或字節編碼方案和/或在不背離發明的精神和範圍的情況下對本領域技術人員顯而易見的任意其他合適操作參數。

調製器模組208利用任意合適的類比或數位調製技術來將傳輸訊息252調製到載波上以提供低功率傳輸訊號256。合適的類比或數位調製技術可以包括幅度調製(AM)、頻率調製(FM)、相位調製(PM)、相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、幅移鍵控(ASK)、正交幅度調製(QAM)和/或對本領域技術人員顯而易見的任意其他合適調製技術。一旦訊息已被傳送至另一個具有NFC功能的設備，則調製器模組208繼續提供載波作為低功率傳輸訊號256。

解調器模組210利用任意合適的類比或數位調製技術來解調低功率接收訊號258以提供恢復訊息254。合適的類比或數位調製技術可以包括幅度調製(AM)、頻率調製(FM)、相位調製(PM)、相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、幅移鍵控(ASK)、正交幅度調製(QAM)和/或對本領域技術人員顯而易見的任意其他合適調製技術。

低功率傳輸訊號256和低功率接收訊號258利用通訊耦合在NFC核心202與天線模組204之間遍曆。通訊耦合可以包括一根或多根光纖電纜，一根或多根同軸電纜，一根或多根諸如例如易彎曲的扁平電纜的銅電纜，一根或多根諸如例如鋁接合線，銅接合線或金接合線的接合線，諸如一根或多根傳輸線(例如，帶線或微帶線)的一個或多個波導，或其任意組合。在某些情況下，NFC核心202和天線模組204間隔得很遠，例如有時接近幾十厘米以上，使得低功率傳輸訊號256和低功率接收訊號258在NFC核心202與天線模組204之間遍曆相當大的距離。在這些情況下，當與照慣例遍曆相當大的距離的高功率通訊訊號相比時，低功率傳輸訊號256和低功率接收訊號258的低功率特徵分別減少了由低功率傳輸訊號256和低功率接收訊號258發出的電磁輻射。結果，通過低功率傳輸訊號256和低功率接收訊號258將更少的多餘電磁發射和/或失真留在第一NFC設備200中的其他附近電子電路中的訊號上。

天線模組204將低功率傳輸訊號256從低功率通訊訊號轉換為高功率通訊訊號以傳輸至另一個具有NFC功能的設備，並將從其他具有NFC功能的設備接收的高功率通訊訊號轉換為低功率通訊訊號以提供低功率接收訊號258。天線模組204包括功率轉換模組212和電感耦合元件214。功率轉換模組212將低功率傳輸訊號256從低功率通訊訊號轉換為高功率通訊訊號以提供高功率傳輸訊號260，和/或將高功率接收訊號262從高功率通訊訊號轉換為低功率通訊訊號以提供低功率接收訊號258。

電感耦合元件214將高功率傳輸訊號260施加給諸如例如調諧諧振電路的電感耦合元件，以生成磁場來提供傳輸通訊訊號264。另外，電感耦合元件214電感接收被調製到高功率傳輸訊號260上的接收通訊訊號266以提供高功率接收訊號262。另外，天線模組204允許電感耦合元件214的阻抗由電感耦合元件214限定，相反，具有至其各自的傳統核心具有較長通訊耦合的傳統天線由從傳統核心開始的較長通訊耦合限定的阻抗。

可以被實現為NFC設備的一部分的示例性天線模組

圖3示出了根據本發明的示例性實施方式的可以被實現為NFC設備的一部分的示例性天線模組的框圖。天線模組300將來自諸如例如NFC核心202的NFC核心的低功率通訊訊號轉換為高功率通訊訊號以傳輸至另一個具有NFC功能的設備，並將通過其他具有NFC功能的設備調製到高功率通訊訊號上的高功率通訊訊號轉換為低功率通訊訊號以傳輸至NFC核心。天線模組300包括功率轉換模組302和電感耦合元件304。天線模組300可以表示天線模組204的示例性實施方式。

功率轉換模組302將來自NFC核心的低功率通訊訊號350轉換為高功率通訊訊號352以傳輸至另一個具有NFC功能的設備，並將通過其他具有NFC功能的設備被調製到高功率通訊訊號352上的高功率通訊訊號352轉換為低功率通訊訊號350以傳輸至NFC核心。低功率通訊訊號350和高功率通訊訊號352表示分別具有第一低功率通訊訊號350.1和第二低功率通訊訊號350.2以及第一高功率通訊訊號352.1和第二高功率通訊訊號352.2的差分通訊訊號。低功率通訊訊號350可以表示低功率傳輸訊號256和低功率接收訊號258的組合的示例性實施方式，高功率通訊訊號352可以表示高功率傳輸訊號260和高功率接收訊號262的組合的示例性實施方式。

功率轉換模組302包括第一功率轉換模組306.1和第二功率轉換模組306.2。第一功率轉換模組306.1和第二功率轉換模組306.2以基本上類似的方式操作，因此，只進一步詳細地描述第一功率轉換模組306.1。第一功率轉換模組306.1包括放大器模組308、第一感測模組310.1和第二感測模組310.2。

放大器模組308根據增益G放大第一低功率通訊訊號350.1以提供第一高功率通訊訊號352.1。增益G可以表示電壓增益、電流增益或其任意組合。在示例性實施方式中，放大器模組308可以利用被表徵為具有高輸入阻抗和低輸出阻抗的任何合適放大器來實現。在另一個示例性實施方式中，放大器模組308可以利用被表徵為具有大約單位一的電壓增益以及大於單位一的電流增益的任何合適放大器(例如，共漏極放大器或共集電極放大器)來實現。例如，放大器模組308可以將表示第一低功率通訊訊號350.1的低電平輸入電流iIN放大增益G以提供表示第一高功率通訊訊號352.1的高電平輸出電流分量iOUT。然而，放大器模組308的這些特徵不是限制的，相關領域技術人員應意識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，對相關領域技術人員顯而易見的是，諸如例如共源極放大器、共發射極放大器、共閘極放大器或共基極放大器的其他類型放大器可以用於實現放大器模組308。另外，相關領域技術人員應意識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，放大器模組308還可以利用諸如例如運算放大器的放大器的組合來實現。

第一感測模組310.1將第一偏置電流i1供應給放大器模組308並且第二感測模組310.2從放大器模組308汲取第二偏置電流i2。第一感測模組310.1感測第一偏置電流i1以提供第一感測電流iSEN1，並且第二感測模組310.2感測第二偏置電流i2以提供第二感測電流iSEN2。第一感測模組310.1和第二感測模組310.2以基本上類似的方式操作，因此，只進一步詳細地描述第一感測模組310.1。

第一感測模組310.1包括被配置和設置為形成p型電流鏡以生成與第一偏置電流i1成比例的第一感測電流iSEN1的第一p型金屬氧化物半導體(PMOS)器件Q1和第二PMOS器件Q2。應注意的是，第二感測模組310.2包括被配置和設置為形成n型電流鏡以生成與第二偏置電流i2成比例的第二感測電流iSEN2的n型金屬氧化物半導體(NMOS)器件。通常，第一感測電流iSEN1大約等於第二感測電流iSEN2使得第一感測電流iSEN1和第二感測電流iSEN2的結合大約為零。在示例性實施方式中，第一PMOS器件Q1和第二PMOS器件Q2表示匹配的半導體設備，使得第一感測電流iSEN1基本上類似於(similar to，等於)第一偏置電流i1。在另一個示例性實施方式中，第一PMOS器件Q1大於第二PMOS器件Q2，使得第一PMOS器件Q1有效地將第一偏置電流i1乘以第一PMOS器件Q1與第二PMOS器件Q2之比以提供第一感測電流iSEN1。在進一步示例性實施方式中，第一PMOS器件 Q1小於第二PMOS器件Q2，使得第一PMOS器件Q1有效地將第一偏置電流i1除以第一PMOS器件Q1與第二PMOS器件Q2之比以提供第一感測電流iSEN1。

電感耦合元件304將高功率通訊訊號352施加給其電感耦合元件以生成磁場來提供傳輸通訊訊號264。另外，電感耦合元件214電感接收被調製到高功率通訊訊號352上的接收通訊訊號266。電感耦合元件304包括被配置且設置為形成串聯諧振電路的第一電容器C1、電感器L1和第二電容器C2。然而，該實例不是限制的，相關領域技術人員應意識到在不背離本發明的精神和範圍的情況下可能存在其他串聯諧振電路、並聯諧振電路或串聯和並聯諧振電路的組合。

在操作過程中，NFC核心向天線模組300提供表示第一低功率通訊訊號350的低電平輸入電流iIN。放大器模組308放大低電平輸入電流iIN以提供高電平輸出電流iOUT。第一感測模組310.1將偏置電流i1供應給放大器模組308並且第二感測模組310.2從放大器模組308汲取第二偏置電流i2以使放大器模組308偏置。偏置電流i1的幅度和第二偏置電流i2的幅度與低電平輸入電流iIN和高電平輸出電流iOUT有關。因為高電平輸出電流iOUT波動(其通常發生於另一個具有NFC功能的設備將其訊息調製到高功率通訊設備352上時)，所以偏置電流i1和第二偏置電流i2類似地波動。例如，來自另一個具有NFC功能的設備的訊息導致在第一偏置電流i1和第二偏置電流i2中重建的輸出電流iOUT波動，因為放大器模組308所需的電流將以與輸出電流iOUT基本上類似的方式波動。第一感測電流iSEN1和第二感測電流iSEN2內偏置電流i1和第二偏置電流i2的波動由第一感測模組310.1和第二感測模組310.2感測到。NFC核心可以監測監測節點322.1和322.2上的電流和/或電壓以分別檢測第一感測電流iSEN1和第二感測電流iSEN2內的波動，所述波動可歸因於高功率通訊訊號352 中的波動。

結論

應理解，具體實施方式部分(而不是摘要部分)旨在用於對申請專利範圍進行解釋。摘要部分可以對本發明的一個或多個示例性實施方式進行闡述，但不對所有示例性實施方式進行說明，因此，並非旨在以任何方式對本發明和所附申請專利範圍進行限制。

上文在示出了實現指定功能及其關係的功能構件的幫助下對本發明進行了描述。為了便於描述，本文任意限定了功能構件的範圍。只要適當執行指定功能及其關係就可以限定替代範圍。

在不背離本發明的精神和範圍的情況下，對形式和細節進行各種改變對於相關領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，本發明不應限於上述示例性實施方式中的任何一個，而是僅根據以下申請專利範圍及其等同物進行限定。