[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

本申請涉及近場磁感應NFMI系統、用于調諧諧振電路的方法和NFC收發器。該NFMI系統包括調諧電路，該調諧電路被配置為測量耦接在諧振電路和發射電路之間的串聯電容器上的相位以便確定該諧振電路的諧振條件。當該諧振條件為高于諧振或低于諧振時，該調諧電路可調諧該諧振電路的可調節電容器。該調諧可繼續，直到相位測量指示該諧振電路處于諧振為止?；谙辔坏恼{諧允許該調諧連續地且與NFC同時地進行。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求于2022年2月10日提交的美國專利申請17/650,610的優先權。

技術領域

本公開涉及電磁通信系統，并且更具體地涉及近場磁感應系統、用于調諧諧振電路的方法和NFC收發器。

背景技術

近場通信(NFC)是近程無線通信技術，該NFC可用于包括移動支付、身份驗證、數據交換和售票的多種應用。NFC可利用近場磁感應(NFMI)作為用于無線地發射/接收信息的手段。這種通信的范圍是近程的，因為發射器和接收器通過穿過磁場的感應耦合進行通信。感應耦合的近程可提供安全性，因為僅發射器的近場中的接收器可接收通信。可基于工作頻率來確定近場。例如，當工作頻率為13.56兆赫(MHz)時，近場可擴展僅3.5米。盡管NFC技術在一些應用中可具有一些通信優點，然而，已知的NFC技術在其他應用中可具有缺陷。

發明內容

在至少一個方面，本公開總體上描述了一種系統。該系統包括被配置為發射發射信號的發射電路以及被配置為基于該發射信號生成磁場的天線電路。該天線電路包括具有線圈和可調節電容器的諧振電路。該天線電路還包括連接在該諧振電路和該發射電路之間的耦合電容器。該系統還包括調諧電路，該調諧電路被配置為測量該耦合電容器上的相位以確定該諧振電路的諧振條件，并且根據該諧振條件來調諧該可調節電容器。

在該系統的可能的具體實施中，該發射信號以工作頻率發射，該諧振電路以諧振頻率諧振，并且該諧振條件被確定為該工作頻率和該諧振頻率之間的差值。

在另一方面，本公開總體上描述了一種用于調諧諧振電路的方法。該方法包括：測量耦接到該諧振電路的輸入的串聯電容器上的相移；將該相移與諧振相移進行比較；以及根據該比較來調節調諧電平。該方法還包括：基于所調節的調諧電平調諧該諧振電路中的可調節電容器以及重復該調諧過程(即，該測量、該比較、該調節和該調諧)。

在另一方面，本公開總體上描述了一種NFC收發器。該NFC收發器包括源，該源經由正耦合電容器耦接到線圈的正極輸入并且還經由負耦合電容器耦接到線圈的負極輸入。該NFC收發器還包括可調節電容器，該可調節電容器耦接成與該線圈并聯連接。該NFC收發器還包括調諧電路，該調諧電路被配置為基于該正耦合電容器或該負耦合電容器相對于該源的相位調諧該可調節電容器，使得該線圈以該源的頻率諧振。該調諧電路可包括：相移器，該相移器耦接到該源并且被配置為使來自該源的源電壓相移諧振相移；相位比較器，該相位比較器被配置為基于所相移的源電壓和該正耦合電容器或該負耦合電容器處的電壓之間的相位差來輸出信號；以及調諧電平電路，該調諧電平電路由該信號配置以升高或降低調諧該可調節電容器的調諧電平。

在該NFC收發器的可能的具體實施中，該調諧電平是數字計數器。

在該NFC收發器的可能的具體實施中，該調諧電路還包括鎖存器，該鎖存器被配置為在禁用該調諧電路時保持調諧該可調節電容器的該調諧電平。

在該NFC收發器的可能的具體實施中，該諧振相移為+90度或-90度。

在可能的具體實施中，該NFC收發器還包括接收器，該接收器經由該正耦合電容器耦接到該線圈的該正極輸入并且經由該負耦合電容器耦接到該線圈的該負極輸入。

在以下具體實施方式及其附圖內進一步解釋了前述說明性發明內容，以及本公開的其他示例性目標和/或優點、以及實現方式。

附圖說明