在对象与读取器之间进行非接触式通信的电路和移动电话制造技术

公开了用于在对象与读取器之间进行非接触式通信的电路和移动电话。在该对象内生成主时钟信号。该生成包括校准阶段和传输阶段。该校准阶段包括将受控主振荡器的输出信号锁定到从该读取器接收到的第二时钟信号的相位和频率上，并且估计该主振荡器的该输出信号的频率与源自基准振荡器的基准信号的基准频率之间的频率比。该传输阶段包括仅将该主振荡器的该输出信号频率锁定到该基准信号的由该估计的频率比修正的频率上。

A contactless communication between an object and a reader and a mobile phone

A circuit and a mobile phone for contactless communication between an object and a reader are disclosed. The main clock signal is generated in the object. The generation includes the calibration phase and the transmission phase. The calibration stage includes an output signal controlled master oscillator locked to the phase and frequency of the second clock signal from the receiver to the reader, and between the estimated reference frequency of the output signal of the master oscillator frequency and a reference signal from the reference oscillator frequency ratio. The transmission phase includes only the frequency of the output signal of the main oscillator to the reference signal, which is compared to the corrected frequency of the estimated frequency.

【技术实现步骤摘要】
在对象与读取器之间进行非接触式通信的电路和移动电话
本技术的实施例涉及一种通过有源负载调制在对象与读取器之间进行非接触式通信的电路。
技术介绍
近场通信(更常见地被本领域技术人员称为“NFC”)是在例如非接触式芯片卡或采用卡仿真模式的移动电话以及读取器等电子设备之间的短距离(例如，10cm)上进行通信的无线连接技术。NFC技术尤其适用于连接任何类型的用户设备并且允许快速且简单的通信。非接触对象是能够根据非接触式通信协议经由天线与另一个非接触式对象(例如，读取器)交换信息的对象。NFC对象(其为非接触式对象)是与NFC技术兼容的对象。NFC技术是以ISO/IEC18092和ISO/IEC21481标准来标准化但是结合了许多现有标准(例如，在ISO-14443标准中定义的类型A和类型B协议，其可以是在NFC技术中可用的通信协议)的开放技术平台。除了其常规的电话功能之外，移动蜂窝电话可以通过使用在NFC技术中可用的非接触式通信协议来用于(如果其配备有特定装置)与另一个非接触式设备(例如，非接触式读取器)交换信息。这允许在非接触式读取器与位于移动电话中的安全元件之间交换信息。许多应用因此成为可能，如在公共交通方面移动售票(移动电话用作交通票券)或移动支付(移动电话用作支付卡)。在读取器与采用卡仿真模式或标签仿真模式的对象之间传输信息的过程中，读取器经由其天线产生磁场，该磁场在常规使用的标准中一般为13.56MHz的正弦波。该磁场的强度在0.5至7.5安培/米RMS(均方根)之间。于是两种模式成为可能——被动模式和主动模式。在被动模式中，只有读取器产生磁场，并且采用卡仿真模式或标签仿真模式的对象于是为被动的并且总是用为目标。更确切地，标签仿真或卡仿真对象的天线对由读取器产生的场进行调制。这种调制是通过修改与对象的天线的端子相连的负载来执行的。通过修改在对象的天线的端子上的负载，读取器的天线的输出阻抗由于这两个天线之间的磁性耦合而改变。这导致读取器和对象的天线中存在的电压和电流的幅度和/或相位改变。并且，以此方式，有待从对象传输至读取器的信息是借助于读取器的天线电流上的负载调制来传输的。在负载调制过程中进行的负载变化其自身表现为读取器的天线中的信号(电压或电流)的幅度调制和/或相位调制。天线电流的复本产生并被注入读取器的接收链中，其中，这个电流被解调并被处理，其方式为使得对所传输的信息进行提取。在主动操作模式下，读取器和采用卡片仿真模式的对象均产生电磁场。一般在对象配备有其自己的电源(例如，电池)时使用这种操作模式，如在移动蜂窝电话的情况下，该移动蜂窝电话于是采用卡仿真模式。这些NFC设备各自通过使用调制方案来传输数据，典型地是ASK(“幅移键控”)方案。在此同样地，调制自身表现为负载调制，并且这于是被称为借助于有源负载调制的通信。与被动通信模式相比，根据所使用的协议获得了可以延长至20cm的更大的操作距离。此外，使用有源负载调制允许了使用更小的天线。然而，使用有源负载调制的这种类型的通信造成了其他问题。实际上，在采用卡仿真模式的设备的有源通信期间过程中，读取器的电磁场不可直接观察。这可能导致采用卡仿真模式的对象的不同步响应并因此导致由读取器接收的信号具有相移，尤其是在由采用卡仿真模式的设备的长期传输期间。因此，如果认为两个独立的设备(即，读取器和采用卡仿真模式的对象)能够借助于有源负载调制进行非接触式通信，则因此存在使这种相移最小化或甚至消除的需求。
技术实现思路
本技术的实施例涉及在读取器与对象(例如但以非限制性的方式，采用卡仿真模式的移动电话、尤其是NFC(“近场通信”)对象)之间进行无线通信，并且更具体地在通信过程中借助于有源负载调制(ALM)对由该对象传输的信号与从读取器接收的信号之间的相移进行补偿。根据一个方面，通过有源负载调制使对象与读取器进行非接触式通信。根据这个方面包括第一通信模式，该第一通信模式包括在该对象内生成主时钟信号，该生成包括校准阶段和传输阶段。该校准阶段包括将受控主振荡器(这个主振荡器可以是压控或数控的)的输出信号锁定到从该读取器接收的第二时钟信号的相位和频率上、并且估计该主振荡器的输出频率与源自基准振荡器的基准信号的基准频率之间的频率比。与该受控主振荡器分开的这个基准振荡器递送基准信号，该基准信号的基准频率可以与该主振荡器的该输出信号的频率完全相同或不同。此外，该传输阶段包括仅将该主振荡器的该输出信号的频率锁定到该基准信号的由该估计的比修正的频率上。该主时钟信号然后例如但不一定通过分频源自该主振荡器的该输出信号。因此，在校准阶段过程中，该主振荡器被相位锁定和频率锁定到从该读取器接收到的信号上。然后，在信息从该对象传输至该读取器的阶段过程中，由该对象递送的该时钟信号(其将允许借助于幅度或相位调制来将数据传输至该读取器)借助于估计的频率比(其最终自身表现为具有所期望的频率(例如，13.56MHz)的主时钟信号)被频率锁定到该基准振荡器的频率上，并且这种相位锁定不单独修改主时钟信号的相位，该相位已经被预调整至由读取器在校准阶段中接收的信号的相位。在从该读取器接收的时钟信号与由该对象传输的时钟信号之间的任何相移因此被最小化或者甚至被消除。存在用于消除在该主振荡器的输出信号的频率与源自基准振荡器的基准信号的基准频率之间的频率比的多种可能性。例如可以在该主振荡器的输出信号的频率与该基准频率之间执行滑动测量。为此目的，可以使用在编号1561153下提交的并对应于美国专利申请号15/139,801的法国专利申请中描述。替代性地，该主振荡器的输出信号在校准阶段过程中的锁定可以在锁相环内进行，并且对频率比的估计于是可以通过使用自适应滤波器在锁频环内执行，该自适应滤波器连接至该锁相环的环路滤波器的输出端并且环回到该锁频环的环路滤波器上，该自适应滤波器的输出字形成用于该锁频环的控制字，这两个环路滤波器具有相同的截止频率。因此，根据一个实施例，在该传输阶段过程中，该锁相环的环路滤波器可以与该主振荡器断开连接，该自适应滤波器的输出被锁定，并且该主振荡器的输出信号仅频率锁定到该基准信号的由该自适应滤波器的输出字修正的频率上，该输出字代表该频率比。根据另一个可能的变体，该主振荡器的输出信号在该校准阶段过程中的锁定可以在锁相环内执行，并且对该频率比的估计可以由系统使用积分稳定滤波器来执行，该系统包括该锁相环和锁频环，该积分稳定滤波器的输出形成用于该锁频环的控制字，该积分稳定滤波器连接至该锁频环的环路滤波器的输入端。该锁相环的环路滤波器包括积分稳定滤波器和该锁频环的环路滤波器。因此，根据一个实施例，在该传输阶段过程中，该锁相环被打开，该积分稳定滤波器的输出被锁定，并且该主振荡器的输出信号仅频率锁定到该基准信号的由该积分稳定滤波器的输出字修正的频率上，该输出字再次代表该频率比。还有可能包括第二通信模式，该第二通信模式包括在该对象内生成该主时钟信号，包括仅将该受控主振荡器的输出信号锁定到从该读取器接收到的该第二时钟信号的相位和频率上。这个第二通信模式例如对应于在由对象传输场的过程中基于从读取器接收的信号以及该受控主振荡器的续流(环路打开)使锁相环交替关闭。而当由采用卡仿真模式的对象的传输期较长时，前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在对象与读取器之间进行非接触式通信的电路，其特征在于，所述电路被配置成用于生成用于在对象中使用的主时钟信号，所述对象能够借助于有源负载调制与读取器进行非接触式通信，所述电路包括：第一锁定电路，所述第一锁定电路被配置成用于将受控主振荡器的输出信号锁定到从所述读取器接收到的第二时钟信号的相位和频率上；估计电路，所述估计电路被配置成用于对所述主振荡器的所述输出信号的频率与源自基准振荡器的基准信号的基准频率之间的频率比进行估计；第二锁定电路，所述第二锁定电路被配置成用于仅将所述主振荡器的所述输出信号频率锁定到所述基准信号的由所述估计的比修正的频率上；以及控制电路，所述控制电路被配置成用于首先激活所述第一锁定电路和所述估计电路，并且然后激活所述第二锁定电路。

【技术特征摘要】
2016.07.27 FR 16572261.一种用于在对象与读取器之间进行非接触式通信的电路，其特征在于，所述电路被配置成用于生成用于在对象中使用的主时钟信号，所述对象能够借助于有源负载调制与读取器进行非接触式通信，所述电路包括：第一锁定电路，所述第一锁定电路被配置成用于将受控主振荡器的输出信号锁定到从所述读取器接收到的第二时钟信号的相位和频率上；估计电路，所述估计电路被配置成用于对所述主振荡器的所述输出信号的频率与源自基准振荡器的基准信号的基准频率之间的频率比进行估计；第二锁定电路，所述第二锁定电路被配置成用于仅将所述主振荡器的所述输出信号频率锁定到所述基准信号的由所述估计的比修正的频率上；以及控制电路，所述控制电路被配置成用于首先激活所述第一锁定电路和所述估计电路，并且然后激活所述第二锁定电路。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一锁定电路包括锁相环，所述锁相环包括所述主振荡器；其中，所述估计电路被配置成用于在所述主振荡器的所述输出信号的频率与所述基准频率之间执行滑动测量；其中，在所述电路中，进一步包括被配置成用于存储所述估计的频率比的存储电路；并且其中，所述第二锁定电路包括锁频环，所述锁频环包括所述主振荡器、用于接收所述基准信号的基准输入端、以及被配置成用于接收来自所述存储电路的控制字的第二输入端。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一锁定电路包括锁相环，并且所述估计电路包括锁频环。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第一锁定电路的所述锁相环包括所述主振荡器和第一环路滤波器；其中，所述估计电路的所述锁频环包括用于接收所述基准信号的基准输入端、第二环路滤波器以及自适应滤波器，所述自适应滤波器耦合至所述第一环路滤波器的输出端并且环回到所述第二环路滤波器上，并且所述自适应滤波器的输出字形成用于所述锁频环的控制字；并且所述锁相环的所述环路滤波器和所述锁频环的所述环路滤波器具有相同的截止频率。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述控制电路被配置成用于：使所述主振荡器与所述第一环路滤波器断开连接，其方式为使得所述锁相环解除激活；将所述自适应滤波器的输出锁定；并且将所述自适应滤波器的输出端连接至所述锁频环，其方式为使得仅将所述主振荡器的所述输出信号频率锁定到所述基准信号的由所述自适应滤波器的所述输出字修正的频率上。6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，进一步包括相位调制器，所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·德迪厄，M·乌德比纳，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：法国,FR