通過具有受控自振蕩的感應(yīng)耦合來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于通過感應(yīng)禪合來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括W下步驟： 對(duì)調(diào)諧感應(yīng)天線電路施加周期信號(hào)的突發(fā)脈沖，W產(chǎn)生生成磁場的天線信號(hào)，其中，每個(gè)突 發(fā)脈沖的振幅由具有上升沿和下降沿的包絡(luò)信號(hào)來定界。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明具體地設(shè)及一種用于在專利EP 1 327 222中所描述的類型的NFC裝置（"近 場通信"）的有源負(fù)載調(diào)制方法。所述方法包括在存在由NFC閱讀器發(fā)射的外磁場的情況下 對(duì)天線電路施加周期信號(hào)的突發(fā)脈沖。周期信號(hào)的突發(fā)脈沖生成被疊加在由NFC閱讀器發(fā) 射的磁場上的磁場的對(duì)應(yīng)突發(fā)脈沖，并且被后者感知為無源負(fù)載調(diào)制。與無源負(fù)載調(diào)制相 比，有源負(fù)載調(diào)制是有利的原因在于它提供更大的通信距離。
[0003] 專利申請(qǐng)EP 2 431 925設(shè)及運(yùn)種有源負(fù)載調(diào)制方法的改進(jìn)，并且提出在突發(fā)脈沖 到天線電路的每次施加之后使周期信號(hào)的頻率與外磁場的頻率再同步，而不是在每個(gè)新的 數(shù)據(jù)帖之前使運(yùn)個(gè)信號(hào)再同步。有源負(fù)載調(diào)制方法因此另一方面包括發(fā)射突發(fā)脈沖的周期 W及與外磁場的再同步的相位。
[0004] 然而，專利申請(qǐng)W0 2012/038664表明在對(duì)天線電路施加周期信號(hào)的突發(fā)脈沖之 后，后者具有被疊加在由外磁場感應(yīng)的"有用的"天線信號(hào)上的振鈴并且容許再同步過程失 真。再同步過程的確將由外磁場感應(yīng)的天線信號(hào)用作再同步信號(hào)。如果運(yùn)個(gè)信號(hào)包括來自 剛剛已被施加到天線電路的突發(fā)脈沖的振蕩殘余，則它們被疊加在由外磁場感應(yīng)的有用的 天線信號(hào)上并且可能使外磁場上的再同步過程失真。
[0005] 例如，圖1示出施加到天線電路ACT的周期信號(hào)Sim的突發(fā)脈沖B1的形狀W及結(jié)果 得到的天線信號(hào)Vam。天線電路ACT是調(diào)諧到周期信號(hào)Sim的頻率的諧振電路，并且包括例如 天線線圈AC、串聯(lián)電容器化和并聯(lián)電容器化。突發(fā)脈沖B1或"入射突發(fā)脈沖"在天線電路中 產(chǎn)生本身生成相同形狀的磁場的突發(fā)脈沖的天線信號(hào)Vam的突發(fā)脈沖ΒΓ，或"結(jié)果得到的 突發(fā)脈沖"。
[0006] 入射突發(fā)脈沖B1在其持續(xù)時(shí)間和振幅方面由具有上升沿和下降沿的持續(xù)時(shí)間T1 的形狀為矩形的包絡(luò)信號(hào)E1來定界。上升沿在低拐點(diǎn)η與高拐點(diǎn)i2之間延伸。下降沿在高 拐點(diǎn)i3與低拐點(diǎn)i4之間延伸。周期信號(hào)Sim的振幅在上升沿之前并在下降沿之后為零，并且 在兩個(gè)邊沿之間通常是恒定的。在施加入射突發(fā)脈沖B 1之后，天線信號(hào)Vam具有并非可忽 略的振幅的瞬時(shí)振蕩1，在特定情況下其可能具有大于天線信號(hào)Vam在入射突發(fā)脈沖B1的施 加期間的最大振幅的振幅的超調(diào)2。結(jié)果，結(jié)果得到的突發(fā)脈沖ΒΓ具有可能比入射突發(fā)脈 沖B1的持續(xù)時(shí)間T1大得多的持續(xù)時(shí)間ΤΓ。當(dāng)時(shí)間ΤΓ-Τ1大于或等于使兩個(gè)突發(fā)脈沖B1的 發(fā)射分離的時(shí)間時(shí)，發(fā)射突發(fā)脈沖B1的裝置不能夠冒著再同步到它本身已發(fā)送的信號(hào)的危 險(xiǎn)再同步到外磁場。
[0007] 為了克服運(yùn)個(gè)缺點(diǎn)，申請(qǐng)W0 2012/038664教導(dǎo)緊接在施加入射突發(fā)脈沖B1之后借 助于開關(guān)來使天線電路短路或者解諧。有源負(fù)載調(diào)制方法在施加突發(fā)脈沖B1之后并且在再 同步階段之前，然后包括天線電路在其間通過開關(guān)被短路或者解諧的阻尼階段，后面是在 其間由外磁場感應(yīng)的有用的天線信號(hào)被自然地恢復(fù)而未被由入射突發(fā)脈沖B1生成的瞬時(shí) 振蕩"污染"的恢復(fù)階段。
[000引運(yùn)個(gè)解決方案提供了實(shí)現(xiàn)簡單且高效的優(yōu)點(diǎn)。然而，阻尼開關(guān)必須經(jīng)得起能夠達(dá) 到10V至15V的天線電壓。現(xiàn)在，很可能被用來產(chǎn)生集成在半導(dǎo)體忍片上的NFC裝置的技術(shù)的 一些領(lǐng)域，諸如深亞微米領(lǐng)域，不允許生產(chǎn)能夠經(jīng)得起運(yùn)些高電壓的晶體管。
[0009] 因此可能期望提供不需要運(yùn)種阻尼開關(guān)的有源負(fù)載調(diào)制方法。
[0010] 更一般地，可能期望提供用于通過發(fā)射磁場的突發(fā)脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，其中， 天線電路的自振蕩現(xiàn)象通過除阻尼開關(guān)W外的手段來控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的一些實(shí)施例設(shè)及用于通過感應(yīng)禪合來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括W 下步驟:對(duì)調(diào)諧感應(yīng)天線電路施加周期信號(hào)的突發(fā)脈沖，W產(chǎn)生生成磁場的天線信號(hào)，其 中，每個(gè)突發(fā)脈沖的振幅由具有上升沿和下降沿的包絡(luò)信號(hào)來定界；W及借助于數(shù)字成形 電路或模擬成形電路來使至少包絡(luò)信號(hào)的下降沿成形，W便衰減或者去除在具有矩形波包 絡(luò)信號(hào)的周期信號(hào)的突發(fā)脈沖被施加到天線電路的情況下在突發(fā)脈沖的每次施加之后將 會(huì)出現(xiàn)在天線電路中的天線信號(hào)的瞬態(tài)振蕩。
[0012] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包絡(luò)信號(hào)的下降沿被成形為使得其一階導(dǎo)數(shù)不超過通過考慮在 天線電路中可能容許的瞬時(shí)振蕩的最大振幅而確定的極限值。
[0013] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包絡(luò)信號(hào)的下降沿被成形為使得其一階導(dǎo)數(shù)具有等于A0*帖Fc/ 2的最大值，F(xiàn)c是周期信號(hào)的頻率，并且AO是包絡(luò)信號(hào)的振幅。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包絡(luò)信號(hào)的下降沿被成形為使得緊接在施加周期信號(hào)的突發(fā)脈 沖之后，天線信號(hào)在缺少外磁場的情況下具有低于它在突發(fā)脈沖的施加期間具有的最大振 幅的在5 %與50 %之間選取的百分比的振幅。
[0015] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括W下步驟:給予包絡(luò)信號(hào)的下降沿通過其導(dǎo)數(shù)是 連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)所確定的形狀。
[0016] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括W下步驟:給予下降沿通過在下降沿的高拐點(diǎn)處 給予它值1并且在下降沿的低拐點(diǎn)處給予它值0在時(shí)標(biāo)上計(jì)算出的升余弦函數(shù)所確定的形 狀。
[0017] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括W下步驟:給予包絡(luò)信號(hào)的下降沿通過存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器中的一組點(diǎn)所確定的形狀并且通過離散值來定義周期信號(hào)的突發(fā)信號(hào)。
[0018] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法包括W下步驟:還W上升沿的一階導(dǎo)數(shù)是連續(xù)的運(yùn)一 方式使包絡(luò)信號(hào)的上升沿成形。
[0019] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，周期信號(hào)具有低于20%的總諧波失真率。
[0020] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法被應(yīng)用于通過有源負(fù)載調(diào)制來發(fā)送數(shù)據(jù)，周期信號(hào)的 突發(fā)脈沖在存在外部交變磁場的情況下被施加到天線電路，并且所述方法包括W下步驟： 在周期信號(hào)的突發(fā)脈沖到天線電路的兩次施加之間使周期信號(hào)的頻率與外磁場的頻率同 步。
[0021] 本發(fā)明的一些實(shí)施例還設(shè)及用于通過感應(yīng)禪合來發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置，所述裝置包括 調(diào)諧感應(yīng)天線電路w及用于對(duì)天線電路施加周期信號(hào)的突發(fā)脈沖的振幅調(diào)制電路，并且產(chǎn) 生生成磁場的天線信號(hào)，每個(gè)突發(fā)脈沖的振幅由具有上升沿和下降沿的包絡(luò)信號(hào)來定界， 所述調(diào)制電路被配置成實(shí)現(xiàn)如上面所描述的方法。
[0022] 本發(fā)明的一些實(shí)施例還設(shè)及包括運(yùn)種裝置的便攜式電子物體。
【附圖說明】
[0023] 將在下面關(guān)于但不限于附圖描述根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)送數(shù)據(jù)的方法W及實(shí)現(xiàn)此 方法的NFC裝置的實(shí)施例的一些示例，附圖中：
[0024] 上面所描述的圖1示出施加到天線電路的周期信號(hào)的入射突發(fā)脈沖的形狀W及結(jié) 果得到的突發(fā)脈沖的形狀，
[0025] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例的周期信號(hào)的入射突發(fā)脈沖的形狀W及 結(jié)果得到的突發(fā)脈沖的形狀，
[0026] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例的周期信號(hào)的入射突發(fā)脈沖的形狀W及 結(jié)果得到的突發(fā)脈沖的形狀，
[0027] 圖4是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的NFC裝置的實(shí)施例的第一示例的框圖，
[0028] 圖5A至圖5E是示出在圖4中的裝置中出現(xiàn)的各種信號(hào)的時(shí)序圖，
[0029 ]圖6示出圖4上W框形式表示的鎖相環(huán)和調(diào)制電路的實(shí)施例的示例，
[0030]圖7是由圖6上的調(diào)制電路供應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的曲線，
[0031 ]圖8示出圖4上W框形式表示的調(diào)制電路的實(shí)施例的第二示例，
[0032] 圖9、圖10和圖11示出根據(jù)本發(fā)明的包括NFC裝置的便攜式電子物體的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 關(guān)于圖1，在上面描述了調(diào)諧感應(yīng)天線電路ACT對(duì)其振幅由形狀為矩形的包絡(luò)信號(hào) E1來定界的周期信號(hào)Sim的入射突發(fā)脈沖B 1的響應(yīng)。此響應(yīng)由包括在施加入射突發(fā)脈沖B1 之后出現(xiàn)的天線信號(hào)Vam的瞬時(shí)振蕩的結(jié)果得到的突發(fā)脈沖ΒΓ來表征。
[0034] 本發(fā)明的一些實(shí)施例設(shè)及方法，由此能夠控制天線電路對(duì)周期信號(hào)的入射突發(fā)脈 沖的響應(yīng)，并因此能夠控制結(jié)果得到的突發(fā)脈沖的形狀，而無需任何阻尼開關(guān)。此方法最初 旨在被應(yīng)用于有源負(fù)載調(diào)制技術(shù)，W使得能夠在發(fā)射突發(fā)脈沖之后與外磁場再同步，但是 能夠找到將在下面提及的其它應(yīng)用。
[0035] 此方法基于轉(zhuǎn)用于本發(fā)明的領(lǐng)域的諧振電路的理論，即對(duì)調(diào)諧感應(yīng)天線電路施加 周期信號(hào)的突發(fā)脈沖。諧振電路的理論表明，對(duì)諧振電路施加其形狀為階躍函數(shù)的形狀的 激勵(lì)信號(hào)由于運(yùn)種函數(shù)具有不連續(xù)導(dǎo)數(shù)的事實(shí)而導(dǎo)致諧振電路的瞬時(shí)