(57)【要約】  例示的な実施形態は、ＮＦＣトランシーバにおける適応型信号スケーリングを対象とする。トランシーバは、タグモードにおける負荷変調用に構成されたプログラム可能な負荷変調要素を含み得る。更に、トランシーバは、タグモードにおいてトランシーバによって取得された電力量を測定するための検知要素を含み得る。トランシーバは、取得された電力量に応じてプログラム可能な負荷変調要素の負荷変調度を調整するために構成されたコントローラも含み得る。
2014532927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タグモードにおける負荷変調用に構成されたプログラム可能な負荷変調要素と、
前記タグモードにおいてトランシーバによって取得された電力量を測定するための検知要素と、
前記プログラム可能な負荷変調要素及び前記検知要素の各々に結合され、前記取得された電力量に応じて前記プログラム可能な負荷変調要素の負荷変調度を調整するために構成されたコントローラと
を備える、トランシーバ。
【請求項２】
前記プログラム可能な負荷変調要素は、電流デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を備える、請求項１に記載のトランシーバ。
【請求項３】
前記検知要素は、整流器を備える、請求項１に記載のトランシーバ。
【請求項４】
前記コントローラは、測定された前記取得された電力量を最小取得電力閾値と比較するために更に構成される、請求項１に記載のトランシーバ。
【請求項５】
前記コントローラは、測定された前記取得された電力量が前記最小取得電力閾値よりも大きい場合、前記負荷変調度を増加させるように更に構成される、請求項４に記載のトランシーバ。
【請求項６】
前記コントローラは、測定された前記取得された電力量が前記最小取得電力閾値よりも小さい場合、前記負荷変調度を減少させるように更に構成される、請求項４に記載のトランシーバ。
【請求項７】
入力信号を減衰させるための減衰器と、
前記減衰器に結合され、前記入力信号の振幅を測定するために構成された検知要素と、
前記入力信号の前記振幅に応じて前記減衰器の減衰比率を調整するために構成されたコントローラと
を備える、トランシーバ。
【請求項８】
前記減衰器は、抵抗性ネットワーク及び容量性ネットワークのうちの１つを備える、請求項７に記載のトランシーバ。
【請求項９】
前記減衰器は、１つ以上の抵抗性パスを含むように構成された抵抗性ネットワークを備える、請求項７に記載のトランシーバ。
【請求項１０】
前記減衰器は、１つ以上の容量性パスを含むように構成された容量性ネットワークを備える、請求項７に記載のトランシーバ。
【請求項１１】
前記検知要素は、包絡線検出器を備える、請求項７に記載のトランシーバ。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記入力信号の測定された前記振幅を最大閾値振幅と比較するために更に構成される、請求項７に記載のトランシーバ。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記入力信号の測定された前記振幅が前記最大閾値振幅よりも大きい場合、前記減衰比率を増加させるように更に構成される、請求項１２に記載のトランシーバ。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記入力信号の測定された前記振幅が前記最大閾値振幅よりも小さい場合、前記減衰比率を減少させるように更に構成される、請求項１２に記載のトランシーバ。
【請求項１５】
受信した入力信号の振幅を測定することと、
前記受信した入力信号の前記振幅を最大閾値振幅と比較することと、
前記受信した入力信号の前記振幅を前記最大閾値振幅と比較することに応じて減衰器の減衰比率を調整することと
を備える、方法。
【請求項１６】
前記測定することは、包絡線検出器により前記振幅を測定することを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記調整することは、前記入力信号を受信するように構成された分圧器の減衰比率を調整することを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
負荷変調の間、トランシーバによって取得された電力量を測定することと、
前記取得された電力量を最小取得電力閾値と比較することと、
前記取得された電力量を前記最小取得電力閾値と比較することに応じて負荷変調度を調整することと
を備える、方法。
【請求項１９】
取得された電力量を前記測定することは、整流器の出力部における電力量を測定することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記調整することは、電流ＤＡＣの１つ以上のドライバにより前記負荷変調度を調整することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
受信した入力信号の振幅を測定するための手段と、
前記受信した入力信号の前記振幅を最大閾値振幅と比較するための手段と、
前記受信した入力信号の前記振幅を前記最大閾値振幅と比較することに応じて減衰器の減衰比率を調整するための手段と
を備える、装置。
【請求項２２】
負荷変調の間、トランシーバによって取得された電力量を測定するための手段と、
前記取得された電力量を最小取得電力閾値と比較するための手段と、
前記取得された電力量を前記最小取得電力閾値と比較することに応じて負荷変調度を調整するための手段と
を備える、装置。
【請求項２３】
適応型スケーリング要素と、
前記適応型スケーリング要素に結合され、前記トランシーバの少なくとも１つのパラメータを検知するように構成された検知要素と、
前記スケーリング要素及び前記検知要素の各々に結合され、前記少なくとも１つの検知されたパラメータに応じて前記適応型スケーリング要素により、受信した入力信号及び負荷変調度のうちの１つを適応的にスケーリングするように構成されたコントローラと
を備える、トランシーバ。
【請求項２４】
前記適応型スケーリング要素は減衰器を備え、前記検知要素は包絡線検出器を備える、請求項２３に記載のトランシーバ。
【請求項２５】
前記適応型スケーリング要素はプログラム可能な負荷変調要素を備え、前記検知要素は整流器を備える、請求項２３に記載のトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に近距離場通信（ＮＦＣ）に関する。より詳細には、本発明は、適応型信号スケーリング用に構成されたＮＦＣトランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近距離場通信（ＮＦＣ）は、２つ以上の装置間の情報の短距離交換を可能にし得るワイヤレス技術である。ＮＦＣが可能な装置は、プレゼンス指向の取引を単純化して、例えば、商品及びサービスの購入における、情報の迅速でより安全な交換、又はそこでの情報の交換を可能にする。
【０００３】
当業者が諒解及び理解するように、ＮＦＣ技術は、磁場誘導を介して通信し、少なくとも２つのループアンテナは、互いに「近距離場」に配置され、図示のように、ほぼ２ＭＨｚの帯域幅を有する１３．５６ＭＨｚの産業科学医療用（ＩＳＭ）帯域である、大域的に利用可能な無許可の無線周波数内で動作する空心変圧器を効果的に形成する。
【０００４】
従来のＮＦＣシステムでは、十分な受信機感度と、大きい信号振幅からの保護との間にトレードオフの関係が存在する。更に、負荷変調中、信号分解能と、電力取得との間にトレードオフの関係が存在する。ＮＦＣシステム内の適応型受信信号スケーリング及び適応型負荷変調スケーリング用の方法、システム、及び装置の必要性が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】従来のＮＦＣシステムを示す図。
【図２】別の従来のＮＦＣシステムを示す図。
【図３】本発明の例示的な実施形態による、ＮＦＣトランシーバのブロック図。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、ＮＦＣ受信機のブロック図。
【図５】本発明の例示的な実施形態による減衰器を示す図。
【図６】本発明の例示的な実施形態による別の減衰器を示す図。
【図７】本発明の例示的な実施形態による方法を示すフローチャート。
【図８】本発明の例示的な実施形態による別の方法を示すフローチャート。
【図９】本発明の例示的な実施形態による、アンテナに結合される電流デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を備える装置を含むＮＦＣシステムを示す図。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）内のドライバのアレイを示す図。
【図１１】本発明の例示的な実施形態による、低電圧差動信号方式（ＬＶＤＳ）ドライバを含むＤＡＣセルを示す図。
【図１２】本発明の例示的な実施形態による、ＬＶＤＳドライバを含む別のＤＡＣセルを示す図。
【図１３】本発明の例示的な実施形態による、ＬＶＤＳドライバを含む別のＤＡＣセルを示す図。
【図１４】本発明の例示的な実施形態による、ＬＶＤＳドライバを含む更に別のＤＡＣセルを示す図。
【図１５】本発明の例示的な実施形態による別の方法を示すフローチャート。
【図１６】本発明の例示的な実施形態による更に別の方法を示すフローチャート。
【図１７】本発明の例示的な実施形態によるＮＦＣトランシーバを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
添付の図面とともに以下に示す詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するものであり、本発明を実施できる唯一の実施形態を表すものではない。この明細書全体にわたって使用する「例示的」という用語は、「例、事例、又は例示の働きをすること」を意味し、必ずしも他の例示的な実施形態よりも好ましい又は有利であると解釈すべきではない。詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を与える目的で具体的な詳細を含む。本発明の例示的な実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、本明細書で提示する例示的な実施形態の新規性を不明瞭にしないように、よく知られている構造及び装置をブロック図の形式で示す。
【０００７】
ＮＦＣは、携帯電話、スマートフォン、及び携帯情報端末（ＰＤＡ）などのワイヤレス通信装置がピアツーピア（Ｐ２Ｐ）ネットワークを確立するのを可能にする通信標準である。ＮＦＣは、電子装置が極めて近くに持ってこられたとき、例えば、それらが１センチメートル未満から約１０ｃｍの距離までの範囲であるとき、電子装置がデータを交換しアプリケーションを自動的に起動することを可能にし得る。非限定的な例として、ＮＦＣは、デジタルカメラに記憶された画像のパーソナルコンピュータへのダウンロード、オーディオ及びビデオの娯楽のポータブル装置へのダウンロード、又はスマートフォンに記憶されたデータのパーソナルコンピュータ若しくは他のワイヤレス装置へのダウンロードを可能にし得る。ＮＦＣは、スマートカード技術に適合することができ、商品及びサービスの購入を可能にするためにも利用され得る。例示的な実施形態では、ＮＦＣに使用される周波数は、約１３．５６ＭＨｚを中心とする。
【０００８】
ＮＦＣトランシーバは、アンテナにインピーダンス整合させる回路、又は結合要素内の他の回路を含むことができる。ＮＦＣトランシーバは、受信した信号の搬送周波数がＮＦＣ周波数帯域内にあるＮＦＣ信号の受信及び送信を可能にするための適切な論理、回路、プロセッサ、コード、又はそれらの組合せを含むこともできる。データは、搬送周波数に関して変調され得る。
【０００９】
従来のＮＦＣは、極めて近接した電子装置間の通信を可能にするために場誘導を使用する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術に基づくことができる。これにより、ユーザは、直観的な、安全な、非接触トランザクションを実行することができる。従来の現況技術のＮＦＣは、１３．５６ＭＨｚで動作し、最高４２４キロビット／秒でデータを転送することができる。当然、ＮＦＣ技術の改善により、（１つ又は複数の）周波数、スループット値、又はその両方は異なることがある。２つ以上のＮＦＣ互換の装置間の通信は、それらの装置を互いに短距離内に持って来ると発生し、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷｉ−Ｆｉなどの他の知られているワイヤレス技術と互換性があることがある。
【００１０】
現在、現代のＮＦＣ標準の下で利用可能な２つの主要な動作モードに、アクティブとパッシブ（即ち、場によって電力供給される）がある。アクティブモードでは、装置は、データを送信するために、それ自体の無線場を生成し得る。パッシブモードでは、１つの装置は、無線場を生成できるが、他方の装置は、データを転送するために負荷変調を使用する。通信のパッシブモードは、エネルギー使用を最小に抑える必要があるモバイル電話及びＰＤＡなどの限られた電力の装置の場合、しばしば有用である。これは、装置電池が使い果たされるときのＮＦＣ通信の途絶を防ぐこともできる。
【００１１】
本明細書で説明する様々な例示的な実施形態では、ＮＦＣという用語は、情報の短距離ワイヤレス転送を容易にする、任意の現在又は将来の知られているワイヤレス若しくは近接通信のプロトコル又はシステムを包含するものであり、ＮＦＣ標準化団体又は組織によって公表されている現在の標準又はプロトコルに限定されるものではないことが理解される。従って、本明細書では、ＮＦＣはこの用語の一般的な意味として適用されることが理解される。
【００１２】
当業者によって理解されるように、ＮＦＣトランシーバへの入力信号は、大きいダイナミックレンジを有し得る。従来のＮＦＣ装置では、ダイナミックレンジの大きい上限は、装置を保護するために受信機入力部に分圧器を配置することを要求し得る。しかしながら、分圧器は、ダイナミックレンジの下限において受信機感度を低減させる可能性がある。
【００１３】
更に、タグモード交換におけるＮＦＣ送信機の負荷変調度と、場による電力（ＰＢＦ）モード中にトランシーバが取得することができる総エネルギーとの間にトレードオフの関係が存在する。最適な変調度は、距離と、データレートと、動作モードとに応じて変化する可能性がある。従って、タグが動作するのに十分な電力を与えることができる最大の変調度を特定することが必須である。
【００１４】
図１は、ＮＦＣトランシーバ１０２に結合されたアンテナ１０４を含む、従来のＮＦＣシステム１００の図である。ＮＦＣシステム１００は、仮想接地として動作するノードＲｘ１及びＲｘ２における２つの追加の受信ピンを含む。更に、直列キャパシタＣＶＥ１は、アンテナ１０４とノードＲｘ１との間に結合され、直列キャパシタＣＶＥ２は、アンテナ１０４とノードＲｘ２との間に結合される。仮想接地として働くノードＲｘ１及びＲｘ２は、アンテナ１０４において電圧に比例する入力電流を受信することができる。当業者なら諒解するように、ＮＦＣシステム１００は、電圧から電流への変換による効率の低減を呈する可能性がある。更に、ＮＦＣシステム１００は、追加の外部構成要素を必要とする可能性がある。
【００１５】
図２は、受信機回路１２２と、アンテナ１２４と、整合回路１２６と、ＥＭＣフィルタ１２８とを含む、別の従来のＮＦＣシステム１２０を示す。受信機回路１２２は、分圧器として共に機能する抵抗器Ｒ１及びＲ２を含む。更に、受信機回路１２２は、抵抗器Ｒ１とともに、受信機内の信号サンプラ用の参照値として働く、入力信号のコモンモード値を検出する低域フィルタとして機能するキャパシタＣvmidを含む。分圧器は、ＮＦＣシステム１２０に保護を与えるが、固定された比率を有し、従って、広いダイナミックレンジにわたる動作に適さない。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態は、本明細書で説明するように、十分な装置保護を与えながら受信機感度を最適化するために受信した信号の振幅を適応的にスケーリング（基準化）するように構成されたＮＦＣトランシーバに関する。更に、ＮＦＣトランシーバは、最適な信号分解能及び電力取得のための適応型負荷変調度スケーリング用に構成され得る。
【００１７】
図３は、上述のように、アクティブモードとパッシブモードの両方をサポートするように構成されたＮＦＣトランシーバ１５０のブロック図である。ＮＦＣトランシーバ１５０は、他の構成要素のうち、アンテナ１５１と、一般にベースバンドモデムとも呼ばれるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１５２と、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）及びドライバモジュール１５４と、負荷変調モジュール１５６とを含む。ＤＡＣ及びドライバモジュール１５４は、負荷変調用に構成され得、従って、別個の負荷変調モジュールが必要とされない可能性がある。ＮＦＣトランシーバ１５０は、包絡線検出器１５８及び調整器１６０を更に含む。包絡線検出器１５８、ＤＡＣ及びドライバモジュール１５４、及び調整器１６０などの、ＮＦＣトランシーバ１５０の様々な構成要素は、以下でより十分に説明される。調整器１５２は、ＡＣ入力信号をＤＣ信号に変換するように構成され得る整流器を備え得る。更に、整流器の出力の電圧は、関連のトランシーバ（例えば、トランシーバ１５０）によって取得されている電力量を判定するために使用され得る。
【００１８】
当業者なら諒解するように、ＮＦＣトランシーバにおける入力信号の振幅が極めて高い場合、トランシーバは、損傷する可能性がある。しかしながら、入力信号の振幅が極めて低い場合、トランシーバの感度は、不十分である可能性がある。
【００１９】
図４は、本発明の例示的な実施形態による、ＮＦＣ受信機２００のブロック図である。ＮＦＣトランシーバ２００は、アンテナ２０１と、減衰器２０２と、包絡線検出器２０４と、アナログデジタル変換器２０６と、ＮＦＣ場検出器２１２と、デジタルモデム２０８とを含む。図４に示すように、減衰器２０２は、アンテナ２０１に結合され、アンテナ２０１から入力信号を受信するように構成される。更に、包絡線検出器２０４は、減衰器２０２に結合され、減衰器２０２からの信号出力を受信するように構成される。減衰器２０２は、本明細書で「適応型減衰器」及び「調整可能な損失段階」又は「分圧器」と呼ばれる可能性もあることに留意されたい。更に、当業者なら諒解するように、包絡線検出器２０４は、入力信号の振幅を検知するように構成され得る。ＮＦＣトランシーバ２００は、包絡線検出器の出力を受信し、それに応じて、減衰器２０２の減衰を制御する（即ち、調整する）ために、１つ又は複数の制御信号を減衰器２０２に伝達するように構成された振幅選択器２１０を更に含む。振幅選択器２１０は、コントローラ、プロセッサ、デジタル論理などを備え得る。「レートセレクタ」は、最良の電力効率を実現するために動作モードに応じてＡＤＣの動作速度を調整する。
【００２０】
図５は、本発明の例示的な実施形態による減衰器３００の１つの企図された回路図である。図４に示す減衰器２０２は、図５に示す減衰器３００を備える可能性があることに留意されたい。抵抗性ネットワークを備える減衰器３００は、チップ３０２の外部にある第１の抵抗器Ｒ１を含む。更に、減衰器３００は、並列構成の１つ又は複数の抵抗器Ｒ２−ＲＮを含み、チップ３０２上に統合される。図５に示すように、抵抗器Ｒ１は、アンテナ（例えば、図４に示すアンテナ２０１）とチップ３０２との間に結合され得、抵抗器Ｒ２−ＲＮと直列である可能性がある。減衰器３００は、トランジスタＭ１R及びＭＮRを更に含み得る。当業者なら諒解するように、トランジスタＭ１Rは、導通状態である間、ノードＮ１Rから接地電圧３０４への回路パス（即ち、抵抗性パス）を与えるように構成される。同様に、トランジスタＭＮRは、導通状態である間、ノードＮＮRから接地電圧３０４への回路パス（即ち、抵抗性パス）を与えるように構成される。更に詳細には、各トランジスタ（即ち、トランジスタＭ１R−ＭＮR）は、振幅選択器２１０（図４参照）から制御信号（即ち、対応するゲートにおいて）を受信するように構成され、それに応じて、抵抗性パスを与えるための導通モード、又は開回路を与えるための非導通モードのいずれかにおいて動作し得る。従って、減衰器３００内の抵抗性パスの数がプログラム可能であり、従って、減衰器３００の減衰比率がプログラム可能である。減衰器３００は、入力３０６を受信し、出力３０８を伝達するように構成され得ることに更に留意されたい。
【００２１】
図６は、本発明の例示的な実施形態による、別の減衰器３５０の企図された回路図である。図４に示す減衰器２０２は、図６に示す減衰器３５０を備える可能性があることに留意されたい。容量性ネットワークを備える減衰器３５０は、チップ３５２の外部にある第１のキャパシタＣ１を含む。更に、減衰器３５０は、並列構成の１つ又は複数のキャパシタＣ２−ＣＮを含み、チップ３５２上に統合され得る。図６に示すように、キャパシタＣ１は、アンテナ（例えば、図４及び図５に示すアンテナ２０１）と、チップ３５２との間に結合され得、キャパシタＣ２−ＣＮと並列である可能性がある。減衰器３５０は、トランジスタＭ１C及びＭＮCを更に含み得る。当業者なら諒解するように、トランジスタＭ１Cは、導通状態である間、ノードＮ１Cから接地電圧３０４への回路パス（即ち、容量性パス）を与えるように構成される。同様に、トランジスタＭＮCは、導通状態である間、ノードＮＮCから接地電圧３０４への回路パス（即ち、容量性パス）を与えるように構成される。更に詳細には、各トランジスタ（即ち、トランジスタＭ１C−ＭＮC）は、振幅選択器２１０（図４参照）から制御信号（即ち、対応するゲートにおいて）を受信するように構成され、それに応じて、容量性パスを与えるための導通モード、又は開回路を与えるための非導通モードのいずれかにおいて動作し得る。従って、減衰器３５０内の容量性パスの数がプログラム可能であり、従って、減衰器３５０の減衰比率がプログラム可能である。減衰器３５０は、入力３５６を受信し、出力３５８を伝達するように構成され得ることに更に留意されたい。
【００２２】
図７は、１つ又は複数の例示的な実施形態による方法４００を示すフローチャートである。方法４００は、トランシーバに加えられ得る入力信号の最大信号振幅を決定することを含み得る（符号４０２によって示される）。最大信号振幅は、当業者なら諒解するように、トランシーバの設計段階の間に決定され得ることに留意されたい。方法４００は、最大減衰比率でトランシーバを動作させることを含むこともできる（符号４０４によって示される）。更に、方法４００は、トランシーバにおいて入力信号の振幅を測定することを含み得る（符号４０６によって示される）。更に、方法４００のステップ４０８は、入力信号が最大信号振幅未満の振幅を有するかどうかを判定することを含む。入力信号の振幅が最大信号振幅未満である場合、減衰比率は、減少し（符号４１２によって示される）、方法４００は、ステップ４０６に戻る可能性がある。入力信号の振幅が最大信号振幅未満でない場合、減衰比率は、１ステップだけ増加し得る（符号４１０によって示される）。
【００２３】
図８は、１つ又は複数の例示的な実施形態による方法４５０を示すフローチャートである。方法４５０は、受信した入力信号の振幅を測定することを含み得る（符号４５２によって示される）。方法４５０は、受信した入力信号の振幅を最大閾値振幅と比較することを含むこともできる（符号４５４によって示される）。更に、方法４５０は、受信した入力信号の振幅を最大閾値振幅と比較することに応じて減衰器の減衰比率を調整する（符号４５６によって示される）。
【００２４】
諒解されるように、タグによる大きい負荷変調度は、イニシエータによるデータ認識を簡単にする。しかしながら、より大きい負荷変調度は、タグによって取得される総エネルギーを低減させる可能性がある。本発明の別の例示的な実施形態によると、トランシーバは、イニシエータにおいて負荷変調信号を分解することを可能にしながら、取得される十分な電力をもたらすために負荷変調度を適応的にスケーリングするように構成され得る。言い換えれば、本発明の例示的な実施形態は、十分な電力量を取得することを可能にしながら負荷変調度を最大化する、較正機構を設ける。従って、様々な例示的な実施形態は、プログラム可能な負荷変調度を可能にするためのシステム及び装置を利用することができる。図９〜図１４を参照すると、電流デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）について説明される。更に、特に図１４を参照すると、電流ＤＡＣを利用するプログラム可能な負荷変調技術について説明される。
【００２５】
図９は、本発明の例示的な実施形態による、電流デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）４８２を含むシステム４８０を示す。電流ＤＡＣ４８２は、本明細書では「セグメント型ＤＡＣ」とも呼ばれ得ることに留意されたい。電流ＤＡＣ４８２は、アンテナ４８４に結合され、単に例として、デジタルアップコンバージョン（ＵＰＣ）フィルタなどの、例えばフィルタだけなどのデジタル構成要素から１つ又は複数のデジタル信号を受信するように構成され得る。電流ＤＡＣ４８２は、単に例として、プロセッサ、コントローラなどを備え得る制御モジュール４８６から１つ又は複数の制御信号を受信するように構成することもできる。制御モジュール４８６は、システム４８０がアクティブモードであるべきか、又はパッシブモードであるべきかを決定するように構成されたモードセレクタ４８９を備え得る。制御モジュール４８６は、１つ又は複数のセンサ、ユーザ入力、又は他の適切な既知の手段を介してシステム４８０のモード（即ちアクティブ又はパッシブ）を決定することができる。制御モジュール４８６は、モードを決定すると、その構成を制御するために、１つ又は複数の制御信号を電流ＤＡＣ４８２に伝達することができる。制御モジュール４８６は、動作モードに基づいて信号変調、データレートなどを調整することができることに留意されたい。
【００２６】
更に、以下でより十分に説明するように、電流ＤＡＣ４８２は、電流をアンテナ４８４まで送るように構成され得る。より詳細には、１つの動作モード（例えば、アクティブモード）では、電流ＤＡＣ４８２は、アンテナ４８４に電流を直接伝達するように構成され得、従って、従来のＮＦＣ送信機と比較して、別個のドライバが必要とされない可能性がある。
【００２７】
電流ＤＡＣ４８２によって実装されるアンテナドライバは、様々な信号変調をもたらす可能性があることに留意されたい。更に、より細かいプロセスノード（例えば、ＣＭＯＳプロセスノード）では、ＵＰＣフィルタは、著しく大きい面積及び電力の不利益を有しないデジタル構成要素によって実装することができ、設計のしやすさと面積の低減とにつながる。より詳細には、例えば、システム４８０内のアップコンバータ（ＵＰＣ）及びフィルタには、デジタル構成要素を実装することができる。電流ＤＡＣ４８２は、拡張されたパルス形状において１３．５６ＭＨｚの倍数で動作することができ、従って、電磁適合性（ＥＭＣ）フィルタが必要とされない可能性があることに留意されたい。
【００２８】
図１０は、電流ＤＡＣ４８２内のドライバアレイの例であるドライバアレイ４８８を示す。各ドライバ４９２（即ち、４９２＿Ａ〜４９２＿Ｎ）は、関連の入力部４９０（即ち、４９０＿Ａ〜４９０＿Ｎ）を含み、更に、ドライバアレイ４８８は、出力部４９３を含む。当業者によって理解されるように、電流ＤＡＣ４８２などの電流ＤＡＣは、各ドライバ４９２が１つ又は複数のセルを含む、ドライバアレイを含み得る。例えば、ドライバ４９２＿Ａは２0セル（即ち、１セル）を含むことができ、ドライバ４９２＿Ｂは２1セル（即ち、２セル）を含むことができ、ドライバ４９２＿Ｎ−１は２(N-1)セル（例えば、Ｎが５に等しい場合は１６セル）を含むことができ、ドライバ４９２＿Ｎは２Nセル（例えば、Ｎが５に等しい場合は３２セル）を含むことができる。ドライバアレイ内の任意の数のドライバは、本発明の範囲内であることに留意されたい。
【００２９】
図１１は、本発明の例示的な実施形態によるＤＡＣセル５００を示す。ＤＡＣセル５００は、複数のトランジスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３、及びＭ４と、電流源５０２及び５０３とを含む低電圧差動信号方式（ＬＶＤＳ）ドライバを備える。当業者なら諒解するように、ＤＡＣセル５００は、例えば制御モジュール４８６から入力信号Ｄp及びＤnを受信し、電流Ｉout_1を出力するように構成され得る。企図された動作では、バイアス電流は、データ入力によるアンテナに切り替えられる。ＤＡＣセル５００は、ブリッジ構成の４つのＭＯＳスイッチ（Ｍ１〜Ｍ４）を使用する。スイッチＭ１及びＭ４がオン（Ｄp＝０及びＤn＝１）である場合、出力電流の極性は正である。反対に、スイッチＭ２及びＭ３がオン（Ｄp＝１及びＤn＝０）である場合、出力電流の極性は負である。本発明は、ＤＡＣセル５００に限定されず、他のセル設計は、本発明の範囲内である可能性があることに留意されたい。例えば、図１２を参照すると、ＤＡＣセル５０４が示されている。ＤＡＣセル５０４は、複数のトランジスタＭ５、Ｍ６、Ｍ７、及びＭ８と、電流源５０３とを含むＬＶＤＳドライバを備える。当業者なら諒解するように、ＤＡＣセル５０４は、例えば制御モジュール４８６から入力信号Ｖb、Ｄp及びＤnを受信し、電流Ｉout_2を出力するように構成され得る。ＤＡＣセル５０４のこの構成は、典型的なＬＶＤＳ手法と比較して、回路に、より少量の電源を消費させる。
【００３０】
本発明の例示的な実施形態による別のＤＡＣセル５０６が、図１３に示されている。ＤＡＣセル５０６は、複数のトランジスタＭ９、Ｍ１２、Ｍ１３、及びＭ１６と、電流源５０２及び５０３とを含むＬＶＤＳドライバを備える。更に、ＤＡＣセル５０６は、カスコードデバイスＭ１０、Ｍ１１、Ｍ１４、及びＭ１５を含む。当業者なら諒解するように、カスコードデバイスは、特により高い電圧（例えば、１．８ボルト）において、ＤＡＣセル５０６のストレス関連の問題点を改善し得る。より詳細には、カスコードデバイスは、これらの装置の両端間の電圧降下を低減することによって、装置の保護を追加することができる。当業者なら諒解するように、ＤＡＣセル５０６は、例えば制御モジュール４８６又はアナログ生成ブロックから入力信号Ｖcas1、Ｖcas2、Ｄp、及びＤnを受信し、電流Ｉout_3を出力するように構成され得る。
【００３１】
当業者なら諒解するように、ＮＦＣの典型的な技法は、負荷変調の使用であり、装置は、その共振周波数及びその品質係数Ｑを変化させるために、そのコイルの負荷インピーダンスを変化させる。この動作は、別の装置（即ち、イニシエータモードの装置）における電圧変動をもたらす。
【００３２】
本発明の例示的な実施形態によると、低電圧差動信号方式（ＬＶＤＳ）ドライバ段は、負荷変調を実行するための複数のスイッチにより再構成され得る。更に、少なくとも１つのセルが１つ又は複数のスイッチを含む、ＬＶＤＳセルのアレイは、負荷変調の強さ（即ち、深度）の調整を可能にし得る。更に、１つ又は複数のＬＶＤＳセルは、負荷変調に対称性を与えるように構成され得る。図１４を参照すると、ＤＡＣセル５０８が示されている。ＤＡＣセル５０８は、複数のトランジスタＭ１７、Ｍ１９、Ｍ２０、Ｍ２１、Ｍ２３、及びＭ２４と、電流源５０２及び５０３とを含むＬＶＤＳドライバを備える。加えて、ＤＡＣセル５０８は、上述のように、ＤＡＣセル５０８の保護を追加することができる、カスコードデバイスＭ１８及びＭ２２を含む。ＤＡＣセル５０８は、本発明の例示的な実施形態による複数のスイッチＳ１〜Ｓ８を更に含む。
【００３３】
当業者なら諒解するように、ＤＡＣセル５０８は、例えば制御モジュール４８６から入力信号Ｖcas1、ＶDD、Ｄp、及びＤnを受信し、電流Ｉout_4を出力するように構成され得る。
【００３４】
図１４に示す構成（即ち、スイッチＳ１、Ｓ４、Ｓ５、及びＳ７が閉じられ、スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ６、及びＳ８が開いている）において、ＤＡＣセル５０８は、アクティブモードであり、従って、電流を関連のアンテナまで送るようになされることに留意されたい。他の企図された構成において、ＤＡＣセルは、負荷変調を与えることができる。負荷変調の間、電流源５０３及び５０３は各々オフである。更に、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、及びＳ７が閉じられているとき、回路は、（Ｍ２３によって形成された）ダイオード及び（Ｍ１９、Ｍ２０、及びＭ２４によって形成された）小さい抵抗器と事実上、同様である。事実上、出力ノードの両端間の電圧スイング（Ｉｏｕｔ＿４）が１つの閾値（Ｖｔｈ）よりも大きい場合、パスは、オンになり、負荷を変調する。ダイオードに接続された装置Ｍ２３を配置するための理由は、回路の動作において何らかのヒステリシスを導入することであることに留意されたい。同様に、セル５０８は、スイッチＳ１、Ｓ３、Ｓ５、及びＳ７がオンとなり、残りのスイッチがオフとなるように構成され得る。従って、セル５０８は、依然として負荷変調モードで動作し得るが、ヒステリシスの極性は、交番する。更に、電流源５０２及び５０３が電流を導通させながら、スイッチＳ２、Ｓ３、Ｓ６、及びＳ８がオンとなり、残りのスイッチがオフとなる場合、ドライバセルは、アクティブモードで動作し、電流をアンテナに送る。更に、パッシブモードの間、スイッチＳ１〜Ｓ８のうちの１つ又は複数は、当業者なら諒解するように、様々なレベルの負荷変調を適応的に与えるように再構成され得る。
【００３５】
図１５は、１つ又は複数の例示的な実施形態による方法６００を示すフローチャートである。方法６００は、トランシーバがタグモードで動作するのに必要な最小の取得電力量を判定することを含み得る（符号４６０２によって示される）。必要な最小の取得電力量は、当業者なら諒解するように、シミュレーションを介して判定され得ることに留意されたい。方法６００は、タグモードにおいて最小負荷変調度でトランシーバを動作させることを含むこともできる（符号６０４によって示される）。更に、方法６００は、トランシーバによって取得される電力量を測定することを含み得る（符号６０６によって示される）。取得電力量は、整流器の出力部における電力量を測定することによって判定され得ることに留意されたい。更に、方法６００のステップ６０８は、取得電力量が、必要な最小の取得電力量よりも大きいかどうかを判定することを含む。取得電力量が、必要な最小の取得電力量よりも大きい場合、負荷変調度は、増加する可能性があり（符号６１０によって示される）、方法６００は、ステップ６０６に戻る可能性がある。取得電力量が、必要な最小の取得電力量よりも大きくない場合、負荷変調度は、１ステップだけ減少する可能性がある（符号６１２によって示される）。
【００３６】
図１６は、１つ又は複数の例示的な実施形態による、方法６２０を示すフローチャートである。方法６２０は、負荷変調の間、トランシーバによって取得される電力量を測定することを含み得る（符号６２２によって示される）。方法６２０は、取得電力量を最小取得電力閾値と比較することを含むこともできる（符号６２４によって示される）。更に、方法６２０は、取得電力量を最小取得電力閾値と比較することに応じて負荷変調度を調整する（符号６２６によって示される）。
【００３７】
図１７は、本発明の１つ又は複数の実施形態による、ＮＦＣトランシーバ５００のブロック図である。図示のように、ＮＦＣトランシーバ５００は、アンテナ２０１と、スケーリング要素(基準化要素)７０２と、検知要素７０４と、コントローラ７０６とを含む。例示的な一実施形態によると、スケーリング要素７０２は、プログラム可能な負荷変調要素（例えば、複数のＤＡＣセル５０８を含む電流ＤＡＣ４８２）を備え、検知要素７０４は、整流器を備える。この例示的な実施形態では、コントローラ７０６は、検知要素７０４から１つ又は複数の信号を受信し、検知要素７０４からのデータ（即ち、測定データ）を記憶されたデータ（即ち、閾値データ）と比較し、その動作を制御するために１つ又は複数の制御信号をスケーリング要素７０２に伝達するように構成され得る。
【００３８】
別の例示的な実施形態によると、スケーリング要素７０２は、減衰器（例えば、減衰器２０２）を備え、検知要素７０４は、包絡線検出器（例えば、包絡線検出器２０４）を備える。この例示的な実施形態では、コントローラ７０６は、検知要素７０４から１つ又は複数の信号を受信し、検知要素７０４からのデータ（即ち、測定データ）を記憶されたデータ（即ち、閾値データ）と比較し、その動作を制御するために１つ又は複数の制御信号をスケーリング要素７０２に伝達するように構成され得る。
【００３９】
情報及び信号は様々な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表すことができることを、当業者は理解されよう。例えば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場又は磁性粒子、光場又は光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００４０】
更に、本明細書で開示する例示的な実施形態に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組合せとして実装され得ることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例及び全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装の決定は、本発明の例示的な実施形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００４１】
本明細書で開示する例示的な実施形態に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブル論理装置、個別ゲート又はトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装又は実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティング装置の組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つ又は複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装することもできる。
【００４２】
本明細書で開示する例示的な実施形態に関して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェアで直接実施されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施されるか、又はその２つの組合せで実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化することができる。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣ中に常駐することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に常駐することができる。代替として、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末内に個別構成要素として常駐することもできる。
【００４３】
１つ又は複数の例示的な実施形態では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、１つ又は複数の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にする任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体でよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又は他の磁気記憶装置、若しくは命令又はデータ構造の形態の所望のプログラムコードを搬送又は記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（ｄｉｓｋ）及びディスク（ｄｉｓｃ）は、通常はディスク（ｄｉｓｋ）が磁気的にデータを再生し、一方、ディスク（ｄｉｓｃ）がレーザによって光学的にデータを再生する場合に、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（登録商標）、及びブルーレイディスク（登録商標）を含む。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
【００４４】
開示する例示的な実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を実施又は使用できるようにするために提供したものである。これらの例示的な実施形態への様々な修正は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義した一般原理は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。従って、本発明は、本明細書に示す例示的な実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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