具有温度调节的用于无线数据传输的电路和方法技术

下面描述一种用于NFC芯片的电路和方法。根据一个实施例，电路具有：用于近场通信的天线；天线振荡回路，所述天线振荡回路具有可设定的谐振频率；温度传感器；以及与温度传感器耦合的调节器电路。调节器电路构成用于，根据由温度传感器提供的温度传感器信号，改变天线振荡回路的谐振频率。

Circuit and method for wireless data transmission with temperature regulation

【技术实现步骤摘要】
具有温度调节的用于无线数据传输的电路和方法
本说明书涉及用于无线数据传输的电子器件的领域，如NFC收发器、RFID等。
技术介绍
近场通信(NearFieldCommunication,NFC)是基于RFID技术的国际传输标准，用于借助于电磁耦合的线圈越过相对短的间距(例如几厘米)和当前最大为424kBit/s的数据传输率无接触地交换数据。迄今，所述技术主要在“微支付”(小额非现金支付)领域中和在访问控制中使用。其他应用例如是例如经由例如蓝牙或WLAN连接传输用于建立通信的认证数据，以及当在NFC芯片中存储有网页的URL(UniformResourceLocator，统一资源定位符)时调用网页连接。NFC在ISO/IEC18092(NearFieldCommunicationInterfaceandProtocol-1，近场通信接口和协议-1)和ISO/IEC21481(NearFieldCommunicationInterfaceandProtocol-2，近场通信接口和协议-2)中标准化。关于提到的支付功能，许多现代移动设备、如智能电话配备有NFC收发器(NFCReader/Writer)。这种设备称作为具有NFC功能的移动设备(NFC-enabledmobiledevice)。NFC芯片——通常也称作为NFC标签或NFC收发器——通常不具有自己的能量供应装置而是从电磁场中供应能量，所述电磁场由具有NFC功能的移动设备产生。这就是说，将能量从具有NFC功能的移动设备传输给NFC芯片，而沿两个方向的数据传输是可能的。当前可用的具有NFC功能的设备通常以固定设定的发送功率工作并且不允许功率调节。所设定的发送功率能够根据具有NFC功能的设备的制造商和类型大幅度改变。例如，存在如下具有NFC功能的智能电话，其以为其他智能电话十倍的NFC发送功率工作。具有NFC功能的设备和NFC芯片(NFC应答器)的天线严格来说是简单的线匝。在相应的天线电路中，所述线匝为电感，所述电感连同配合的电容一起形成并联振荡回路。对于从具有NFC功能的设备到NFC芯片的有效的能量传输，天线电路通常在相同的谐振频率下运行，由此使电感耦合和感生电压最大化。在标准应用中，所述谐振频率通常为13.56MHz。在NFC芯片的天线与具有NFC功能的设备良好电感耦合时(例如当NFC芯片非常靠近移动设备时)，会出现如下情形，其中将与在NFC芯片中需要的能量相比更多能量传输给NFC芯片。在这种情形下，过剩的能量必须在NFC芯片中消散，例如在分流晶体管中。过剩的能量的消散会引起NFC芯片中相对高的温度。
技术实现思路
下面，描述一种用于NFC芯片的电路。根据一个实施例，电路具有：用于近场通信的天线；天线振荡回路，所述天线振荡回路具有可设定的谐振频率；温度传感器以及与温度传感器耦合的调节器电路。调节器电路构成用于，根据由温度传感器提供的温度传感器信号改变天线振荡回路的谐振频率。根据另一实施例，电路具有用于近场通信(NFC)的天线，所述天线构成用于，从外部的具有NFC功能的设备接收HF信号。电路还具有与天线连接的带有NFC收发器的HF前端以及温度传感器，所述温度传感器提供温度传感器信号。与温度传感器耦合有控制器，所述控制器构成用于，利用NFC收发器并且基于温度传感器信号，将数据传输给具有NFC功能的设备，这些数据引发具有NFC功能的设备改变HF信号的功率。此外，描述一种用于稳定NFC芯片中的温度的方法。根据一个实施例，方法包括：借助于温度传感器测量芯片温度，和改变天线振荡回路的谐振频率，所述天线振荡回路具有天线，所述天线与在NFC芯片中设置的NFC收发器耦合。根据一个实施例，方法包括：借助于用于近场通信的收发器接收HF信号、借助于温度传感器测量芯片温度、基于温度传感器信号将数据传输给具有NFC功能的设备，以及作为对所传输的数据的反应通过具有NFC功能的设备改变HF信号的功率。附图说明下面根据附图详细阐述不同的实施例。这些视图并不一定符合比例并且这些实施例并不只限于示出的方面。相反重点的是示出实施例所基于的原理。在附图中示出：图1图解说明NFC芯片与具有NFC功能的设备如例如智能电话等的耦合。图2图解说明具有电化学电池、NFC芯片和具有NFC功能的设备的测量装置。图3图解说明具有用于近场通信的HF前端和用于处理传感器信号的模拟前端的NFC芯片的一个实施例。图4图解说明在图3中的实例中使用的用于调节或稳定NFC芯片的温度的调节回路。图5图解说明NFC芯片的天线振荡回路的谐振峰值(resonancepeak)的移动的示例性图表。图6图解说明芯片温度与天线振荡回路的谐振频率相关的改变的示例性图表。图7图解说明具有用于近场通信的HF前端和用于处理传感器信号的模拟前端的NFC芯片的另一实施例。图8图解说明在图5中的实例中使用的用于调节或稳定NFC芯片的温度的调节回路。图9是用于图解说明用于稳定NFC芯片的温度的方法的实例的流程图。图10是用于图解说明用于稳定NFC芯片的温度的方法的另一实例的流程图。具体实施方式如开始提到的那样，近场通信(NFC)是用于在具有NFC功能的设备2(NFC-enableddevice)例如平板计算机或智能电话与NFC芯片1之间传输能量和数据的标准。所述情形在图1中示出。通常，NFC不仅用于(双向的)数据传输，而且也用于NFC芯片1通过具有NFC功能的设备2的(单向的)能量供应。NFC芯片1的天线和具有NFC功能的设备2通常构成为线匝(即扁平线圈)，并且数据和能量传输基于两个天线的电感耦合。NFC芯片能够在不同应用中使用。主要地，NFC用于认证，例如结合支付系统(例如微支付)或用于访问控制的系统。相对新的应用是传感器借助于近场通信耦合到具有NFC功能的设备如例如智能电话上。在此，传感器电子装置包括用于与移动设备进行近场通信的RFID前端(高频(HF)前端电路)。移动设备例如能够在测量应用中用于将借助于NFC从传感器电子装置传输到移动设备上的测量数据继续处理并且在移动设备的屏幕上显示。此外，移动设备能够接受用户输入并且借助于NFC传输给传感器电子装置。以所述方式，移动设备能够用作为用于传感器电子装置的人机界面(human-machineinterface)。在图2中示出具有传感器的设备的实例，所述传感器借助于NFC与移动设备耦合。图2图解说明具有生物化学传感器和集成的传感器电子装置的设备的实例，所述设备包括用于近场通信(NFC)的接口，以便能够将测量数据传输至具有NFC功能的移动设备2。在图2中示出的实例中，NFC芯片1包含提到的传感器电子装置和NFC接口。NFC芯片的能量供应也能够经由NFC进行。根据图2的传感器设备包括电路板4，在所述电路板上行设置有NFC芯片1和天线10。如提到的那样，天线10能够基本上是借助于条状导体在电路板上形成的线匝(即扁平线圈)。在电路板4上，根据图2设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，所述电路具有如下部件：/n用于近场通信的天线(10；L

【技术特征摘要】
20180903 DE 102018121408.11.一种电路，所述电路具有如下部件：
用于近场通信的天线(10；LR)；
天线振荡回路(R)，所述天线振荡回路具有能够设定的谐振频率(fR)；
温度传感器(12)；和
与所述温度传感器(12)耦合的调节器电路(13)，所述调节器电路构成用于，根据由所述温度传感器(12)提供的温度传感器信号(STEMP)，改变所述天线振荡回路(R)的所述谐振频率(fR)。


2.根据权利要求1所述的电路，
其中所述天线振荡回路(R)具有能够设定的电容(CR)并且所述调节器电路(13)构成用于，为了改变所述谐振频率(fR)，改变所述电容(CR)。


3.根据权利要求1或2所述的电路，所述电路还具有：
与所述天线(10；LR)耦合的HF前端(11)，所述HF前端构成用于，基于由所述天线(10；LR)接收的HF信号，产生供应电压。


4.根据权利要求3所述的电路，
其中所述HF前端(11)包含用于近场通信的收发器。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路，所述电路还具有：
用于检测和处理一个或多个传感器信号的传感器电子装置(14，16)。


6.根据权利要求5所述的电路，所述电路还具有：
控制器(15)，所述控制器与所述传感器电子装置(14，16)耦合，并且构成用于，将经处理的传感器信号或与其相关的信息经由所述HF前端和所述天线(10；LR)传输给外部设备(2)。


7.一种电路，所述电路具有如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫·斯特凡，杰拉尔德·霍尔韦格，卡罗琳·科勒格尔，约翰尼斯·施魏格霍费尔，英格·西格勒，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE