CN103297095A - 通信装置与其近场通信电路 - Google Patents
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Abstract
通信装置与其近场通信电路，该通信装置具有一无线通信***与一近场通信电路，近场通信电路包括两个接点、两个铁氧磁珠以及近场通信控制器。其中，第一接点和第二接点用于耦接近场通信天线。第一和第二铁氧磁珠分别耦接第一和第二接点。近场通信控制器包括第一引脚和第二引脚，第一引脚和第二引脚分别耦接第一铁氧磁珠和第二铁氧磁珠，第一引脚和第二引脚输出差动近场通信信号以供近场通信天线输出，第一铁氧磁珠和第二铁氧磁珠允许差动近场通信信号其中的基频分量通过并滤除差动近场通信信号其中的多个高频分量，藉以避免无线通信***的工作频率受高频分量干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信装置，且特别涉及一种具有近场通信电路的通信装置，其中近场通信电路可通过铁氧磁珠(ferrite bead)消除高频谐波的近场通信电路。
背景技术
在日常生活中，近场通信(Near Field Communication)技术的应用已愈趋广泛，举凡***、电子钱包、悠游卡、旅馆房卡及商店会员卡等，都可见到其踪迹。近年来，整合近场通信功能的手机更是大幅提升了使用者的便利性，例如将手机与悠游卡作结合，让使用者在搭乘捷运或公车时，可直接以手机作感应扣款的动作；或是将手机与电子钱包作结合，让使用者在购物时可直接以手机作感应扣款等应用。
然而，当近场通信技术整合至一通信装置，例如个人数字助理(PDA：personal digital assistant)手机或智能手机之中时，由于近场通信技术操作的基频所产生的高频谐波可能会与手机的通信频带重叠，因此会对手机的信号产生干扰，进而导致手机的收讯质量下降。
发明内容
本发明提供一种近场通信电路，其可在发送近场通信信号时，通过其中的铁氧磁珠将近场通信信号中的高频谐波先行滤除。
本发明提供一种近场通信电路，包括第一接点、第二接点、第一铁氧磁珠、第二铁氧磁珠以及近场通信控制器。第一接点和第二接点用于耦接近场通信天线。第一铁氧磁珠耦接第一接点，第二铁氧磁珠耦接第二接点。近场通信控制器包括第一引脚和第二引脚，第一引脚和第二引脚分别耦接第一铁氧磁珠和第二铁氧磁珠，第一引脚和第二引脚输出差动(differential)近场通信信号以供近场通信天线输出，第一铁氧磁珠和第二铁氧磁珠允许差动近场通信信号其中的基频分量通过并滤除差动近场通信信号其中的多个高频分量(component，又称之为“成分”)，每一上述高频分量皆为基频分量(fundamentalfrequency component)的高频谐波。
在本发明的一实施例中，上述的近场通信电路用于通信装置，通信装置具有一无线通信***，且高频分量的频率其中的至少一频率与无线通信***的工作频率其中之一重叠。
在本发明的一实施例中，上述的第一铁氧磁珠和第二铁氧磁珠的构造完全相同。
在本发明的一实施例中，上述的第一铁氧磁珠在基频分量的频率的阻抗值小于第一临界值，而且第一铁氧磁珠在每一上述高频分量的频率的阻抗值皆大于第二临界值。
在本发明的一实施例中，上述的第一铁氧磁珠的最大直流阻抗小于或等于近场通信控制器可接受的第三临界值。
在本发明的一实施例中，上述的第一铁氧磁珠的额定电流(rated current)大于第一引脚的输出电流，而且第二铁氧磁珠的额定电流大于第二引脚的输出电流。
在本发明的一实施例中，上述的近场通信电路还包括阻抗匹配(impedancematching)电路，耦接于第一引脚、第二引脚和近场通信天线之间，提供近场通信控制器和近场通信天线的阻抗匹配。
在本发明的一实施例中，上述的第一引脚和第二引脚输出的差动近场通信信号为方波，而且近场通信电路还包括波形转换电路，耦接于第一引脚、第二引脚和阻抗匹配电路之间，将差动近场通信信号从方波转换为正弦波，其中上述方波和正弦波的频率皆和上述基频分量相同。
本发明提供一种通信装置，其具有上述近场通信电路与上述无线通信***。
基于上述，本发明提供一种近场通信电路与具有近场通信电路的通信装置，其中近场通信电路可在发送近场通信信号时，通过其中的铁氧磁珠将近场通信信号中的高频谐波分量先行滤除，以避免这些高频谐波对无线通信***的工作频率造成干扰。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例所绘示的近场通信电路的功能方块图。
图2是根据本发明的一实施例所绘示的近场通信电路的功能方块图。
图3是根据本发明的一实施例所绘示的第一铁氧磁珠的频率对应阻抗的示意图。
图4是根据本发明的一实施例所绘示的通信装置的功能方块图。
【主要元件符号说明】
10：通信装置
100、200：近场通信电路
110：近场通信控制器
111、112：引脚
146：天线
150：近场通信天线
500：无线通信***
B1、B2：铁氧磁珠
P1、P2：接点
120：波形转换电路
130：阻抗匹配电路
Z：阻抗值
R：直流阻抗值
X：电抗值
310～330：曲线
T1～T3：临界值
具体实施方式
以下请参照图1，图1是根据本发明的一实施例所绘示的近场通信电路100的功能方块图。近场通信电路100包括第一接点P1、第二接点P2、第一铁氧磁珠B1、第二铁氧磁珠B2以及近场通信控制器110。第一铁氧磁珠B1与第二铁氧磁珠B2分别耦接第一接点P1及第二接点P2。近场通信控制器110包括第一引脚111及第二引脚112，第一引脚111耦接第一铁氧磁珠B1，第二引脚112耦接第二铁氧磁珠B2。
在本发明的一实施例中，第一接点P1和第二接点P2可用于耦接近场通信天线(未绘示)。第一引脚111及第二引脚112可输出差动近场通信信号，此差动近场通信信号在依序经过第一铁氧磁珠B1和第二铁氧磁珠B2以及第一接点P1和第二接点P2后，可由近场通信天线输出。在此差动近场通信信号经过第一铁氧磁珠B1和第二铁氧磁珠B2时，第一铁氧磁珠B1和第二铁氧磁珠B2可允许此差动近场通信信号中的基频分量通过，并滤除此差动近场通信信号中的多个高频分量。上述基频分量的频率为13.56MHz，而上述每一高频分量皆为此基频分量的高频谐波。
以下请参照图2，图2是根据本发明的一实施例所绘示的近场通信电路200的功能方块图。近场通信电路200除了包括近场通信电路100的所有元件以外，还包括波形转换电路120及阻抗匹配电路130。阻抗匹配电路130耦接于近场通信控制器110的第一引脚111、第二引脚112与近场通信天线之间，用以提供近场通信控制器110和近场通信天线的阻抗匹配。波形转换电路120耦接于近场通信控制器110的第一引脚111、第二引脚112和阻抗匹配电路130之间。
由于第一引脚111及第二引脚112所输出的差动近场通信信号是频率为13.56MHz的方波，通过波形转换电路120的转换后，可将此差动近场通信信号从方波转换为正弦波，而上述方波与正弦波的频率皆和上述差动近场通信信号的上述基频分量相同。然而，波形转换电路120实际上并无法理想地将方波完全转换成单一频率(也就是基频13.56MHz)的正弦波，所以转换后的波形仍会存在一些高频的谐波分量，而这些高频谐波分量可通过第一铁氧磁珠B1和第二铁氧磁珠B2来加以滤除。
在本发明的一实施例中，第一铁氧磁珠B1除了可耦接于近场通信控制器110与波形转换电路120之间，也可耦接于波形转换电路120与阻抗匹配电路130之间或是耦接于阻抗匹配电路130与第一接点P1之间。同样地，第二铁氧磁珠B2除了可耦接于近场通信控制器110与波形转换电路120之间，也可耦接于波形转换电路120与阻抗匹配电路130之间或是耦接于阻抗匹配电路130与第二接点P2之间。此外，第一铁氧磁珠B1与第二铁氧磁珠B2的相对耦接位置可以不相同，举例而言，如果第一铁氧磁珠B1是耦接于近场通信控制器110与波形转换电路120之间时，第二铁氧磁珠B2可以耦接于波形转换电路120与阻抗匹配电路130之间或是耦接于阻抗匹配电路130与第二接点P2之间。
在本发明的一实施例中，近场通信电路100或近场通信电路200可用于一通信装置10上，如图4所示。通信装置10可以是一PDA手机或智能手机，通信装置10另具有一无线通信***500，其中无线通信***500可为支持全球移动***(GSM：Global System for Mobile Communications)、码分多址(CDMA：Code Division Multiple Access)、宽带码分多址(WCDMA：WidebandCode Division Multiple Access)或长程进化(LTE：Long Term Evolution)等各种标准或协议(protocol)的无线通信***，但不限于此。无线通信***500具有一天线146，用以传送无线信号至基站或接收由基站所传送的无线信号。近场通信电路100、200的接点P1和P2耦接一近场通信天线150，且提供通信装置10近场通信的功能，此近场通信功能可以是***、电子钱包、悠游卡、旅馆房卡及商店会员卡等，但不限于此。在将近场通信电路100、200设于通信装置10上后，可使得通信装置10同时具有近场通信功能与无线通信功能。举例而言，如果通信装置10为智能手机，而近场通信电路100、200所提供的近场通信功能则是电子钱包的功能，如此一来，当通信装置10的使用者在消费时，即可利用近场通信功能直接进行扣款，而不须再另外使用现金交易。上述的差动近场通信信号的基频分量的频率即为近场通信功能的工作频率，此工作频率通常大于或等于13.553MHz而且小于或等于13.567MHz，优选为13.56MHz。另外，上述无线通信功能由无线通信***500所提供，且无线通信***500可操作于多个工作频率，上述的差动近场通信信号的至少一个高频分量的频率与上述无线通信***500所操作的工作频率其中之一重叠；换句话说，上述的差动近场通信信号的至少一个高频分量的频率会干扰上述无线通信***500所操作的工作频率其中之一。
请参考图1、图2与图4，通过近场通信电路100、200中的第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2，可将通过的差动近场通信信号中的高频谐波滤除，让这些高频谐波的分量不会跟无线通信***500的工作频率混合在一起。这使得当近场通信电路200与无线通信***500于通信装置10中同时运作时，无线通信***500的无线通信功能可以不被近场通信电路200的近场通信功能所干扰，进而提供通信装置较好的通信质量。
举例而言，如果无线通信***500为一全球移动***(GSM)，其无线通信功能的工作频率是GSM850通信标准中，频道189的下链(downlink)频率，也就是881.4MHz，此频率刚好会与基频分量(13.56MHz)的65倍高频谐波(13.56x65＝881.4MHz)相同。所以在此例中，当通信装置10在使用近场通信功能时，可通过第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2来将此65倍高频谐波滤除，以避免此高频谐波对无线通信功能的工作频率造成干扰，进而保证无线通信功能的收讯质量。
举另一例而言，如果无线通信***500为一全球移动***(GSM)，其无线通信功能的工作频率是GSM900通信标准中，频道3的下链频率，也就是935.6MHz，此频率刚好与基频分量的69倍高频谐波(13.56x69＝935.64MHz)相近，此时则同样可利用第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2来将此高频谐波滤除，使其不对无线通信功能的收讯造成干扰。
为了让第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2能够允许基频分量完整通过，同时准确地将高频谐波滤除，所以第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2的阻抗特性选择相当重要。在本发明的一实施例中，第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2的构造是完全相同的，因此第一铁氧磁珠B1及第二铁氧磁珠B2的各种阻抗特性与额定电流等特性完全相同，因此以下将只针对第一铁氧磁珠B1进行讨论。第二铁氧磁珠B2可比照第一铁氧磁珠B1。
第一铁氧磁珠B1的阻抗值(impedance)Z可以等效化为Z＝R+jX的式子来分析，其中R为第一铁氧磁珠B1的直流阻抗值(resistance)，X为第一铁氧磁珠B1的电抗值(reactance)，j为虚数单位。
以下请参照图3，图3是根据本发明的一实施例所绘示的第一铁氧磁珠B1的频率对应阻抗的示意图。图3中所绘示的曲线310是根据第一铁氧磁珠B1在各种频率下所呈现出来的阻抗值Z的绝对值所绘示，曲线320是根据第一铁氧磁珠B1在各种频率下所呈现出来的直流阻抗值R的绝对值所绘示，而曲线330则是根据第一铁氧磁珠B1在各种频率下所呈现出来的电抗值X的绝对值所绘示。
由于近场通信电路200的近场通信功能的工作频率(基频分量)为13.56MHz，所以在挑选第一铁氧磁珠B1的阻抗特性时，其对应到频率13.56MHz的阻抗值Z需小于第一临界值T1，且直流阻抗值R须小于或等于近场通信控制器110可接受的第三临界值T3，如此一来才能允许基频分量完整地通过而不造成衰减，进而保证近场通信功能的效能。而在每一个高频分量的频率附近(例如700～1000MHz，也就是一般通信标准中，无线通信功能的工作频率)时，第一铁氧磁珠B1的阻抗值Z须大于第二临界值T2，如此一来才可有效滤除其高频谐波分量，使近场通信功能在运作时，其高频谐波不会影响到无线通信功能的工作频率，进而保证无线通信功能的效能。
此外，第一铁氧磁珠B1的额定电流须大于第一引脚111的输出电流，而第二铁氧磁珠B2的额定电流须大于第二引脚112的输出电流，如此一来在近场通信电路200操作时才可避免因引脚的输出电流超过铁氧磁珠的额定电流而将铁氧磁珠烧毁。
综上所述，本发明提供一种通信装置与其近场通信电路，其中近场通信电路可通过本身电路中的铁氧磁珠将所发送的近场通信信号中的高频谐波先行滤除，以避免这些高频谐波对无线通信***的工作频率造成干扰，进而保证无线通信功能的质量。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
Claims (17)
1.一种近场通信电路，包括：
一第一接点；
一第二接点，其中该第一接点和该第二接点用于耦接一近场通信天线；
一第一铁氧磁珠，耦接该第一接点；
一第二铁氧磁珠，耦接该第二接点；以及
一近场通信控制器，包括一第一引脚和一第二引脚，该第一引脚和该第二引脚分别耦接该第一铁氧磁珠和该第二铁氧磁珠，该第一引脚和该第二引脚输出一差动近场通信信号以供该近场通信天线输出，该第一铁氧磁珠和该第二铁氧磁珠允许该差动近场通信信号其中的一基频分量通过并滤除该差动近场通信信号其中的多个高频分量，每一上述高频分量皆为该基频分量的高频谐波。
2.如权利要求1所述的近场通信电路，其中该基频分量的频率为该近场通信功能的工作频率，该近场通信功能的工作频率大于或等于13.553MHz而且小于或等于13.567MHz。
3.如权利要求2所述的近场通信电路，其中该近场通信电路用于一通信装置，该通信装置具有一无线通信***，且上述高频分量的频率其中的至少一频率与该无线通信***的工作频率其中之一重叠。
4.如权利要求1所述的近场通信电路，其中该第一铁氧磁珠和该第二铁氧磁珠的构造完全相同。
5.如权利要求4所述的近场通信电路，其中该第一铁氧磁珠在该基频分量的频率的阻抗值小于一第一临界值，而且该第一铁氧磁珠在每一上述高频分量的频率的阻抗值皆大于一第二临界值。
6.如权利要求4所述的近场通信电路，其中该第一铁氧磁珠的最大直流阻抗小于或等于该近场通信控制器可接受的一第三临界值。
7.如权利要求4所述的近场通信电路，其中该第一铁氧磁珠的额定电流大于该第一引脚的输出电流，而且该第二铁氧磁珠的额定电流大于该第二引脚的输出电流。
8.如权利要求1所述的近场通信电路，还包括：
一阻抗匹配电路，耦接于该第一引脚、该第二引脚和该近场通信天线之间，提供该近场通信控制器和该近场通信天线的阻抗匹配。
9.如权利要求8所述的近场通信电路，其中该第一引脚和该第二引脚输出的该差动近场通信信号为方波，而且该近场通信电路还包括：
一波形转换电路，耦接于该第一引脚、该第二引脚和该阻抗匹配电路之间，将该差动近场通信信号从该方波转换为一正弦波，其中该方波和该正弦波的频率皆和该基频分量相同。
10.一种通信装置，包括：
一无线通信***；以及
一近场通信电路，包括：
一第一接点；
一第二接点，其中该第一接点和该第二接点用于耦接一近场通信天线；
一第一铁氧磁珠，耦接该第一接点；
一第二铁氧磁珠，耦接该第二接点；以及
一近场通信控制器，包括一第一引脚和一第二引脚，该第一引脚和该第二引脚分别耦接该第一铁氧磁珠和该第二铁氧磁珠，该第一引脚和该第二引脚输出一差动近场通信信号以供该近场通信天线输出，该第一铁氧磁珠和该第二铁氧磁珠允许该差动近场通信信号其中的一基频分量通过并滤除该差动近场通信信号其中的多个高频分量，每一上述高频分量皆为该基频分量的高频谐波；
其中上述高频分量的频率其中的至少一频率与该无线通信***的工作频率其中之一重叠。
11.如权利要求10所述的通信装置，其中该基频分量的频率为该近场通信功能的工作频率，该近场通信功能的工作频率大于或等于13.553MHz而且小于或等于13.567MHz。
12.如权利要求10所述的通信装置，其中该第一铁氧磁珠和该第二铁氧磁珠的构造完全相同。
13.如权利要求12所述的通信装置，其中该第一铁氧磁珠在该基频分量的频率的阻抗值小于一第一临界值，而且该第一铁氧磁珠在每一上述高频分量的频率的阻抗值皆大于一第二临界值。
14.如权利要求12所述的通信装置，其中该第一铁氧磁珠的最大直流阻抗小于或等于该近场通信控制器可接受的一第三临界值。
15.如权利要求12所述的通信装置，其中该第一铁氧磁珠的额定电流大于该第一引脚的输出电流，而且该第二铁氧磁珠的额定电流大于该第二引脚的输出电流。
16.如权利要求10所述的通信装置，其中该近场通信电路还包括：
一阻抗匹配电路，耦接于该第一引脚、该第二引脚和该近场通信天线之间，提供该近场通信控制器和该近场通信天线的阻抗匹配。
17.如权利要求16所述的通信装置，其中该第一引脚和该第二引脚输出的该差动近场通信信号为方波，而且该近场通信电路还包括：
一波形转换电路，耦接于该第一引脚、该第二引脚和该阻抗匹配电路之间，将该差动近场通信信号从该方波转换为一正弦波，其中该方波和该正弦波的频率皆和该基频分量相同。
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