[发明专利]近场磁感应系统、用于调谐谐振电路的方法和NFC收发器

说明书

本申请涉及近场磁感应NFMI系统、用于调谐谐振电路的方法和NFC收发器。该NFMI系统包括调谐电路，该调谐电路被配置为测量耦接在谐振电路和发射电路之间的串联电容器上的相位以便确定该谐振电路的谐振条件。当该谐振条件为高于谐振或低于谐振时，该调谐电路可调谐该谐振电路的可调节电容器。该调谐可继续，直到相位测量指示该谐振电路处于谐振为止。基于相位的调谐允许该调谐连续地且与NFC同时地进行。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2022年2月10日提交的美国专利申请17/650,610的优先权。

技术领域

本公开涉及电磁通信系统，并且更具体地涉及近场磁感应系统、用于调谐谐振电路的方法和NFC收发器。

背景技术

近场通信(NFC)是近程无线通信技术，该NFC可用于包括移动支付、身份验证、数据交换和售票的多种应用。NFC可利用近场磁感应(NFMI)作为用于无线地发射/接收信息的手段。这种通信的范围是近程的，因为发射器和接收器通过穿过磁场的感应耦合进行通信。感应耦合的近程可提供安全性，因为仅发射器的近场中的接收器可接收通信。可基于工作频率来确定近场。例如，当工作频率为13.56兆赫(MHz)时，近场可扩展仅3.5米。尽管NFC技术在一些应用中可具有一些通信优点，然而，已知的NFC技术在其他应用中可具有缺陷。

发明内容

在至少一个方面，本公开总体上描述了一种系统。该系统包括被配置为发射发射信号的发射电路以及被配置为基于该发射信号生成磁场的天线电路。该天线电路包括具有线圈和可调节电容器的谐振电路。该天线电路还包括连接在该谐振电路和该发射电路之间的耦合电容器。该系统还包括调谐电路，该调谐电路被配置为测量该耦合电容器上的相位以确定该谐振电路的谐振条件，并且根据该谐振条件来调谐该可调节电容器。

在该系统的可能的具体实施中，该发射信号以工作频率发射，该谐振电路以谐振频率谐振，并且该谐振条件被确定为该工作频率和该谐振频率之间的差值。

在另一方面，本公开总体上描述了一种用于调谐谐振电路的方法。该方法包括：测量耦接到该谐振电路的输入的串联电容器上的相移；将该相移与谐振相移进行比较；以及根据该比较来调节调谐电平。该方法还包括：基于所调节的调谐电平调谐该谐振电路中的可调节电容器以及重复该调谐过程(即，该测量、该比较、该调节和该调谐)。

在另一方面，本公开总体上描述了一种NFC收发器。该NFC收发器包括源，该源经由正耦合电容器耦接到线圈的正极输入并且还经由负耦合电容器耦接到线圈的负极输入。该NFC收发器还包括可调节电容器，该可调节电容器耦接成与该线圈并联连接。该NFC收发器还包括调谐电路，该调谐电路被配置为基于该正耦合电容器或该负耦合电容器相对于该源的相位调谐该可调节电容器，使得该线圈以该源的频率谐振。该调谐电路可包括：相移器，该相移器耦接到该源并且被配置为使来自该源的源电压相移谐振相移；相位比较器，该相位比较器被配置为基于所相移的源电压和该正耦合电容器或该负耦合电容器处的电压之间的相位差来输出信号；以及调谐电平电路，该调谐电平电路由该信号配置以升高或降低调谐该可调节电容器的调谐电平。

在该NFC收发器的可能的具体实施中，该调谐电平是数字计数器。

在该NFC收发器的可能的具体实施中，该调谐电路还包括锁存器，该锁存器被配置为在禁用该调谐电路时保持调谐该可调节电容器的该调谐电平。

在该NFC收发器的可能的具体实施中，该谐振相移为+90度或-90度。

在可能的具体实施中，该NFC收发器还包括接收器，该接收器经由该正耦合电容器耦接到该线圈的该正极输入并且经由该负耦合电容器耦接到该线圈的该负极输入。

在以下具体实施方式及其附图内进一步解释了前述说明性发明内容，以及本公开的其他示例性目标和/或优点、以及实现方式。

附图说明