公开了一种NFC装置内的适应性双模式卡片仿真系统(卡片仿真模式或PICC设计)，以解决强场功率传送问题，并且还实现了较长的通信范围。NFC装置可以是以卡片仿真模式操作的NFC标签或电子装置(例如，智能电话)。NFC装置包括用于无线通信的天线。适应性双模式卡片仿真系统包括无源负载调制(PLM)模块、有源负载调制(ALM)模块和自动功率控制(APC)模块。APC模块耦合到ALM和PLM模块两者，并且取决于接收到的从NFC读取器发送的载波信号的强度来选择性地启用ALM或PLM模块。
【技术实现步骤摘要】
用于NFC和RFID应用的功率适应性双模式卡片仿真系统相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)请求由专利技术人Cheng-HsienHung、ShiauChwunGeorgePwu、ThomasMichaelMaguire以及HaiyuHuang于2015年12月1日提交的名称为“POWERADAPTIVEDUALMODECARDEMULATIONSYSTEMFORNFCANDRFIDAPPLICATION”的临时专利申请No.62/261,713的权益，该申请的主题以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术总体上涉及物联网(IOT)，并且更具体而言，涉及近场通信(NFC)和射频集成电路(RFIC)通信。
技术介绍
物联网(IOT)是物理对象或“物”的网络，该物理对象或“物”嵌入有电子设备、软件、传感器以及使对象能够与产品、操作者和/或其它被连接的装置交换数据的连接性。IOT允许跨现有网络基础设施远程地感测和控制对象，为物理世界与基于计算机的系统之间更直接的集成创造了机会，并且产生了提高的效率、准确性和经济效益。在IOT应用中，当TX传送1/0信号时，功率放大器广泛应用于发射器(TX)电路中以从卡片(仿真的)生成信号脉冲来增大载波振幅从而增强读取器接收器(RX)接收到的幅度调制。在PICC和卡片仿真电路中，无源负载调制(PLM)方案或有源负载调制(ALM)方案可以用于传输。在PLM方案中，加载邻近耦合装置(PCD)或读取器的输出级的耦合阻抗是可变的以实现对读取器的幅度调制(AM)。在ALM方案中，从标签/PICC装置发送(并与场中的载波同步)信号以模拟无源负载调制(对读取器的建设性/破坏性干扰)的行为来延长通信距离。PLM具有以下优点：当PICC接近PCD(强场)时借助于其调节器和限制器电路泄露掉大部分功率来保护电路免受来自读取器或PCD的高功率载波输入的影响。然而，当通信距离很长时，PLM变得不足以传送信号。在长距离的情况下，ALM可以通过发送经调制的信号以干扰空气(弱场)中的PCD载波来实现TX信号传送。然而，在短距离的情况下，由ALM传送的功率会被其保护电路浪费。期望具有一种机制以便处理近场通信(NFC)和射频集成电路(RFIC)应用的卡片仿真模式或标签(PICC)设计中的功率保护和信号传送问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及使用用于NFC/RFIC应用的适应性双模式卡片仿真系统的方法及其实施方法。在各实施例中，公开了一种NFC装置内的适应性双模式卡片仿真系统(卡片仿真模式或PICC设计)，来解决强场功率传送问题并且还实现了较长的通信距离。NFC装置可以是以卡片仿真模式操作的NFC标签或电子装置(例如，智能手机)。NFC装置包括用于无线通信的天线。通常，天线可以用于信号接收和信号发射两者。适应性双模式卡片仿真系统包括无源负载调制(PLM)模块、有源负载调制(ALM)模块和自动功率控制(APC)模块。APC模块耦合到ALM和PLM模块两者，并且取决于接收到的由读取器发送的载波信号的强度来选择性地启用ALM或PLM模块。在一些实施例中，APC模块检测接收到的由读取器(或PCD)发送的载波信号的功率电平，并且连同对NFC装置内的天线的不同阻抗/功率设置一起来选择性地启用ALM模块或PLM模块。当接收到的载波信号具有高于预定阈值的信号强度时选择PLM模块，并且当接收到的载波信号具有低于预定阈值的信号强度时选择ALM模块。在一些实施例中，功率放大器(PA)被包含在ALM模块内以传送与载波信号同步的经放大的信号从而将消息传送回读取器(PCD)。放大等级根据APC模块检测到的接收到的功率电平是可调整的。在一些实施例中，适应性双模式卡片仿真系统还包括耦合在天线与ALM/PLM模块之间的电压限制模块。电压限制模块还耦合到APC模块，以接收来自APC模块的控制信号。电压限制模块具有触发电压，该电压用于启用电压限制模块以在天线两端的电压高于触发电压时使过大电压分流。触发电压可以是预定的值或者对相应于对ALM或PLM模块的选择而被动态调整。在一些实施例中，当接入ALM模块时，增大触发电压以允许具有较高功率的信号从天线被发射出去。在一些实施例中，APC模块包括场检测块和功率控制块。场检测块耦合到天线并且向功率控制块发送场检测结果。功率控制块耦合到ALM模块、PLM模块和电压限制模块。至少基于场检测结果，功率控制块针对期望的操作模式而选择性地启用ALM模块或PLM模块。附图说明将参考在附图中示出的本专利技术的示例性实施例。这些附图旨在是说明性的而非限制性的。尽管本专利技术总体上在这些实施例的上下文中被描述，但是这并非旨在通过这样做将本专利技术的范围限制到所示出和描述的实施例的具体特征。图1是示出了具有传统的无源负载调制(PLM)的NFC标签与读取器之间的耦合的示意图。图2是读取器载波信号和读取器从使用PLM调制的NFC标签接收的信号的示例性信号波形。图3是读取器载波信号和读取器从使用ALM调制的NFC标签接收的信号的示例性信号波形。图4是示出了仅具有传统无源负载调制(PLM)的NFC标签所需的最小功率的示例性图。图5是示出了仅具有传统有源负载调制(ALM)的NFC标签所需的最小功率的示例性图。图6是根据本专利技术的各实施例的具有适应性功率控制系统的NFC标签的示意图。图7是示出了根据本专利技术的各实施例的具有适应性功率控制系统的NFC标签所需的最小功率的示例性图。图8是示出了根据本专利技术的各实施例的具有适应性功率控制系统的NFC标签所需的最小功率的另一个示例性图。图9是根据本专利技术的各实施例的具有适应性功率控制系统的NFC标签内的电压限制模块的示例性图。本领域技术人员将意识到，本专利技术的各实施方式和实施例可以根据说明书来实践。旨在将所有这些实施方式和实施例包括在本专利技术的范围内。具体实施方式在以下描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节以便提供对本专利技术的理解。然而，可以在不具有这些细节中的一些或全部细节的情况下实施本专利技术。下文中描述的本专利技术的实施例可以并入大量不同的电子部件、电路、装置和系统中。框图中示出的结构和装置是对本专利技术的示例性实施例的例示，并且不被用作混淆本专利技术的宽泛教导的借口。附图内部件之间的连接并非旨在限于直接连接。确切地说，部件之间的连接可以被修改、重整、或者由中间部件更改。当说明书引用“一个实施例”或“实施例”时，旨在意味着结合所讨论的实施例描述的具体特征、结构、特性或功能包括在本专利技术的至少一个设想实施例中。因此，在说明书中的不同地方出现的短语“在一个实施例中”不构成对本专利技术的单个实施例的多次引用。本专利技术的各实施例涉及NFC装置内的适应性双模式卡片仿真系统(在卡片仿真模式或PICC设计中)。NFC装置可以是以卡片仿真模式操作的NFC标签或电子装置(例如，智能电话)。适应性双模式卡片仿真系统包括无源负载调制(PLM)模块、有源负载调制(ALM)模块和自动功率控制(APC)模块。APC模块耦合到ALM和PLM模块两者，并且取决于发送自读取器的接收到的载波信号的强度来选择性地启用ALM或PLM模块。图1示出了一示意图，该示意图示出了仅具有无源负载调制(PLM)的NFC标签(或RFID标签)100与NFC读取器(或PCD)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种近场通信装置，包括：天线，所述天线用于从邻近耦合装置接收载波信号；无源负载调制模块；有源负载调制模块；以及自动功率控制模块，所述自动功率控制模块耦合到所述天线、所述有源负载调制模块和所述无源负载调制模块，所述自动功率控制模块取决于接收到的载波信号的信号强度来选择性地启用所述有源负载调制模块或所述无源负载调制模块。
【技术特征摘要】
2015.12.01 US 62/261,713;2016.11.16 US 15/352,9721.一种近场通信装置，包括：天线，所述天线用于从邻近耦合装置接收载波信号；无源负载调制模块；有源负载调制模块；以及自动功率控制模块，所述自动功率控制模块耦合到所述天线、所述有源负载调制模块和所述无源负载调制模块，所述自动功率控制模块取决于接收到的载波信号的信号强度来选择性地启用所述有源负载调制模块或所述无源负载调制模块。2.根据权利要求1所述的近场通信装置，其中，当所述信号强度高于预定阈值时启用所述无源负载调制模块，当所述信号强度低于所述预定阈值时启用所述有源负载调制模块。3.根据权利要求1所述的近场通信装置，其中，所述有源负载调制模块包括功率放大器以将与所述载波信号同步的经放大的输出信号传送回所述邻近耦合装置，所述经放大的输出信号具有能够根据所述接收到的载波信号的所述信号强度进行调整的放大等级。4.根据权利要求3所述的近场通信装置，其中，所述邻近耦合装置包括读取器。5.根据权利要求1所述的近场通信装置，其中，所述近场通信装置还包括耦合到所述自动功率控制模块的电压限制模块，当所述天线两端的电压高于触发电压时启用所述电压限制模块以使过大电压分流。6.根据权利要求5所述的近场通信装置，其中，所述触发电压能够对应于对所述有源负载调制模块或所述无源负载调制模块的选择来进行调整。7.根据权利要求6所述的近场通信装置，其中，当选择所述有源负载调制模块时，增大所述触发电压以允许来自所述天线的较高发射功率。8.根据权利要求6所述的近场通信装置，其中，所述自动功率控制模块包括场检测块和功率控制块，所述场检测块耦合到所述天线并且向所述功率控制块发送场检测结果，所述功率控制块至少基于所述场检测结果来选择性地启用所述有源负载调制模块或所述无源负载调制模块。9.一种用于近场通信的方法，所述方法包括：在近场通信装置内的天线处，从邻近耦合装置接收载波信号；检测所述载波信号的信号强度；以及至少基于检测到的信号强度来选择性地启用所述近场通信装置内的有源负载调制模块或无源负载调制模块。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：CH·黄，S·C·G·浦乌，T·M·马吉雷，H·黄，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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