[發明專利]近場磁感應系統、用于調諧諧振電路的方法和NFC收發器

在審

• 申請號: 202310024125.7
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116582138A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: G·P·威爾
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H04B1/40;H04B5/02
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 尚玲;李維鳳

1.一種近場磁感應系統，其特征在于，所述近場磁感應系統包括：

發射電路，所述發射電路被配置為發射發射信號；

天線電路，所述天線電路被配置為基于所述發射信號生成磁場，所述天線電路包括：

諧振電路，所述諧振電路包括線圈和可調節電容器；和

耦合電容器，所述耦合電容器連接在所述諧振電路和所述發射電路之間；和

調諧電路，所述調諧電路被配置為測量所述耦合電容器上的相位以確定所述諧振電路的諧振條件，并且根據所述諧振條件來調諧所述可調節電容器。

2.根據權利要求1所述的近場磁感應系統，其中：

所述發射信號是以工作頻率發射的，

所述諧振電路以諧振頻率諧振，并且

所述諧振條件被確定為所述工作頻率和所述諧振頻率之間的差值。

3.根據權利要求1所述的近場磁感應系統，其中所述調諧電路包括：

相位比較器，所述相位比較器被配置為確定所述發射信號和來自所述耦合電容器的信號之間的相位差，所述相位差在所述信號的工作頻率等于所述諧振電路的諧振頻率的諧振條件下為+90度；

數字計數器，所述數字計數器被配置為輸出基于所述相位差增大或減小的計數，其中所述計數在所述諧振條件下不增大或減小；和

鎖存器，所述鎖存器被配置為保持來自所述數字計數器的計數。

4.根據權利要求1所述的近場磁感應系統，其中：

所述耦合電容器是連接在所述天線電路的正極輸入和所述諧振電路的正節點之間的正耦合電容器；并且

所述調諧電路包括相位比較器，所述相位比較器被配置為在所述諧振電路處于諧振時測量所述正節點處的電壓和所述發射信號的電壓之間的等于+90度的相位差。

5.根據權利要求1所述的近場磁感應系統，其中：

所述耦合電容器是連接在所述天線電路的負極輸入和所述諧振電路的負節點之間的負耦合電容器；并且

所述調諧電路包括相位比較器，所述相位比較器被配置為在所述諧振電路處于諧振時測量所述負節點處的電壓和所述發射信號的電壓之間的等于-90度的相位差。

6.根據權利要求1所述的近場磁感應系統，其中所述發射信號是近場通信信號，并且所述調諧電路被配置為測量所述耦合電容器上的所述相位并且調諧所述可調節電容器而不中斷所述近場通信信號。

7.一種用于調諧諧振電路的方法，其特征在于，所述方法包括：

測量耦接到所述諧振電路的輸入的串聯電容器上的相移；

將所述相移與諧振相移進行比較；

根據所述比較來調節調諧電平；

基于所調節的調諧電平調諧所述諧振電路中的可調節電容器；以及

重復所述測量、所述比較、所述調節和所述調諧。

8.根據權利要求7所述的方法，其中：

所述串聯電容器是直接耦接到所述諧振電路的正極輸入的正耦合電容器；并且

所述諧振相移為+90度。

9.根據權利要求7所述的方法，其中：

所述串聯電容器是直接耦接到所述諧振電路的負極輸入的負耦合電容器；并且

所述諧振相移為-90度。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將所述調諧電平保持在所調節的調諧電平；以及

暫停所述重復持續一段時間。

11.根據權利要求7所述的方法，其中：

所述調諧電平是數字計數；

所述調節所述調諧電平包括：基于所述相移與所述諧振相移的所述比較來增大所述數字計數或減小所述數字計數；并且

調諧所述可調節電容器包括：將所述數字計數應用于控制一組電容器的多個開關。

12.一種近場通信NFC收發器，其特征在于，所述NFC收發器包括：

源，所述源經由正耦合電容器耦接到線圈的正極輸入并且經由負耦合電容器耦接到所述線圈的負極輸入；

可調節電容器，所述可調節電容器耦接成與所述線圈并聯連接；和

調諧電路，所述調諧電路被配置為基于所述正耦合電容器或所述負耦合電容器相對于所述源的相位調諧所述可調節電容器，使得所述線圈以所述源的頻率諧振，所述調諧電路包括：

相移器，所述相移器耦接到所述源并且被配置為使來自所述源的源電壓相移諧振相移；

相位比較器，所述相位比較器被配置為基于所相移的源電壓和所述正耦合電容器或所述負耦合電容器處的電壓之間的相位差來輸出信號；和

調諧電平電路，所述調諧電平電路由所述信號配置以升高或降低調諧所述可調節電容器的調諧電平。