一种NFC功能芯片的实现电路的制作方法

本实用新型属于近场通信领域，尤其涉及一种nfc功能芯片的实现电路。

背景技术：

nfc近场通信技术是由非接触式射频识别及互联互通技术整合演变而来的，它可以满足任何两个无线设备间的信息交换，内容访问，服务交换，并且使用更为简便，两个设备靠近而不需要线缆连接，就可以实现相互间的通信。如申请号为201721478528.5，专利名为nfc的通用实现电路及芯片，由这篇专利可以看出，通过天线接收外部nfc信号传输至读写芯片(下行电路及上行电路)，读写芯片将信号传输至处理器，处理器处理后将控制信号发送至读写芯片以控制读写芯片的读写，读写芯片将读写后的信号传输至天线，天线将信号传输至外部nfc设备，十分的便捷。

在nfc通讯越来越普遍的今天，有效提高两个设备之间通讯的精确度及强度，使得nfc通讯能更快速有效的进行为需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在提供一种nfc功能芯片的实现电路，提高芯片的接收外部nfc设备信号的强度。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种nfc功能芯片的实现电路，包括顺次相连的信号处理模块、信号读写模块及天线模块。天线模块用于接收外部nfc设备的nfc信号并处理成下行信号传输至信号读写模块。信号读写模块用于将接收到的下行信号处理成下行数据并传输至信号处理模块。信号处理模块用于处理接收到的下行数据后得到上行数据并传输至信号读写模块，信号读写模块处理上行数据后得到上行信号并传输至天线模块。天线模块包括天线及连接于天线与信号读写模块之间的滤波匹配电路，天线用于近场耦合与外部的nfc电路传输nfc信号，天线包括环形抛物面反射板及数个等距分布在环形抛物面的焦点的天线单元。

进一步地，环形抛物面反射板的环形抛物面为抛物线旋转一周所得，环形抛物面的焦点为圆形。

进一步地，信号读写模块包括上行电路及下行电路。下下行电路的输出端与信号处理模块的输入端相连，下行电路根据下行信号产生下行数据并传输至信号处理模块。信号处理模块的输出端与上行电路的输入端相连，用于根据下行数据处理生成对应的上行数据，并输出至上行电路。上行电路用于根据上行数据进行处理生成上行信号，并输出至滤波电路。

进一步地，滤波匹配电路的上行端与上行电路的输出端连接，下行端与下行电路的输入端连接，用于对上行信号进行滤波匹配后经天线发送至外部nfc设备，并对天线从外部nfc设备接收的nfc信号进行匹配得到下行信号，输出至下行电路。

进一步地，nfc功能芯片的实现电路还包括设置于天线与信号处理模块之间的电压转换模块，天线通过近场电磁感应耦合从nfc设备获取电能并输出交流电至电压转换模块，电压转换模块用于将交流电转化为直流电为信号处理模块供电。

进一步地，电压转换模块包括整流单元及电压转换器。整流单元的第一交流输入端及第二交流输入端与天线相连，整流单元的直流输出正极端及直流输出负极端与电压转换器相连。

进一步地，整流单元包括二极管d1、二极管d2、二极管d3及二极管d4。天线的一端连接于二极管d1的阳极与二极管d4的阴极之间，为整流单元的第一交流输入端。天线的另一端连接于二极管d3的阴极与二极管d2的阳极之间，为整流单元的第二交流输入端。二极管d1的阴极与二极管d2的阴极共接形成所述整流单元的直流输出正极端，二极管d3的阳极与二极管d4的阳极共接形成所述整流单元的直流输出负极端。

进一步地，nfc功能芯片的实现电路还包括设置于整流单元的直流输出正极端与直流输出负极端之间的滤波电容。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型的电路设置有顺次相连的天线模块、信号读写模块及信号处理模块，确保了芯片与外部nfc设备间的通讯，同时将天线模块中的天线设置成环形抛物面的发射器与数个等距分布在环形抛物面的焦点上的天线单元组成的天线，该天线在接收平面上可以接收到更强的电场，同时相比传统抛物面天线在第一个波束上具有更高的增益，提高了nfc功能芯片接收外部nfc设备的接收能力。

(2)本实用新型在天线与信号处理模块之间设置有电压转换模块，通过天线与外部设备的近场耦合产生交流电，通过电压转换模块的处理后转变成直流电为信号处理模块充电，避免了芯片额外设置电源的麻烦，同时提高了能源的利用率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的nfc实现电路的模块图。

图2为本实用新型实施例提供的nfc实现电路的模块图。

图3为本实用新型实施例提供的nfc实现电路的模块图。

图4为本实用新型实施例提供的电压转换模块的电路图。

图5为本实用新型实施例提供的天线的立体图。

图6为图5的俯视图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

100-天线模块，200-信号读写模块，300-信号处理模块，400-电压转换模块，110-天线，111-环形抛物面反射板，112-天线单元，113-环形抛物槽，114-环形抛物面焦点，120-滤波匹配电路，210-下行电路，220-上行电路，410-电压转换器，420-整流单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

一种nfc功能芯片的实现电路，nfc(nearfieldcommunication，近场通信)，包括顺次相连的天线模块100、信号读写模块200及信号处理模块300。

请参阅图1，天线模块100用于接收外部nfc设备的nfc信号并处理成下行信号传输至信号读写模块200。信号读写模块200用于将接收到的下行信号处理成下行数据并传输至信号处理模块300。信号处理模块300用于处理接收到的下行数据后得到上行数据并传输至信号读写模块200，信号读写模块200处理上行数据后得到上行信号并传输至天线模块100。

请参阅图2，在另一种实现方式中，信号读写模块200包括上行电路220及下行电路210。下行电路210的输入端与滤波匹配电路120的输入端相连，输出端与信号处理模块300的输入端相连。上行电路220的输入端与信号处理模块300的输出端相连，输出端与滤波匹配电路120的输入端相连。下行电路210的时钟输出端与上行电路220的时钟输入端相连，下行电路210输出时钟信号给上行电路220。

天线模块100包括天线110及连接于天线110与信号读写模块200之间的滤波匹配电路120，天线110接收外部nfc设备的nfc信号并传输至滤波匹配电路120，滤波匹配电路120对天线110接收到的nfc信号进行匹配得到下行信号，滤波匹配电路120将下行信号传输至下行电路210，下行电路210对下行信号进行处理得到下行数据并传输至信号处理模块300。信号处理模块300将接收到的下行数据处理后得到上行数据并传输至上行电路220，上行电路220根据接收到的上行数据处理后得到上行信号，并传输至滤波匹配电路120，滤波匹配电路120对上行信号进行滤波匹配后传输至天线110。

请参阅图3，在又一实现方式中，nfc功能芯片的实现电路还包括设置于天线110与信号处理模块300之间的电压转换模块400。天线110通过近场电磁感应耦合从nfc设备获取电能并产生交流电输出至电压转换模块400，电压转换模块400将交流电转化为直流电为信号处理模块300供电，避免了芯片额外设置电源的麻烦，同时提高了能源的利用率。

请参阅图4，电压转换模块400包括整流单元420及电压转换器410，整流单元420的第一交流输入端及第二交流输入端与天线110相连，整流单元420的直流输出正极端及直流输出负极端与电压转换器410相连。

其中，整流单元420包括二极管d1、二极管d2、二极管d3及二极管d4，天线110的一端连接于二极管d1的阳极与二极管d4的阴极之间，为整流单元420的第一交流输入端；天线110的另一端连接于二极管d3的阴极与二极管d2的阳极之间，为整流单元420的第二交流输入端。二极管d1的阴极与二极管d2的阴极共接形成整流单元420的直流输出正极端，二极管d3的阳极与二极管d4的阳极共接形成整流单元420的直流输出负极端。

nfc功能芯片的实现电路还包括设置于整流单元420的直流输出正极端与直流输出负极端之间的滤波电容c，用于对经过整流单元420整流的直流电进行滤波处理后传输至信号处理模块300。

具有反射面的天线具有较高的增益，为了达到最佳的增益，天线单元应该放在抛物面的焦点上，为了产生轨道角动量，需要设置多少个天线单元组成天线阵列，将天线阵列放置于抛物面的焦点上，传统的抛物面天线只有一个焦点，导致每一个天线单元都偏离焦点，降低了反射天线的聚焦效果。

请参阅图5及图6，天线110包括环形抛物面反射板111及数个等距分布在环形抛物面焦点114上的天线单元112，环形抛物面反射板111的环形抛物面由抛物线旋转一周所得，形成一个环形抛物槽113。环形抛物面焦点114形成圆环焦点，将数个天线单元112等距放置于该圆环焦点上。经试验所得，与传统的抛物面及同数量的天线阵构成的天线相比，环形抛物面发射板111与数个等距分布在环形抛物面焦点114上的天线单元112组成的天线110在接收平面上可以接收到更强的电场，同时相比传统抛物面天线在第一个波束上具有更高的增益。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。