公开一种近场通信(NFC)读取器。该NFC读取器包括天线前端，该天线前端包括低通滤波器、匹配电路和天线线圈。该NFC读取器还包括NFC控制器。该NFC控制器包括耦合到该天线前端的振荡器，并且该NFC控制器被配置成使用该振荡器的输出的一个或多个变化来检测该天线前端附近的物体的存在。该天线前端产生该振荡器的槽路。
Improved Device Detection in Contactless Communication System
A near field communication (NFC) reader is disclosed. The NFC reader includes an antenna front end, which includes a low-pass filter, a matching circuit and an antenna coil. The NFC reader also includes an NFC controller. The NFC controller includes an oscillator coupled to the antenna front end, and the NFC controller is configured to detect the presence of objects near the antenna front end using one or more changes in the output of the oscillator. The front end of the antenna generates the slot of the oscillator.
【技术实现步骤摘要】
非接触式通信系统中的改进的装置检测
本专利技术涉及一种近场通信(NFC)读取器。
技术介绍
无线通信技术，例如用于NFC或ISO/IEC14443装置的那些技术在近距离内经由磁场感应与彼此通信。每个装置具有天线。初级装置(“读取器”或“启动器”)产生可以用于为类似无源应答器的次级装置供电的磁场。应用于磁场的调制方案用于装置之间的通信目的。初级装置使用发射器来产生所发出的射频(radiofrequency，RF)场。匹配电路用于变换和调整对发出装置的发射器的天线阻抗。低欧姆匹配阻抗通常用于增加的电力传输。操作体积大小的一个限制因素是初级装置发出的RF功率。如非接触式支付系统的应用需要特定操作距离。由于初级装置的天线大小常常对产品产生约束，因此需要高输出功率发射器。初级装置和次级装置形成耦合式无线谐振电路。如果组件之间的耦合增加，那么初级谐振电路将被加载且失谐。这样会产生由初级装置的发射器发现的不同负载阻抗，从而有可能引起增加的驱动器电流和增加的RF场发出。通常，初级装置使用周期性启动来检查任何次级装置(例如，NFC卡)是否在附近。检查可以包含测量发射器电流、职业波的相位、接收器电压等，因为当次级装置处于可操作接近度中时，这些参数有可能由于天线阻抗的变化而变化。然而，初级装置的完全启动经常导致更高的能量使用。另外，这些方法无法提供高灵敏度，尤其对于现代小型天线。
技术实现思路
提供此概述以通过简化形式引入下文在具体实施方式中进一步描述的概念选择。本
技术实现思路
并非意图识别所要求的主题的关键特征或基本特征，也并非意图用于限制所要求的主题的范围。在一个实施例中，公开一种近场通信(nearfieldcommunication，NFC)读取器。NFC读取器包括天线前端，该天线前端包括低通滤波器、匹配电路和天线线圈。NFC读取器还包括NFC控制器。NFC控制器包括耦合到天线前端的振荡器，并且NFC控制器被配置成使用振荡器的输出的一个或多个变化来检测天线前端附近物体的存在。天线前端产生振荡器的槽路。在一些实施例中，当物体在天线前端中引起失谐时，出现振荡器的输出的一个或多个变化。NFC读取器也是发射器和接收器。仅当检测到物体在天线前端附近时，打开发射器和接收器。NFC控制器被配置成尝试使用发射器和接收器与物体通信，以确定物体是否是NFC可启用的装置。NFC控制器另外包括峰值检测器来测量振荡器的输出的峰值电压。NFC控制器另外包括频率检测器来测量振荡器的输出频率。NFC控制器还包括包络检测器以测量振荡器的输出波形的包络。在一些其它实施例中，NFC控制器被配置成使用耦合到振荡器的峰值检测器、频率检测器和包络检测器中的一个或多个来检测失谐。在一些实施例中，NFC控制器包括Ant1和Ant2引脚，该Ant1和Ant2引脚耦合到天线前端的天线线圈，并且NFC控制器被配置成测量Ant1和Ant2处的电压差。NFC控制器包括使振荡器使用启动脉冲开始谐振的控件。控件基于在启动振荡器时天线前端的电感而确定启动脉冲的宽度。在一些实施例中，振荡器包括电流源和晶体管，其中振荡器被配置成将天线前端的电容和电感用于槽路。在一些例子中，代替测量振荡器输出的变化以检测天线前端附近的物体的存在，当物体不在附近时启动振荡器，使得振荡器基于槽路的电容和电感而在稳定性的边界处谐振，其中由于附近物体的存在，天线前端的电感的变化导致失谐并且振荡器停止谐振。附图说明为了可以详细地理解本专利技术的上述特征的方式，可以通过参考实施例来作出上文简要概括的本专利技术的更特定描述，该实施例中的一些实施例在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出本专利技术的典型实施例且因此不应将其视为对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可以容许其它同等有效的实施例。本领域的技术人员在结合附图阅读本说明书后，将清楚所要求的主题的优点，其中类似附图标记用于表示类似元件，并且其中：图1描绘根据本公开的一个或多个实施例的具有天线/前端的近场通信(nearfieldcommunication，NFC)控制器的示意性电路图；图2描绘根据本公开的一个或多个实施例的NFC控制器和天线/前端的示意性电路图；图3示出根据本公开的一个或多个实施例的耦合到天线的振荡器。图4显示根据本公开的一个或多个实施例的在不同耦合因数处的包络电压的图形；以及图5描绘根据本公开的一个或多个实施例的在不同耦合因数处的在天线端口处的电压差的图形。应注意，图式未按比例绘制。已经省略图式转变之间的中间步骤以免混淆本公开。那些中间步骤对于本领域的技术人员来说是已知的。具体实施方式已经省略或不在描述中详细描述许多熟知的制造步骤、组件和连接器，以免混淆本公开。图1描绘具有天线/前端104的近场通信(nearfieldcommunication，NFC)控制器102的示意性电路图。NFC控制器102通常是具有端口的集成电路以耦合到外部装置。如图所示，NFC控制器102耦合到天线/前端104。天线/前端104可以包括滤波器、匹配电路和天线线圈。NFC控制器102可以包括振荡器112、用于在振荡器112中提供初始振荡的启动模块106。NFC控制器102还可以包括控件110，以控制检测振荡变化的过程。包括峰值检测器114以测量由振荡器112产生的波形的峰值电压。包括频率检测器118以测量谐振频率。包括包络检测器120以测量振荡器输出的包络电压。参考电压源124提供对比较器112的参考，如果包络电压高于或低于参考电压，则该比较器112随后比较包络电压并且使计数器116递增/递减。包括电源108以向NFC控制器102的组件供电。为了节省电力，仅当检测到非接触式装置处于NFC控制器102的可操作接近度中时，控件110可以打开电源108。NFC控制器102包括其它组件，但是这些组件被依序省略，以免混淆本公开。应注意，与NFC读取器完全周期性地通电以检测在可操作接近度中非接触式装置(例如，NFC卡)的存在的现有技术方法相比，本文所描述的实施例不需要将NFC控制器102完全通电来检测附近的非接触式装置。替代地，NFC控制器102被配置成将图1中所示的组件之外的组件保持在未通电状态，直到在NFC控制器102的可操作接近度中检测到非接触式装置。现有技术方法周期性地使用发射器和接收器电路来检测次级装置，使得使用发射器和接收器电路比本文所描述的实施例消耗更多电力，因为这些实施例不使用发射器和接收器来检测附近的次级装置。控件110通过启动模块106触发振荡器112中的谐振，该启动模块106提供触发脉冲以将振荡器112置于谐振模式。在一些实施例中，代替使用触发脉冲，启动模块106可以提供RLC以将振荡器112推入共振模式。在一些情况下，次级装置可能已处于NFC控制器102的可操作接近度中。在此类情况下，振荡器112的启动行为可以不同于附近不存在次级装置的情况，因为如果次级装置在附近，则天线/前端104将会失谐。控件110可以例如在次级装置在附近时检测到改变的电感，并且导致启动模块106使用低能量启动脉冲。在另一例子中，如果天线由于次级装置在附近而失谐，则振荡幅度上升到稳定值的速度快慢可以改变。应注意，取决于用于检测附近的次级装置的特定方法，可以省略图1中所示的一个或多个组件，例如，峰值检测器1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种近场通信(NFC)读取器，其特征在于，包括：天线前端，其包括低通滤波器、匹配电路和天线线圈；以及NFC控制器，其中所述NFC控制器包括耦合到所述天线前端的振荡器，并且所述NFC控制器被配置成使用所述振荡器的输出的一个或多个变化来检测所述天线前端附近的物体的存在，其中所述天线前端产生所述振荡器的槽路。
【技术特征摘要】
2017.11.14 US 15/812,2001.一种近场通信(NFC)读取器，其特征在于，包括：天线前端，其包括低通滤波器、匹配电路和天线线圈；以及NFC控制器，其中所述NFC控制器包括耦合到所述天线前端的振荡器，并且所述NFC控制器被配置成使用所述振荡器的输出的一个或多个变化来检测所述天线前端附近的物体的存在，其中所述天线前端产生所述振荡器的槽路。2.根据权利要求1所述的NFC读取器，其特征在于，当所述物体在所述天线前端中引起失谐时，出现所述振荡器的所述输出的所述一个或多个变化。3.根据权利要求1所述的NFC读取器，其特征在于，所述NFC控制器进一步包括峰值检测器，以测量所述振荡器的所述输出的峰值电压。4.根据权利要求1所述的NFC读取器，其特征在于，所述NFC控制器进一步包括频率检测器，以测量所述振荡器的输出频率。5.根据权利要求1所述的NFC读取器，其特征在于，所述NF...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔诺特·许贝尔，伊恩·托马斯·麦克纳马拉，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL
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