一种匹配电路系统和阻抗匹配方法技术方案

本申请提供一种近场通信NFC系统和阻抗匹配方法，用于解决NFC天线的匹配带宽较窄的技术问题。该系统包括：近场通信NFC天线；NFC芯片；匹配电路，设置在所述NFC天线以及所述NFC芯片之间，所述匹配电路实现负电容功能，所述匹配电路用于在确定所述NFC天线的频率处于工作频率范围内时，与所述NFC天线的阻抗进行匹配，以增加所述NFC天线有效带宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，特别涉及一种匹配电路系统和阻抗匹配方法。
技术介绍
随着科技的迅速发展和市场竞争的日益激烈，电子设备的性能及外观得到了大力提升，其中笔记本电脑以其小巧轻便、便于携带、娱乐性强等优点正受到越来越多的人们的喜爱，成为学习和生活中不可缺少的一部分。近距离无线通信(NearFieldCommunication，NFC)是工作在13.56MHz，用于近距离(小于0.1m)安全通信的无线通信技术。NFC天线作为手机支付系统的不可缺少的重要部分，随着手机支付功能的发展而日益受到非常广泛的研究和应用。然而，在使用NFC设备进行支付的过程中，由于不同商家生产的读卡器频率可能不一致，且读卡器的频率范围通常较大，如13MHz～17MHz等，在读卡器频率与NFC的频率不匹配时，往往需要单独对电子设备的NFC进行调试。由于NFC在电子设备中所处环境较为复杂，且空间较小，其给NFC预留的空间不足，无法较好地对NFC的频率进行调整，造成NFC性能难以满足认证需要。
技术实现思路
本申请提供一种近场通信NFC系统和阻抗匹配方法，用于解决NFC天线的匹配带宽较窄的技术问题。一方面，本申请提供一种近场通信NFC系统，包括：近场通信NFC天线；NFC芯片；匹配电路，设置在所述NFC天线以及所述NFC芯片之间，所述匹配电路实现负电容功能，所述匹配电路用于在确定所述NFC天线的频率处于工作频率范围内时，与所述NFC天线的阻抗匹配，以增加所述NFC天线有效带宽。可选的，所述匹配电路包括两个三极管、电容和电感。可选的，所述匹配电路中所述电容、所述电感及所述两个三极管之间并联，且所述两个三极管采用反向并联的连接方式。可选的，所述两个三极管用于实现负电容功能，所述电容用于调节所述匹配电路的负电容阻值，所述电感用于去除所述匹配电路的低频干扰。可选的，当所述NFC天线的频率增加时，所述NFC天线的阻抗在史密斯圆图中对应的点沿着代表实数电阻的圆圈进行顺时针旋转，所述实现负电容功能的元件随着所述频率的增加，所述负电容功能的元件的阻抗在史密斯圆图中对应的点沿着代表实数电阻的圆圈进行逆时针旋转，且在所述匹配电路中的电容达到预设负电容值时，抵消所述NFC天线的阻抗虚部，以增加所述NFC天线的有效带宽。可选的，所述匹配电路还包括：低通滤波器，包括输入端和输出端，所述输入端与所述匹配电路中三极管的发射极相连，所述输出端与所述NFC天线相连，用于降低所述NFC天线的高频干扰。另一方面，本申请提供一种阻抗匹配方法，包括：确定近场通信NFC系统中NFC天线的阻抗，所述阻抗包括阻抗实部和阻抗虚部，所述NFC系统包括NFC芯片和匹配电路，所述匹配电路设置于所述NFC天线以及所述NFC芯片之间；基于所述阻抗虚部，确定所述匹配电路对应的负电容值；将所述匹配电路中负电容元件对应的负电容值调整为所述负电容值，以抵消所述阻抗虚部，与所述NFC天线的阻抗匹配。可选的，所述基于所述阻抗虚部，确定所述NFC系统中匹配电路对应的负电容值，包括：确定所述阻抗虚部，确定所述NFC天线对应的电抗；基于所述电抗，确定所述匹配电路对应的负电容值。可选的，所述将所述匹配电路中负电容元件对应的负电容值调整为所述负电容值，包括：基于所述负电容值，将所述匹配电路中所述负电容元件包括的电容的电容值调整到与所述负电容值相应的值，确定所述负电容功能的元件的阻抗在史密斯圆图中对应的点沿着代表实数电阻的圆圈进行逆时针旋转。可选的，所述方法还包括：通过所述匹配电路包括的低通滤波器降低所述NFC天线的高频干扰。本申请中，由于近场通信NFC系统包括NFC天线、NFC芯片和匹配电路，匹配电路设置在NFC天线以及NFC芯片之间，而匹配电路能够实现负电容功能，在NFC天线的频率处于工作频率范围内时，匹配电路可以与NFC天线的阻抗相匹配，从而增加NFC天线有效带宽，故通过NFC系统中的匹配电路可与NFC天线达到阻抗匹配，提高NFC天线的输出功率，增大NFC天线的频率，使得NFC天线的匹配带宽较宽。附图说明图1为本专利技术实施例中NFC系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中负电容元件的连接示意图；图3为本专利技术实施例中阻抗匹配的示意图；图4为本专利技术实施例中阻抗匹配的方法的流程图。具体实施方式本申请提供一种近场通信NFC系统和阻抗匹配方法，用于解决NFC天线的匹配带宽较窄的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供的技术方案总体思路如下：本申请中，由于近场通信NFC系统包括NFC天线、NFC芯片和匹配电路，匹配电路设置在NFC天线以及NFC芯片之间，而匹配电路能够实现负电容功能，在NFC天线的频率处于工作频率范围内时，通过匹配电路即可实现与NFC天线的阻抗的匹配，达到阻抗匹配，从而提高NFC天线的输出功率，增大NFC天线的频率，使得NFC天线的匹配带宽较宽。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。下面结合附图对本专利技术优选的实施方式进行详细说明。如图1所示，本专利技术实施例提供一种NFC系统，该系统可以包括NFC天线、NFC芯片和匹配电路，其中，匹配电路设置在NFC天线以及NFC芯片之间，且匹配电路包括具有实现负电容功能的负电容元件，NFC芯片产生的射频信号通过匹配电路传送给NFC天线。本专利技术实施例中，NFC天线可以是以RFID(RadioFrequencyIdentification，无线射频识别)技术为基础，采用变压器共耦匹配做通信的硬件处理方案，并通过处理器的通讯指令完成数据传送过程的校验，其软硬件环境通过RFID调制处理，并通过匹配电路调整而设计制作成功的。在实际应用中，NFC天线本身的阻抗符合福斯特特性，即其输入电抗和电纳(即交流电流经电容或电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近场通信NFC系统，包括：近场通信NFC天线；NFC芯片；匹配电路，设置在所述NFC天线以及所述NFC芯片之间，所述匹配电路实现负电容功能，所述匹配电路用于在确定所述NFC天线的频率处于工作频率范围内时，与所述NFC天线的阻抗匹配，以增加所述NFC天线有效带宽。

【技术特征摘要】
1.一种近场通信NFC系统，包括：
近场通信NFC天线；
NFC芯片；
匹配电路，设置在所述NFC天线以及所述NFC芯片之间，所述匹配电
路实现负电容功能，所述匹配电路用于在确定所述NFC天线的频率处于工作
频率范围内时，与所述NFC天线的阻抗匹配，以增加所述NFC天线有效带宽。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述匹配电路包括两个三极
管、电容和电感。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述匹配电路中所述电容、
所述电感及所述两个三极管之间并联，且所述两个三极管采用反向并联的连接
方式。
4.如权利要求1-3任一权项所述的系统，其特征在于，所述两个三极管
用于实现负电容功能，所述电容用于调节所述匹配电路的负电容阻值，所述电
感用于去除所述匹配电路的低频干扰。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，当所述NFC天线的频率增
加时，所述NFC天线的阻抗在史密斯圆图中对应的点沿着代表实数电阻的圆
圈进行顺时针旋转，所述实现负电容功能的元件随着所述频率的增加，所述负
电容功能的元件的阻抗在史密斯圆图中对应的点沿着代表实数电阻的圆圈进
行逆时针旋转，且在所述匹配电路中的电容达到预设负电容值时，抵消所述
NFC天线的阻抗虚部，以增加所述NFC天线的有效带宽。
6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述匹配电路还包括：
低通滤波器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11