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一种非接触通信的信号处理电路、装置及电子设备

文献发布时间:2023-06-19 18:49:33


一种非接触通信的信号处理电路、装置及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及非接触通信领域,尤其涉及一种非接触通信的信号处理电路、装置及电子设备。

背景技术

通常的非接触通信,尤其近场通信(NFC)的信号处理电路包含匹配网络以及一个或者两个接收电路,匹配网络所包含的电路器件较多,造成成本高昂,且电路器件所占空间大。因此,通常的非接触通信的信号处理电路不利于手机、可穿戴等消费性电子产品的集成。

因此,如何减少非接触通信的信号处理电路所包含的电路器件,成为亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提供一种非接触通信的信号处理电路、装置及电子设备,其能够减少非接触通信天线的信号处理电路所包含的电路器件。

根据本申请实施例的第一方面,提供了一种非接触通信的信号处理电路,所述信号处理电路包括:匹配网络,所述匹配网络连接在非接触通信芯片的至少一个发送端和非接触通信天线之间,所述匹配网络用于令所述非接触通信天线匹配到所述匹配网络与所述非接触通信天线组成的等效电路在工作频率下的目标电阻值,其中,若为单端形式的处理电路,所述匹配网络至少减少一个第三电容;若为差分形式的处理电路,所述匹配网络至少减少两个第三电容;一个或者两个接收电路,所述接收电路连接于所述非接触通信芯片中的至少一个接收端与所述匹配网络之间。

根据本申请实施例的第二方面,提供了一种非接触通信的信号处理电路,所述信号处理电路包括:匹配网络,所述匹配网络连接在非接触通信芯片的至少一个发送端和非接触通信天线之间,所述匹配网络用于令所述非接触通信天线匹配到所述匹配网络与所述非接触通信天线组成的等效电路在工作频率下的目标电阻值,其中,若为单端形式的处理电路,所述匹配网络至少减少一个第一电感;若为差分形式的处理电路,所述匹配网络至少减少两个第一电感;一个或者两个接收电路,所述接收电路连接于所述非接触通信芯片中的至少一个接收端与所述匹配网络之间。

根据本申请实施例的第三方面,提供了一种非接触通信天线装置,包括第一方面或第二方面所述的信号处理电路以及非接触通信芯片,所述信号处理电路中的匹配网络的一端连接所述非接触通信芯片,另一端连接非接触通信天线。

根据本申请实施例的第四方面,提供了一种非接触通信天线装置,包括第一方面或第二方面所述的信号处理电路以及非接触通信天线,所述信号处理电路中的匹配网络的一端连接所述非接触通信芯片,另一端连接所述非接触通信天线。

根据本申请实施例的第五方面,提供了一种非接触通信的电子设备,包括第一方面或第二方面所述的信号处理电路、非接触通信芯片以及非接触通信天线,所述信号处理电路中的匹配网络的一端连接所述非接触通信芯片,另一端连接所述非接触通信天线。

根据本申请实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路、装置及电子设备,本申请实施例信号处理电路包括:匹配网络以及一个或者两个接收电路,匹配网络连接在非接触通信芯片的至少一个发送端和非接触通信天线之间,非接触通信芯片中的至少一个接收端与匹配网络之间连接接收电路。本申请实施例匹配网络令非接触通信天线匹配到该匹配网络与非接触通信天线组成的等效电路在工作频率下的目标电阻值。本申请实施例减少了匹配网络所包含的第三电容或者第一电感,能够简化非接触通信天线的信号处理电路,可降低成本和所占空间,利于手机、可穿戴等消费性电子产品的集成。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请实施例中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为通常非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图2为本申请一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图3为本申请另一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图4为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图5为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图6为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图7为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图8为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图9为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图10为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图11为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图12为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图13为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图14为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图15为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图;

图16为本申请再一实施例提供的非接触通信天线的信号处理电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。为便于说明,在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。

需要说明的是,在不冲突的前提下,本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合,组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。

应理解,本申请实施例中的具体的例子只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非限制本申请实施例的范围。

还应理解,在本申请的各种实施例中,各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解,在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请实施例。例如,在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。

如本文中使用,例如“第一”、“第二”及“第三”的术语描述各种组件、组件、区、层及/或区段,但此类组件、组件、区、层及/或区段不应被此类术语限制。此类术语仅可用于彼此区分一个组件、组件、区、层或区段。例如“第一”、“第二”及“第三”的术语在本文中使用时并不暗示序列或顺序,除非由背景内容明确指示。

此外,为便于描述,例如“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”及类似物的空间相对术语可在本文中用于描述一个组件或构件与图中说明的另一组件或构件的关系。除图中描绘的定向外,空间相对术语还希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或按其它定向)且因此可同样解释本文中使用的空间相对描述符。

通常的非接触通信,尤其近场通信的信号处理电路,根据应用场景的需要分为差分形式和单端形式。若为差分形式的处理电路,非接触通信芯片包括第一发送端和第二发送端,即TXP和TXN;若为单端形式的处理电路,则非接触通信芯片可以仅包括一个发送端,即TXP或者TXN,也可以将第一发送端TXP和第二发送端TXN连接为一个连接端。参见图1,通常的差分形式的处理电路包括:匹配网络和两个接收电路RX,非接触通信芯片通过匹配网络连接非接触通信天线,非接触通信芯片的接收端RXP和RXN与匹配网络之间各连接一接收电路RX。匹配网络包括:两个第一电感L1、两个第一电容C1、两个第二电容C2和两个第三电容C3。此外,若为单端形式的处理电路,处理电路包括匹配网络和一个接收电路RX,匹配网络包括:一个第一电感L1、一个第一电容C1、一个第二电容C2和一个第三电容C3。图1中的第二电感La、第七电容Ca和第一电阻Ra为非接触通信天线的等效集总电路器件。匹配网络用于令非接触通信天线匹配到匹配网络与非接触通信天线所组成的等效电路在工作频率下的目标电阻值Rt。因此,图1中差分形式的处理电路包括:两个第一电感L1、两个第一电容C1、两个第二电容C2和两个第三电容C3,共需八个电路器件。而对于单端形式的处理电路,则需四个电路器件。通常的非接触通信的信号处理电路所需电路器件较多,其成本高昂,且电路器件所占空间大。因此,通常的非接触通信的信号处理电路不利于手机、可穿戴等消费性电子产品的集成。此外,若需要降低非接触通信天线的Q值,处理电路还包括一个或者两个Q值降低电阻Rq。若为差分形式的处理电路,在匹配网络和非接触通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。若为单端形式的处理电路,在匹配网络和非接触通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq。若无需降低非接触通信天线的Q值,则可以省略Q值降低电阻Rq。

为了减少非接触通信天线的信号处理电路所需的电路器件,从而降低信号处理电路的成本和所占用空间,本申请实施例提供一种非接触通信天线的信号处理电路,参见图2,所述信号处理电路,包括:

匹配网络,连接在非接触通信芯片的至少一个发送端和非接触通信天线之间,通过调整匹配网络中电路器件的值,令非接触通信天线匹配到匹配网络与非接触通信天线所组成的等效电路在工作频率下的目标电阻值Rt。

一个或者两个接收电路RX,非接触通信芯片中的至少一个接收端(RXP和/或RXN)与匹配网络之间连接有接收电路RX。

在本申请一种具体实现中,相对于图1中的差分形式的处理电路,图2中的处理电路若为差分形式的处理电路,匹配网络至少减少两个第三电容。若为单端形式的处理电路,匹配网络至少减少一个第三电容。

在本申请另一种具体实现中,相对于图1中的差分形式的处理电路,图2中的处理电路若为差分形式的处理电路,匹配网络至少减少两个第一电感。若为单端形式的处理电路,匹配网络至少减少一个第一电感。

具体地,本申请实施例中的非接触通信为近场通信,非接触通信芯片为近场通信芯片,非接触通信天线为近场通信天线。

具体地,工作频率可以设置为13.56MHz,若为其他非接触通信方式,则本领域技术人员可选择设置对应的频率。

为便于说明,本申请下述实施例均以非接触通信为近场通信(NFC)为例进行说明。

相比于图1中的通常的处理电路,本申请实施例减少了匹配网络所包含的电路器件。因此,本申请实施例能够简化近场通信天线的信号处理电路,可降低成本和所占空间,利于手机、可穿戴等消费性电子产品的集成。

在本申请实施例另一具体实现中,匹配网络除了减少一个或者两个第三电容C3外,还进一步减少一个或者两个第二电容C2。

参见图3,若为单端形式的处理电路,匹配网络包括:第一电感L1和第一电容C1,第一电感L1的第一端连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出),第一电感L1的第二端分别连接第一电容C1的第一端以及近场通信天线的第一端,第一电容C1的第二端分别连接地电压和近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,本申请实施例匹配网络仅包括一个第一电感L1和一个第一电容C1,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例减少了一个第二电容C2和一个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。

参见图4,若为差分形式的处理电路,近场通信芯片包括第一发送端TXP和第二发送端TXN,匹配网络包括:两个第一电感L1和两个第一电容C1,一个第一电感L1的第一端连接第一发送端TXP,一个第一电感L1的第二端分别连接第一电容C1的第一端和近场通信天线的第一端,另一个第一电感L1的第一端连接第二发送端TXN,另一个第一电感L1的第二端分别连接另一个第一电容C1的第一端和近场通信天线的第二端,两个第一电容C1的第二端连接,且连接点接地。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,本申请实施例匹配网络仅包括两个第一电感L1和两个第一电容C1,相比于图1中的通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例减少了两个第二电容C2和两个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。

具体地,本申请实施例通过调整匹配网络中第一电感L1和第一电容C1的值,令近场通信天线匹配到处理电路与近场通信天线所组成的等效电路在工作频率下的目标电阻值R

公式一为:

公式二为:

若为单端形式的处理电路,所述第一电感L1的电感值为采用公式一’计算,所述第一电容C1的电容值为采用公式二’计算,

公式一’为:

公式二’为:

其中,L

具体地,近场通信天线若用其等效集总电路表示,其阻抗采用

其中,La表示第二电感La的电感值、Ca表示第七电容Ca的电容值,Ra表示第一电阻Ra的电阻值,j表示虚数单位。

参见图3,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq;参见图4,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图3,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述第一电感L1的第二端。

参见图4,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述第一电感L1的第二端(即,图中A1点),所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接另一个所述第一电感L1的第二端。

在本申请实施例再一具体实现中,匹配网络仅减少一个或者两个第三电容C3。

参见图5,若为单端形式的处理电路,所述匹配网络包括:第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2,所述第一电感L1的第一端连接连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出),所述第一电感L1的第二端分别连接所述第一电容C1的第一端以及所述第二电容C2的第一端,所述第一电容C1的第二端分别连接地电压和所述近场通信天线的第二端,所述第二电容C2的第二端连接所述近场通信天线的第一端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,本申请实施例匹配网络仅包括一个第一电感L1和一个第一电容C1以及第二电容C2,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例减少了一个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。

参见图6,若为差分形式的处理电路,所述近场通信芯片包括第一发送端和第二发送端,所述匹配网络包括:两个第一电感L1、两个第一电容C1和两个第二电容C2,一个所述第一电感L1的第一端连接所述第一发送端,一个所述第一电感L1的第二端分别连接一个所述第一电容C1的第一端和一个所述第二电容C2的第一端,一个所述第二电容C2的第二端连接所述近场通信天线的第一端;另一个所述第一电感L1的第一端连接所述第二发送端,另一个所述第一电感L1的第二端分别连接另一个所述第一电容C1的第一端和另一个所述第二电容C2的第一端,两个所述第一电容C1的第二端连接,且连接点接地,另一个所述第二电容C2的第二端连接所述近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,本申请实施例匹配网络仅包括两个第一电感L1和两个第一电容C1以及两个第二电容C2,相比于图1中的通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例减少了两个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。

具体地,若为差分形式的处理电路,第一电感L1的电感值为选择设置的已知值,所述第一电容C1的电容值为采用公式四计算,所述第二电容C2的电容值为采用公式五计算,

公式四为:

公式五为:

其中,G

公式三为:R

若为单端形式的处理电路,第一电感的电感值L1为选择设置的已知值,所述第一电容C1的电容值为采用公式四’计算,所述第二电容的电容值为采用公式五’计算,

公式四’为:

公式五’为:

其中,G

公式三’为:R

其中,C

参见图5,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq,参见图6,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图5,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述第一电感L1的第二端(即,图中A1点)或者所述近场通信天线的第一端(即,图中B1点)。

参见图6,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述第一电感L1的第二端(即,图中A1点)或者所述近场通信天线的第一端(即,图中B1点),所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接另一个所述第一电感L1的第二端(即,图中A2点)或者所述近场通信天线的第二端(即,图中B2点)。

本申请实施例将接收电路Rx连接至A点相对于连接至B点可以获得性能更佳的接收信号。

在本申请实施例另一具体实现中,匹配网络仅减少一个或者两个第三电容C3。

参见图7,若为单端形式的处理电路,所述匹配网络包括:第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2,所述第一电感L1的第一端连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出),所述第一电感L1的第二端连接所述第二电容C2的第一端,所述第二电容C2的第二端分别连接所述第一电容C1的第一端和所述近场通信天线的第一端,所述第一电容C1的第二端分别连接地电压和所述近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,本申请实施例匹配网络仅包括一个第一电感L1和一个第一电容C1以及一个第二电容C2,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例减少了一个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。

参见图8,若为差分形式的处理电路,所述近场通信芯片包括第一发送端和第二发送端,所述匹配网络包括:两个第一电感L1、两个第一电容C1和两个第二电容C2,一个所述第一电感L1的第一端连接所述第一发送端,一个所述第一电感L1的第二端连接一个所述第二电容C2的第一端,一个所述第二电容C2的第二端分别连接一个所述第一电容C1的第一端和所述近场通信天线的第一端,另一个所述第一电感L1的第一端连接所述第二发送端,另一个所述第一电感L1的第二端连接另一个所述第二电容C2的第一端,另一个所述第二电容C2的第二端分别连接另一个所述第一电容C1的第一端和所述近场通信天线的第二端,两个第一电容C1的第二端连接,且连接点接地。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,本申请实施例匹配网络仅包括两个第一电感L1和两个第一电容C1以及两个第二电容C2,相比于图1中的通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例减少了两个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。

具体地,若为差分形式的处理电路,所述第一电感L1的电感值为选择设置的已知值,所述第一电容C1的电容值为采用公式七计算,所述第二电容C2的电容值为采用公式八计算,

公式七为:

公式八为:

其中,R

公式六为:R

若为单端形式的处理电路,第一电感L1的电感值为选择设置的已知值,所述第一电容C1的电容值为采用公式七’计算,所述第二电容C2的电容值为采用公式八’计算,

公式七’为:

公式八’为:

其中,R

公式六’为:R

其中,C

参见图7,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq,参见图8,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图7,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述第一电感L1的第二端(即,图中A1点)或者所述近场通信天线的第一端(即,图中B1点)。

参见图8,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述第一电感L1的第二端(即,图中A1点)或者所述近场通信天线的第一端(即,图中B1点),所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接另一个所述第一电感L1的第二端(即,图中A2点)或者所述近场通信天线的第二端(即,图中B2点)。

本申请实施例将接收电路Rx连接至A点相对于连接至B点可以获得性能更佳的接收信号。

在本申请实施例另一具体实现中,匹配网络仅省略掉第一电感L1,匹配网络包括:一个或者两个第一电容C1、一个或者两个第二电容C2和一个或者两个第三电容C3。

参见图9,若为单端形式的处理电路,匹配网络包括:第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3,第一电容C1的第一端分别连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出)和第二电容C2的第一端,第二电容C2的第二端分别连接第三电容C3的第一端和近场通信天线的第一端,第一电容C1的第二端分别连接地电压和近场通信天线的第二端,第三电容C3的第二端分别连接地电压和近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,匹配网络仅包括一个第一电容C1、一个第二电容C2和一个第三电容C3,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例省略了第一电感L1,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于EMC滤波器级中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

参见图10,若为差分形式的处理电路,近场通信芯片包括第一发送端TXP和第二发送端TXN,匹配网络包括:两个第一电容C1、两个第二电容C2和两个第三电容C3,一个第一电容C1的第一端分别连接第一发送端TXP和一个第二电容C2的第一端,一个第二电容C2的第二端分别连接一个第三电容C3的第一端和近场通信天线的第一端,另一个第一电容C1的第一端分别连接第二发送端TXN和另一个第二电容C2的第一端,另一个第二电容C2的第二端分别连接另一个第三电容C3的第一端和近场通信天线的第二端,两个第一电容C1的第二端连接,且连接点接地,两个第三电容C3的第二端连接,且连接点接地。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,匹配网络仅包括两个第一电容C1、两个第二电容C2和两个第三电容C3,相比于通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例省略了两个第一电感L1,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于EMC滤波器级中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

具体地,若为差分形式的处理电路,所述第一电容C1的电容值为选择设置的已知值,所述第二电容C2的电容值为采用公式九计算、所述第三电容C3的电容值为采用公式十计算,

公式九为:

公式十为:

其中,R

公式十一为:

若为单端形式的处理电路,所述第一电容的电容值为选择设置的已知值,所述第二电容的电容值为采用公式九’计算、所述第三电容的电容值为采用公式十’计算,

公式九’为:

公式十’为:

其中,R

公式十一’为:

其中,C

参见图9,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq,参见图10,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图9,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端。

参见图10,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端,所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第二端。

申请实施例另一具体实现中,匹配网络仅省略掉第一电感L1,并将第一电容C1替换为第四电容C1’,匹配网络还包括:一个或者两个第五电容C2’和一个或者两个第六电容C3’。

参见图11,若为单端形式的处理电路,匹配网络包括:第四电容C1’、第五电容C2’和第六电容C3’,第六电容C3’的第一端连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出),第六电容C3’的第二端分别连接第四电容C1’的第一端和第五电容C2’的第一端,第四电容C1’的第二端连接近场通信天线的第一端,第五电容C2’的第二端分别连接地电压和近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,匹配网络仅包括一个第四电容C1’、一个第五电容C2’和一个第六电容C3’,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例减少了一个第一电感L1,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

参见图12,若为差分形式的处理电路,近场通信芯片包括第一发送端TXP和第二发送端TXN,匹配网络包括:两个第四电容C1’、两个第五电容C2’和两个第六电容C3’,一个第六电容C3’的第一端连接第一发送端TXP,一个第六电容C3’的第二端分别连接一个第四电容C1’的第一端和一个第五电容C2’的第一端,一个第四电容C1’的第二端连接近场通信天线的第一端,另一个第六电容C3’的第一端连接第二发送端TXN,另一个第六电容C3’的第二端分别连接另一个第四电容C1’的第一端和另一个第五电容C2’的第一端,另一个第四电容C1’的第二端连接近场通信天线的第二端,两个第五电容C2’的第二端连接,且连接点接地。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,匹配网络包括两个第一电容C1、两个第五电容C2’和两个第六电容C3’,相比于通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例减少了两个连接在匹配网络中的第一电感L1,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于匹配网络中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该两个第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

具体地,本申请实施例中第四电容C1’的电容值采用公式十二计算,第五电容C2’的电容值为采用公式十三计算,第六电容C3’的电容值为采用公式十四计算。

公式十二为:

公式十三为:

公式十四为:

其中,若为差分形式的处理电路,C

公式九为:

公式十为:

公式九和十中的R

公式十一为:

其中,若为单端形式的处理电路,C

公式九’为:

公式十’为:

公式九’和十’中的R

公式十一’为:

其中,C

参见图11,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq,参见图12,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图11,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端(即,图中A1点)或者一个所述第六电容的第二端(即,图中B1点)。

参见图12,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端(即,图中A1点)或者所述第六电容的第二端(即,图中B1点),所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第二端(即,图中A2点)或者另一个所述第六电容的第二端(即,图中B2点)。

本申请实施例将接收电路Rx连接至A点相对于连接至B点可以获得性能更佳的接收信号。

在本申请实施例另一具体实现中,匹配网络省略掉第一电感L1以及第三电容C3,匹配网络包括:一个或者两个第一电容C1、一个或者两个第二电容C2。

参见图13,若为单端形式的处理电路,匹配网络包括:第一电容C1、第二电容C2,第一电容C1的第一端分别连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出)和第二电容C2的第一端,第二电容C2的第二端连接近场通信天线的第一端,第一电容C1的第二端分别连接地电压和近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,匹配网络仅包括一个第一电容C1、一个第二电容C2,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例减少了匹配网络中的一个第一电感L1,以及一个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于匹配网络中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

参见图14,若为差分形式的处理电路,近场通信芯片包括第一发送端TXP和第二发送端TXN,匹配网络包括:两个第一电容C1、两个第二电容C2,一个第一电容C1的第一端分别连接第一发送端TXP和一个第二电容C2的第一端,一个第二电容C2的第二端连接近场通信天线的第一端,另一个第一电容C1的第一端分别连接第二发送端TXN和另一个第二电容C2的第一端,另一个第二电容C2的第二端连接近场通信天线的第二端,两个第一电容C1的第二端连接,且连接点接地。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,匹配网络仅包括两个第一电容C1、两个第二电容C2,相比于通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例减少了两个连接在匹配网络中的两个第一电感L1,以及两个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于匹配网络中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该两个第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

具体地,若为差分形式的处理电路,所述第一电容C1的电容值为采用公式十五计算、所述第二电容C2的电容值为采用公式十六计算,

公式十五为:

公式十六为:

若为单端形式的处理电路,所述第一电容C1的电容值C1为采用公式十五’计算、所述第二电容C2的电容值为采用公式十六’计算,

公式十五’为:

公式十六’为:

其中,C

参见图13,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq,参见图14,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图13,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端。

参见图14,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端,所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第二端。

在本申请实施例另一具体实现中,匹配网络省略掉第一电感L1以及第三电容C3,匹配网络包括:一个或者两个第一电容C1、一个或者两个第二电容C2。

参见图15,若为单端形式的处理电路,匹配网络包括:第一电容C1、第二电容C2,第二电容C2的第一端连接任一发送端TXP或者TXN(或者发送端TXP和TXN的连接端,图中未示出),第二电容C2的第二端分别连接第一电容C1的第一端和近场通信天线的第一端,第一电容C1的第二端分别连接地电压和近场通信天线的第二端。

本申请实施例中的单端形式的处理电路,匹配网络仅包括一个第一电容C1、一个第二电容C2,相比于通常的近场通信天线的单端形式的信号处理电路,本申请实施例减少了一个连接在匹配网络中的一个第一电感L1,以及一个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于匹配网络中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

参见图16,若为差分形式的处理电路,近场通信芯片包括第一发送端TXP和第二发送端TXN,匹配网络包括:两个第一电容C1、两个第二电容C2,一个第二电容C2的第一端连接第一发送端TXP,一个第二电容C2的第二端分别连接一个第一电容C1的第一端和近场通信天线的第一端,另一个第二电容C2的第一端连接第二发送端TXN,另一个第二电容C2的第二端分别连接另一个第一电容C1的第一端和近场通信天线的第二端,两个第一电容C1的第二端连接,且连接点接地。

本申请实施例中的差分形式的处理电路,匹配网络仅包括两个第一电容C1、两个第二电容C2,相比于通常的近场通信天线的差分形式的信号处理电路,本申请实施例减少了两个连接在匹配网络中的两个第一电感L1,以及两个第三电容C3,减少了处理电路中的电路器件的数量。由于匹配网络中的第一电感L1存在等效串联电阻(ESR),处理电路中省略该两个第一电感L1,减少了近场通信芯片发送端发出的信号经过处理电路而产生的功率损耗,令近场通信天线所接收的信号的有效功率增大。

具体地,若为差分形式的处理电路,所述第一电容的电容值为采用公式十七计算、所述第二电容的电容值为采用公式十八计算,

公式十七为:

公式十八为:

若为单端形式的处理电路,所述第一电容的电容值为采用公式十七’计算、所述第二电容的电容值为采用公式十八’计算,

公式十七’为:

公式十八’为:

其中,C

具体地,近场通信天线在工作频率下的阻抗采用公式三计算,在此不再赘述。

参见图15,对于单端形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接一个Q值降低电阻Rq,参见图16,对于差分形式的处理电路,若需要降低近场通信天线的Q值,在匹配网络和近场通信天线之间连接两个Q值降低电阻Rq。对于连接有Q值降低电阻Rq的处理电路,对上述公式中的参数进行调整。

若为差分形式的处理电路,上述公式中的近场通信天线在工作频率下的阻抗调整为近场通信天线与Q值降低电阻的阻抗

具体地,在本申请实施例中,参见图15,若为单端形式的处理电路,则包括一个接收电路Rx,所述接收电路Rx的第一端连接所述接收端RXP或者RXN,所述接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端。

参见图16,若为差分形式的处理电路,则包括两个接收电路Rx,所述一个接收电路Rx的第一端连接所述第一接收端RXP,所述一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第一端,所述另一个接收电路Rx的第一端连接所述第二接收端RXN,所述另一个接收电路Rx的第二端连接所述近场通信天线的第二端。

在本申请实施例具体实现中,所述匹配网络中电路器件的值在所述公式计算获得的计算值乘以正负120%的取值范围内选取。

参见图2,本申请实施例还提供一种非接触通信天线装置,包括上述任一项的信号处理电路以及非接触通信芯片,信号处理电路中的匹配网络的一端连接非接触通信芯片,另一端连接非接触通信天线。

参见图2,本申请实施例还提供一种近场通信天线装置,包括上述任一项的信号处理电路以及近场通信天线,信号处理电路中的匹配网络的一端连接近场通信芯片,另一端连接近场通信天线。

本申请实施例还提供一种近场通信的电子设备,包括上述任一项所述的信号处理电路、非接触通信芯片和近场通信天线,所述信号处理电路中的匹配网络的一端连接近场通信芯片,另一端连接近场通信天线。

需要指出,根据实施的需要,可将本申请实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤,也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤,以实现本申请实施例的目的。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。

说明本申请实施例,而并非对本申请实施例的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴,本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

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