用于减少近场通信设备信令中的相位噪声的装置和方法
【专利说明】用于减少近场通信设备信令中的相位噪声的装置和方法
[0001]领域
[0002]本公开一般涉及减少近场通信设备信令中的相位噪声。
[0003]相关技术描述
[0004]技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络来传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被纳入于其中的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。如此，这些无线电话可包括显著的计算能力。
[0005]无线计算设备可以利用近场通信(NFC)标准来与利用NFC标准的其他近旁设备通信。作为示例，利用NFC标准的移动电话可以在发起方模式中操作并且在该移动电话与在目标模式中操作的电子设备(例如，近旁的使用NFC标准的第二无线设备)彼此紧邻时从该电子设备读取数据。例如，在发起方模式中，移动电话可以向该电子设备传送射频(RF)信号并且可以从该电子设备接收相应的RF信号。相应的RF信号表不由该电子设备使用负载调制来提供的数据。负载调制可能因移动电话的相位噪声而变模糊。低相位噪声锁相环(PLL)可以减少在处于发起方模式中的移动电话处产生的相位噪声。然而，低噪声PLL的使用会增加功耗并且消耗移动电话内的管芯面积。
[0006]概述
[0007]公开了用于减少近场通信(NFC)设备信令中的相位噪声的方法和设备。NFC发起方设备可以生成发射信号并且向NFC目标设备传达该发射信号。在接收到发射信号之后，NFC目标设备可以经由电磁场的负载调制来向NFC发起方设备传达数据。NFC发起方设备接收与来自NFC目标设备的数据相对应的、基于该电磁场的特性的经负载调制信号。经负载调制信号可以在NFC发起方设备处分别与同相本地振荡器信号和正交本地振荡器信号混频以生成正交基带信号和同相基带信号。同相基带信号和正交基带信号的信号强度可以在NFC发起方设备处确定。同相本地振荡器信号的相位和/或正交本地振荡器的相位可以在NFC发起方设备处通过对过采样的时钟(本地振荡器信号和发射信号从此过采样的时钟来推导)的不同边沿进行采样的方式来被周期性地调整，以改善同相基带信号或正交基带信号中的至少一者的信号强度并且同时减少同相基带信号或正交基带信号中的至少一者的相位噪声。
[0008]在一特定实施例中，一种用于减少近场通信(NFC)设备信令期间的相位噪声的方法包括从输入时钟信号的边沿生成发射信号、同相本地振荡器信号和正交本地振荡器信号。该方法进一步包括将经负载调制信号与同相本地振荡器信号混频以生成同相基带信号。该方法进一步包括将经负载调制信号与正交本地振荡器信号混频以生成正交基带信号。该方法进一步包括响应于同相基带信号的第一信号强度和正交基带信号的第二信号强度而调整同相本地振荡器信号或正交本地振荡器信号的相位延迟。
[0009]在另一特定实施例中，一种用于减少近场通信(NFC)设备信令期间的相位噪声的装置包括NFC发起方设备。NFC发起方设备包括环形振荡器和耦合至该环形振荡器的时钟发生器。来自该时钟发生器的发射信号基于由该环形振荡器生成的时钟信号。NFC发起方设备进一步包括第一混频器，该第一混频器响应于同相本地振荡器信号并相应于基于与NFC目标设备的NFC信令所生成的经负载调制信号。NFC发起方设备进一步包括第二混频器，该第二混频器响应于正交本地振荡器信号并相应于经负载调制信号。同相基带信号在第一混频器处基于同相本地振荡器信号和经负载调制信号来生成。正交基带信号在第二混频器处基于正交本地振荡器信号和经负载调制信号来生成。同相基带信号和正交基带信号的信号强度被测量，并且同相本地振荡器信号的相位和正交本地振荡器信号的相位基于测得的信号强度来调整。
[0010]由所公开的实施例中的至少一个实施例提供的一个特定优点为通过监视同相和正交基带信号的信号强度来选择性地调整同相本地振荡器信号和正交本地振荡器信号相对于收到信号的相对相位的能力。标识此相位关系并且以此相位关系来操作的结果为相干地减少了由NFC发起方设备产生的经下变频的相位噪声，从而由于减少的相位噪声而实现了更大距离上的NFC通信，而同时又降低了 NFC发起方设备处的功耗并且减少了 NFC发起方设备处的管芯面积消耗。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节:附图简述、详细描述以及权利要求。
[0011]附图简述
[0012]图1是能操作用于减少NFC设备信令期间的相位噪声的近场通信(NFC)发起方系统的特定解说性实施例的框图；
[0013]图2是解说图1的NFC发起方系统的发射信号与收到信号之间的相位延迟的时序图的特定实施例；
[0014]图3是解说同相和正交基带信号的信号强度相对于经负载调制信号与本地振荡器信号之间的相位差的示例的曲线图；
[0015]图4是解说减少NFC设备信令期间的相位噪声的方法的特定实施例的流程图；以及
[0016]图5是包括能操作以用于减少NFC设备信令期间的相位噪声的NFC发起方系统的无线设备的框图。
[0017]详细描述
[0018]参照图1，示出了能操作用于减少NFC设备信令期间的相位噪声的近场通信(NFC)发起方系统100的特定解说性实施例的框图。NFC发起方系统100包括锁相环(PLL) 102、具有可调整相位(例如，边沿选择器)的时钟发生器104、发射放大器(TX)105、相位选择器106、匹配网络108、第一混频器110、第二混频器112、以及信号分析器114。第一和第二混频器110、112可以在射频模拟域中。例如，第一和第二混频器110、112可以处理射频信号并且将这些射频信号下变频成基带信号。时钟发生器104和信号分析器114可以在数字基带域中。例如，时钟发生器104和信号分析器114可以处理基带信号。
[0019]PLL 102可以包括配置成生成输入时钟信号130 ( S卩，过采样时钟信号)的环形振荡器103。例如，如参照图2所解释的，输入时钟信号130可以具有约433.92兆赫(MHz)(例如，大致为32乘以13.56MHz的载波频率(fe))的频率。输入时钟信号130被提供给时钟发生器104的输入端。
[0020]时钟发生器104可以耦合至环形振荡器103。例如，时钟发生器104可被耦合以接收由环形振荡器生成的输入时钟信号130。响应于接收到来自环形振荡器的输入时钟信号130，时钟发生器104被配置成生成时钟信号并且向发射放大器105提供时钟信号。发射放大器105被配置成生成具有载波频率(fe)的发射信号132 (例如，脉宽调制(PffM)时钟信号)。时钟发生器104被进一步配置成生成具有载波频率(fe)的本地振荡器信号136、138对。例如，如参照图2所解释的，时钟发生器104可以选择输入时钟信号130的特定时钟沿(例如，以等于载波频率(fc)的速率对输入时钟信号130进行采样)以生成发射信号132、第一本地振荡器信号136、和第二本地振荡器信号138。第一本地振荡器信号136可以是同相本地振荡器信号，并且第二本地振荡器信号138可以是正交本地振荡器信号。第一本地振荡器信号136的相位与第二本地振荡器信号138的相位之差可以基本上为90度。发射放大器105可被配置成向匹配网络108提供发射信号132、向第一混频器110提供第一本地振荡器信号136、以及向第二混频器112提供第二本地振荡器信号138。如以下所解释的，时钟发生器104可以响应于控制信号146以将第一本地振荡器信号136的相位和第二本地振荡器信号138的相位调整可编程的量。
[0021]匹配网络108被配置成经由感应线圈109来向NFC目标设备传达具有载波频率(fc)的发射信号132。NFC目标设备可以通过在对由NFC发起方系统100生成的载波执行负载调制来与NFC发起方系统100通信。在接收到经负载调制载波之际，匹配网络108可以向第一混频器110和第二混频器112发送经负载调制信号134。经负载调制信号134可以对应于发射信号132的因通过匹配网络108的相位延迟所导致的经延迟版本。经负载调制信号134可以具有由在NFC目标设备处执行的负载调制所施加的少量振幅和/或相位调制。
[0022]第一混频器110被配置成接收各自具有载波频率(fe)的第一本地振荡器信号136和经负载调制信号134。第一混频器110被进一步配置成将第一本地振荡器信号136与经负载调制信号134混频以生成第一基带信号140。例如，第一混频器110可以通过将第一本地振荡器信号136与经负载调制信号134相乘来执行下变频混频以生成第一基带信号140。第一基带信号140可以是同相基带信号。第二混频器112被配置成接收各自具有载波频率(fc)的第二本地振荡器信号138和经负载调制信号134。第二混频器112被进一步配置成将第二本地振荡器信号138与经负载调制信号134混频以生成第二基带信号142。例如，第二混频器112可以通过将第二本地振荡器信号138与经负载调制信号134相乘来执行下变频混频以生成第二基带信号142。第二基带信号142可以是正交基带信号。第一和第二基带信号140、142可以被提供给信号分析器114。
[0023]信号分析器114可以对应于直流(DC)校准单元。信号分析器114可以被配置成接收第一和第二基带信号140、142并且对每个基带信号140、142执行DC取平均。例如，如参照图3所解释的，信号分析器114可以针对本地振荡