JP5807553B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ回路の共振周波数の温度補償を行う無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that performs temperature compensation of a resonance frequency of an antenna circuit.
従来から、無線通信による認証技術(RFID(Radio Frequency Identification))は、物流管理やクレジット決済等に広く用いられている。RFIDシステムでは、RFIDタグや非接触ICカードとリーダ/ライタとの間で無線通信が行われる。この無線通信により、RFIDタグ等とリーダ/ライタとは、内部に記憶したデータを交換することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, wireless communication authentication technology (RFID (Radio Frequency Identification)) has been widely used for logistics management, credit card payment, and the like. In the RFID system, wireless communication is performed between an RFID tag or a non-contact IC card and a reader / writer. Through this wireless communication, the RFID tag or the like and the reader / writer can exchange data stored therein.
また、近距離無線通信規格の一つとして、13MHz帯の周波数を用いたNFC(Near Field Communication)がある。NFCは、携帯電話等の電子機器への搭載が期待されている。NFCの普及が進めば、電子機器同士を近接させるだけで、これら電子機器間で無線通信が行われ、データ転送やデータ交換が簡単に行えるようになる。そのため、NFCは、非接触クレジット決済等、様々な用途への展開が現在検討されている。 As one of short-range wireless communication standards, there is NFC (Near Field Communication) using a frequency of 13 MHz band. NFC is expected to be installed in electronic devices such as mobile phones. As NFC becomes more widespread, wireless communication is performed between these electronic devices simply by bringing the electronic devices close to each other, and data transfer and data exchange can be easily performed. Therefore, NFC is currently being considered for various uses such as non-contact credit settlement.
従来、これら無線通信装置の一例として、下記の特許文献1に記載されたRFID装置がある。この無線通信装置では、ループアンテナの一端及び他端がRFID回路ブロックに接続されており、該RFID回路ブロック内で無線通信の処理が行われる。ループアンテナの一端と他端との間には同調用コンデンサが接続されており、ループアンテナと同調用コンデンサの特性で、同調周波数(共振周波数)が決まる。また、他端側には、整流用のダイオードが接続されている。
Conventionally, as an example of these wireless communication devices, there is an RFID device described in
RFID回路ブロックには、例えばASK変調方式による変調波からデータを復調する復調回路、負荷スイッチング用スイッチ回路、クロック抽出回路、無線通信プロトコルの上位レイヤを実現する通信制御部、メモリなどが内蔵されている。 The RFID circuit block includes, for example, a demodulation circuit that demodulates data from a modulated wave by an ASK modulation method, a load switching switch circuit, a clock extraction circuit, a communication control unit that realizes a higher layer of a wireless communication protocol, a memory, and the like. Yes.
また、RFID装置においては、同調用コンデンサと並列に、コンデンサと可変容量ダイオードの直列回路が接続されている。コンデンサと可変容量ダイオードの接続点には、制御部からコンデンサ容量を制御する電圧が供給される。 Further, in the RFID device, a series circuit of a capacitor and a variable capacitance diode is connected in parallel with the tuning capacitor. A voltage for controlling the capacitor capacity is supplied from the control unit to the connection point between the capacitor and the variable capacitance diode.
制御部は、温度特性の補償処理のために、周囲温度を検出する温度検出部及びメモリと接続される。メモリには、温度と同調周波数の補正値との対応が変換データ用テーブルとして記憶される。制御部は、温度検出部で検出された温度に応じた補正電圧値をメモリから読み出し、この補正電圧値を上記接続点に供給する電圧値に設定する。 The control unit is connected to a temperature detection unit that detects the ambient temperature and a memory for compensation processing of the temperature characteristics. The memory stores the correspondence between the temperature and the tuning frequency correction value as a conversion data table. The control unit reads a correction voltage value corresponding to the temperature detected by the temperature detection unit from the memory, and sets the correction voltage value to a voltage value supplied to the connection point.
上述の通り、従来の無線通信装置では、制御部が、温度検出部から検出温度を受け取り、メモリにアクセスして検出温度に応じた補正電圧値を読み出し、その後、接続点に供給していた。この一連の処理に起因して、共振周波数の温度補償を高速に行うことが難しいという問題点があった。 As described above, in the conventional wireless communication apparatus, the control unit receives the detection temperature from the temperature detection unit, accesses the memory, reads the correction voltage value corresponding to the detection temperature, and then supplies the correction voltage value to the connection point. Due to this series of processing, there is a problem that it is difficult to perform temperature compensation of the resonance frequency at high speed.
それゆえに、本発明の目的は、共振周波数の温度補償を高速に行うことが可能な無線通信装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus capable of performing temperature compensation of the resonance frequency at high speed.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る無線通信装置は、インダクタンス成分と、印加された電圧値の大きさにより容量値を変更可能な可変容量素子からなる容量成分とで構成されるLC共振回路を少なくとも含むアンテナ回路と、前記アンテナ回路と接続されるとともに、前記可変容量素子への制御電圧を生成するRFICチップと、前記可変容量素子と直列又は並列に接続されたサーミスタを含み、前記RFICチップで生成された制御電圧を温度補償して、温度補償済みの制御電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償回路と、を備えている。前記温度補償回路は、温度環境による前記可変容量素子の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境による前記サーミスタ自身の比抵抗の変化によって前記制御電圧を調整するものである。 In order to achieve the above object, a wireless communication device according to one embodiment of the present invention includes an inductance component and a capacitance component including a variable capacitance element whose capacitance value can be changed according to the magnitude of an applied voltage value. An antenna circuit including at least an LC resonance circuit, an RFIC chip that is connected to the antenna circuit and generates a control voltage to the variable capacitance element, and a thermistor connected in series or in parallel with the variable capacitance element. And a temperature compensation circuit that compensates the temperature of the control voltage generated by the RFIC chip and applies the temperature-compensated control voltage to the variable capacitance element. The temperature compensation circuit adjusts the control voltage according to a change in the specific resistance of the thermistor due to the temperature environment so as to cancel at least a part of the capacitance change of the variable capacitance element due to the temperature environment.
また、本発明の他の態様に係る無線通信装置は、インダクタンス成分と、印加された電圧値の大きさにより容量値を変更可能な可変容量素子からなる容量成分とで構成されるLC共振回路を少なくとも含むアンテナ回路と、前記アンテナ回路と接続されるRFICチップと、前記可変容量素子への制御電圧を生成する制御ICチップと、前記可変容量素子と直列または並列に接続されたサーミスタを含み、前記RFICチップで生成された制御電圧を温度補償して、温度補償済みの制御電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償回路と、を備えている。前記温度補償回路は、温度環境による前記可変容量素子の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境による前記サーミスタ自身の比抵抗の変化によって前記制御電圧を調整するものである。 A wireless communication apparatus according to another aspect of the present invention includes an LC resonance circuit including an inductance component and a capacitance component including a variable capacitance element that can change a capacitance value depending on the magnitude of an applied voltage value. Including at least an antenna circuit, an RFIC chip connected to the antenna circuit, a control IC chip for generating a control voltage to the variable capacitor, and a thermistor connected in series or in parallel with the variable capacitor, A temperature compensation circuit that compensates the temperature of the control voltage generated by the RFIC chip and applies the temperature-compensated control voltage to the variable capacitance element. The temperature compensation circuit adjusts the control voltage according to a change in the specific resistance of the thermistor due to the temperature environment so as to cancel at least a part of the capacitance change of the variable capacitance element due to the temperature environment.
本発明の各態様では、温度補償回路が、サーミスタの抵抗値の温度特性を利用して、周囲温度に応じて大きさが異なる制御電圧を可変容量素子に与えている。したがって、各態様では、周囲温度の検出と可変容量素子の容量値の温度補償とが実質的に同時に行われる。それゆえ、従来のような制御部の処理を不要として、共振周波数の温度補償を高速に行うことが可能となる。 In each aspect of the present invention, the temperature compensation circuit uses the temperature characteristic of the resistance value of the thermistor to apply a control voltage having a different magnitude depending on the ambient temperature to the variable capacitance element. Therefore, in each aspect, detection of the ambient temperature and temperature compensation of the capacitance value of the variable capacitance element are performed substantially simultaneously. Therefore, it is possible to perform the temperature compensation of the resonance frequency at high speed without requiring the conventional processing of the control unit.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る無線通信装置について、図1〜図6を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a wireless communication apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1において、無線通信装置1は、例えばNFCのような無線通信規格に準拠しており、少なくとも、アンテナ回路11と、RFICチップ12と、複数の抵抗素子13(図示は5個の抵抗素子13a,13b,13c,13d,13e)と、温度補償回路14と、を備えている。
In FIG. 1, a
アンテナ回路11は、アンテナコイル15と、コンデンサ16と、可変容量素子17とからなる並列LC共振回路である。アンテナコイル15は、例えば、所定値のインダクタンス成分を有する積層コイル又は薄膜コイルからなる。コンデンサ16は、固定容量値を有する同調用コンデンサであり、例えばセラミック積層コンデンサからなる。
The antenna circuit 11 is a parallel LC resonance circuit including an antenna coil 15, a
可変容量素子17は、ノードN2を介して印加された制御電圧Vdの大きさにより、自身の容量値を変更する。より具体的には、図2に示すように、制御電圧Vdの大きさにより容量値が減少し、かつ、周囲温度の上昇に伴って容量値が増加する特性を有する。図2では、周囲温度が−25,25,80[℃]の場合における容量値の変化を示している。このような場合、周囲温度の上昇に応じて制御電圧Vdを大きくすれば、可変容量素子17の温度特性を補償でき、その結果、アンテナ回路11の共振周波数を補償することが可能となる。
The
本実施形態では、並列LC共振回路は、アンテナコイル15のインダクタンス成分と、コンデンサ16及び可変容量素子17からなる容量成分と、で構成される。しかし、アンテナコイル15と可変容量素子17とで所望の共振周波数の可動範囲が得られるのであれば、アンテナ回路11にコンデンサ16を設けなくとも構わない。この場合、並列LC共振回路は、アンテナコイル15のインダクタンス成分と、可変容量素子17からなる容量成分と、で構成される。
In the present embodiment, the parallel LC resonance circuit includes an inductance component of the antenna coil 15 and a capacitance component including the
ここで、図1を再度参照する。アンテナ回路11の各素子値は、無線通信装置1がNFCに準拠する場合には、13MHz帯の周波数で共振するよう設計される。このアンテナ回路11は、アンテナコイル15が通信相手側の無線通信機器(以下、単に「通信相手」という)に備わるアンテナコイルと磁気結合することにより、通信相手と信号の送受を行う。
Reference is now made to FIG. 1 again. Each element value of the antenna circuit 11 is designed to resonate at a frequency of 13 MHz band when the
RFICチップ12は、例えば制御ICチップからベースバンド信号を受信し、所定のデジタル変調方式に従って、受信ベースバンド信号を所定の高周波数帯(例えば13MHz帯)の送信信号に変換してアンテナ回路11に出力する。また、RFICチップ12は、同デジタル変調方式に従って、アンテナ回路11での受信した高周波信号をベースバンド信号に変換して例えば制御ICチップに送信する。
The
また、無線通信装置1は、NFCに準拠する場合、カードエミュレーションモードやリーダ/ライタモードで動作可能である。RFICチップ12は、カードエミュレーションモードの場合、パッシブ動作する。具体的には、RFICチップ12は、信号受信時、アンテナコイル15の受信信号から電源電圧を生成すると共に、受信データを復調する。RFICチップ12は、送信時、アンテナ回路11に接続される負荷を切り替えて、アンテナ回路11を介して通信相手(つまりリーダ/ライタ)に送信信号を出力する。リーダ/ライタモードの場合、RFICチップ12は、アクティブ動作する。具体的には、RFICチップ12は、信号送信時、搬送波を送信データで変調して得られる送信信号を、アンテナ回路11を介して通信相手(ICカード)に送信する。また、RFICチップ12は、信号受信時、通信相手(ICカード)の負荷変動をアンテナコイル15の負荷変動として検出し、その後、通信相手の送信信号を受信する。
In addition, the
上述の動作モードに応じて、RFICチップ12からアンテナ回路11を見たインピーダンスは変化するので、動作モードに応じてアンテナ回路11の共振周波数が最適になるように、可変容量素子17の容量値が制御される。この制御のために、RFICチップ12は、複数個の汎用入出力(GPIO:(General Purpose Input Output)ポートP(例えば5個の汎用入出力ポートP1〜P5)を有する。
Since the impedance when the antenna circuit 11 is viewed from the
上述の汎用入出力ポートP1〜P5に抵抗素子13a〜13eの一方端が結線される。また、抵抗素子13a〜13eの全ての他方端はノードN1(言い換えると、温度補償回路14の入力端子)に結線される。ここで、抵抗素子13a〜13eの抵抗値をR1〜R5とすると、R1〜R5は、それらの中の最も小さな抵抗値を基準として、2の累乗の比率で定められる。例えば、R1:R2:R3:R4:R5=1:2:4:8:16となる。具体例を挙げると、R1が10[kΩ]の場合、R2は20[kΩ]であり、R5は160[kΩ]である。 One ends of resistance elements 13a to 13e are connected to the general-purpose input / output ports P1 to P5. Further, all the other ends of the resistance elements 13a to 13e are connected to the node N1 (in other words, the input terminal of the temperature compensation circuit 14). Here, if the resistance values of the resistance elements 13a to 13e are R1 to R5, R1 to R5 are determined at a power of 2 ratio with the smallest resistance value among them as a reference. For example, R1: R2: R3: R4: R5 = 1: 2: 4: 8: 16. As a specific example, when R1 is 10 [kΩ], R2 is 20 [kΩ] and R5 is 160 [kΩ].
ここで、RFICチップ12の動作の一例を説明する。RFICチップ12は、汎用入出力ポートP1〜P5の中のいくつかを選択し、選択したものをハイレベル(電源電圧)に設定し、残りをローレベル(グランド電圧)に設定する。例えば、汎用入出力ポートP1がハイレベルで、残りの汎用入出力ポートP2〜P5がすべてローレベルであれば、抵抗素子13aが抵抗分圧回路21の上アームを構成し、抵抗素子13b〜13eがその下アームを構成する。したがって、各汎用入出力ポートP1〜P5の電圧値に応じて、抵抗素子13a〜13eは抵抗分圧回路21として作用する。この抵抗分圧回路21は、現在の分圧比で、電源電圧値を分圧して出力する。この出力電圧が制御電圧VoとしてノードN1に現れる。ここで、抵抗値R1〜R5は、上述の通りの比率で定められているので、分圧比は、汎用入出力ポートP1〜P5のハイレベルおよびローレベルの組み合わせ数、つまり2の5乗(=32)通りある。このように、本RFICチップ12は、異なる大きさの制御電圧Voを出力可能であり、これにより、動作モードに応じて可変容量素子17の容量値を制御可能である。
Here, an example of the operation of the
なお、本実施形態では、各抵抗素子13a〜13eの抵抗値を、最も小さな抵抗値を基準として2の累乗の比率で定めることによって、RFICチップ12は、制御電圧Voを一定間隔で連続的に変化させることが可能である。しかし、制御電圧Voは、これに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
温度補償回路14は、サーミスタ18と、分圧抵抗19,20とを含んでいる。サーミスタ18は、NTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタであり、ノードN1,N2の間に接続される。ここで、サーミスタ18の抵抗値T1は、図3に示すように、周囲温度の上昇に伴って概ね線形に減少する特性を有する。分圧抵抗19は、抵抗値D1を有しており、サーミスタ18に並列接続される。また、分圧抵抗20は、抵抗値D2を有する。分圧抵抗20の一方端は、ノードN2と電気的に接続されており、他方端は接地される。
The temperature compensation circuit 14 includes a
以上の温度補償回路14は、ノードN1に現れる制御電圧Voを入力とし、該入力制御電圧Voを分圧して、温度補償済みの制御電圧Vdを出力する。ここで、制御電圧Vdは、温度補償回路14の分圧抵抗20の両端に現れる電圧に等しく、次式(1)で表される。
The above temperature compensation circuit 14 receives the control voltage Vo appearing at the node N1, and divides the input control voltage Vo to output the temperature compensated control voltage Vd. Here, the control voltage Vd is equal to the voltage appearing at both ends of the
Vd=Vo・D2/{D1・T1/(D1+T1)+D2} …(1) Vd = Vo · D2 / {D1 · T1 / (D1 + T1) + D2} (1)
ここで、図4は、周囲温度に対する、温度補償済みの制御電圧Vdの変化を例示するグラフである。図4において、各制御電圧Vdは、周囲温度が25[℃]の場合のVdを1とした場合の比率で表されている。図3のような温度特性のNTCサーミスタを用いて、図1に示すような回路構成の温度補償回路14を採用することで、周囲温度の上昇に伴って大きくなる、温度補償済みの制御電圧Vdが可変容量素子17に印加される。
Here, FIG. 4 is a graph illustrating the change of the temperature-compensated control voltage Vd with respect to the ambient temperature. In FIG. 4, each control voltage Vd is expressed as a ratio when Vd is 1 when the ambient temperature is 25 [° C.]. By using the temperature compensation circuit 14 having the circuit configuration shown in FIG. 1 using the NTC thermistor having the temperature characteristics as shown in FIG. 3, the temperature compensated control voltage Vd increases as the ambient temperature rises. Is applied to the
(第1の実施形態の作用・効果)
以上説明したように、本実施形態では、可変容量素子17は、図2に示すように、印加電圧が大きくなると容量値が減少し、かつ、周囲温度上昇に応じて容量値が増加する特性を有する。この可変容量素子17の温度特性、ひいてはアンテナ回路11の共振周波数の温度特性を、温度補償済みの制御電圧Vd(図4を参照)で補償する。より具体的には、温度補償回路14は、温度環境による可変容量素子17の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境によるサーミスタ18自身の比抵抗の変化によって制御電圧Voを調整して、温度補償済みの制御電圧Vdを生成する。したがって、図5の実線で示すように、周囲温度に関わらず可変容量素子17の容量値を実質的にフラットにすることができる。なお、図5には、対比のために、温度補償無しの場合における可変容量素子17の容量値が点線で示されている。
(Operation and effect of the first embodiment)
As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
温度補償回路14は、図3に示す温度特性を有するサーミスタ18と、分圧抵抗19,20とを含んでおり、入力制御電圧Voを分圧して、温度補償済みの制御電圧Vdを生成する。以上のように、本実施形態では、サーミスタ18により、周囲温度の検出と可変容量素子17の温度補償とが実質的に同時に行われている。したがって、従来のような制御部の処理が不要となるため、共振周波数の温度補償をより高速に行うことが可能となる。
The temperature compensation circuit 14 includes a
また、本実施形態では、サーミスタ18として、広い周囲温度にわたって概ね線形な温度特性(図3を参照)を有するNTCサーミスタが用いられる。これにより、広い温度範囲にわたって可変容量素子17の容量値の温度補償が可能となる。
In this embodiment, the
(付記)
なお、温度補償回路14は、図1に示す回路構成に限らず、サーミスタ18がノードN1,N2間に直列に接続されていれば、温度補償に必要となる線形性や非線形性に応じて、図6(A)〜(D)に示すような回路構成を採っても構わない。もし即応性を優先する場合には、温度補償回路14としては、図6(A)の回路構成を採用することが好ましい。
(Appendix)
The temperature compensation circuit 14 is not limited to the circuit configuration shown in FIG. 1, and if the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る無線通信装置について、図7〜図10を参照して説明する。図7の無線通信装置5は、図1の無線通信装置1と比較すると、可変容量素子17及び温度補償回路14に代えて可変容量素子51及び温度補償回路52を備える点で相違する。それ以外に、両無線通信装置1,5の間に相違点は無いので、図7において、図1の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a radio communication apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
可変容量素子51は、ノードN2を介して印加された温度補償済みの制御電圧Veの大きさにより、自身の容量値を変更する。より具体的には、図8に示すように、制御電圧Veの大きさにより容量値が減少し、かつ、周囲温度の降下に伴って容量値が増加する特性を有する。このような場合、周囲温度の上昇に応じて制御電圧Veを小さくすれば、可変容量素子51の容量値の温度特性を補償でき、その結果、アンテナ回路11の共振周波数を補償することが可能となる。
The
なお、本実施形態でも、アンテナコイル15と可変容量素子51とで所望の共振周波数の可動範囲が得られるのであれば、アンテナ回路11にコンデンサ16を設けなくとも構わない。
In the present embodiment as well, the
温度補償回路52は、分圧抵抗53,54と、サーミスタ55とを含む。分圧抵抗53は、抵抗値D3を有しており、ノードN1,N2の間に接続される。また、分圧抵抗54は抵抗値D4を有する。サーミスタ55は、NTCサーミスタであり、その抵抗値T2は、サーミスタ18の抵抗値T1と同様の温度特性を有する(図3を参照)。以上の分圧抵抗54とサーミスタ55とにより並列回路が構成され、この並列回路はノードN2とグランドの間に接続される。
ここで、ノードN1への印加電圧値(温度補償回路52への入力電圧値)Voと、ノードN2に現れる電圧(温度補償済みの制御電圧)Veとの関係は、次式(2)で表される。 Here, the relationship between the applied voltage value to the node N1 (input voltage value to the temperature compensation circuit 52) Vo and the voltage appearing at the node N2 (temperature compensated control voltage) Ve is expressed by the following equation (2). Is done.
Ve=Vo・T2・D4/{D3(T2+D4)+T2・D4} …(2) Ve = Vo · T2 · D4 / {D3 (T2 + D4) + T2 · D4} (2)
ここで、図9は、周囲温度に対する、制御電圧Veの変化を例示するグラフである。各制御電圧Veは、周囲温度が25[℃]の場合のVeを1とした場合の比率で表されている。図3のような温度特性のNTCサーミスタを用い、図9のような回路構成の温度補償回路52を採用することにより、周囲温度の上昇に伴って小さくなる、温度補償済みの制御電圧Veが可変容量素子51に印加される。
Here, FIG. 9 is a graph illustrating the change of the control voltage Ve with respect to the ambient temperature. Each control voltage Ve is represented by a ratio when Ve is 1 when the ambient temperature is 25 [° C.]. By using the NTC thermistor having the temperature characteristics as shown in FIG. 3 and adopting the
(第2の実施形態の作用・効果)
以上の通り、本実施形態では、温度補償回路52は、可変容量素子51の容量値の温度特性を制御電圧Ve(図9を参照)により補償する。ここで、温度補償回路52は、図7に示す温度特性を有するサーミスタ55と、分圧抵抗53,54とを含んでおり、可変容量素子51の容量値の温度補償が可能な制御電圧Veを生成する。より具体的には、温度補償回路52は、温度環境による可変容量素子51の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境によるサーミスタ55自身の比抵抗の変化によって制御電圧Voを調整して、温度補償済みの制御電圧Veを生成する。ここで、制御電圧Veは、分圧抵抗54及びサーミスタ55からなる並列回路(図7参照)の両端に現れる電圧に等しい。以上のように、本実施形態でも、周囲温度の検出と可変容量素子51の温度補償とが実質的に同時に行われるため、共振周波数の温度補償をより高速に行うことが可能となる。
(Operation / Effect of Second Embodiment)
As described above, in the present embodiment, the
ところで、市場に流通する可変容量素子の大半は図8のような温度特性を有する。本実施形態では、このような温度特性の可変容量素子51が用いられるため、無線通信装置5の小型化が容易になる。
By the way, most of the variable capacitance elements in the market have temperature characteristics as shown in FIG. In the present embodiment, since the
また、本実施形態では、サーミスタ55としてNTCサーミスタが用いられるため、第1の実施形態と同様に、広い温度範囲にわたってインダクタンス成分と、印加された電圧値の大きさにより容量値を変更可能な可変容量素子51からなる容量成分とで構成されるLC共振回路を少なくとも含むアンテナ回路11と、前記アンテナ回路11と接続されるとともに、前記可変容量素子51への制御電圧を生成するRFICチップ12と、前記可変容量素子51と直列又は並列に接続されたサーミスタ55を含み、前記RFICチップ12で生成された制御電圧を温度補償して、温度補償済みの制御電圧を前記可変容量素子51に印加する温度補償回路52と、を備え、前記温度補償回路52は、温度環境による前記可変容量素子の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境による前記サーミスタ55自身の比抵抗の変化によって前記制御電圧を調整するものである。
Further, in the present embodiment, since an NTC thermistor is used as the
(付記)
なお、温度補償回路52は、図7に示す回路構成に限らず、サーミスタ55がノードN2とグランドの間に接続されていれば、温度補償に必要となる線形性や非線形性に応じて、図10(A)〜(D)に示すような回路構成を採っても構わない。ここで、即応性を優先する場合には、温度補償回路52としては、図10(A)の回路構成を採用することが好ましい。
(Appendix)
Note that the
(第3の実施形態)
次に、図11を参照して、本発明の第3の実施形態に係る無線通信装置を説明する。
(Third embodiment)
Next, a wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
上記無線通信装置1(第1の実施形態を参照)は、RFICチップ12により制御電圧Voを生成していた。それに対し、図11に示す無線通信装置7は、無線通信装置1と比較すると、RFICチップ12に代えてRFICチップ71を備える点と、制御ICチップ72をさらに備える点と、で相違する。それゆえ、図11において、図1の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
In the wireless communication device 1 (see the first embodiment), the control voltage Vo is generated by the
RFICチップ71は、制御ICチップ72からベースバンド信号を受信し、所定のデジタル変調方式に従って、受信ベースバンド信号を所定の高周波数帯(例えば13MHz帯)の送信信号に変換してアンテナ回路11に出力する。また、RFICチップ71は、同デジタル変調方式に従って、アンテナ回路11で受信した高周波信号をベースバンド信号に変換して制御ICチップ72に送信する。
The RFIC chip 71 receives a baseband signal from the
制御ICチップ72は、送信すべきベースバンド信号を生成して、RFICチップ71に出力するとともに、RFICチップ71から入力されるベースバンド信号を処理する。制御ICチップ72はさらに、第1の実施形態で説明したものと同様の手法で、制御電圧Voを生成する。この制御電圧Voが温度補償回路14に出力される。
The
以上の構成により、無線通信装置7は、第1の実施形態と同様の作用・効果を奏する。 With the above configuration, the wireless communication device 7 has the same operations and effects as those of the first embodiment.
(第4の実施形態)
次に、図12を参照して、本発明の第4の実施形態に係る無線通信装置を説明する。
(Fourth embodiment)
Next, with reference to FIG. 12, the radio | wireless communication apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention is demonstrated.
上記無線通信装置5(第2の実施形態を参照)は、RFICチップ12により制御電圧Voを生成していた。それに対し、図12に示す無線通信装置9は、無線通信装置5と比較すると、RFICチップ12に代えてRFICチップ71を備える点と、制御ICチップ72をさらに備える点と、で相違する。それゆえ、図12において、図7の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
In the wireless communication device 5 (see the second embodiment), the
また、RFICチップ71及び制御ICチップ72は、第3の実施形態で説明した通りであるため、それぞれの説明を省略する。ただし、制御電圧Voの出力先が温度補償回路52となる点は、第3の実施形態のそれとは相違する。
Further, since the RFIC chip 71 and the
以上の構成により、無線通信装置9は、第2の実施形態と同様の作用・効果を奏する。 With the above configuration, the wireless communication device 9 has the same operations and effects as those of the second embodiment.
本実施形態に係る無線通信装置は、アンテナ回路の共振周波数を高速に温度補償可能で、リーダ/ライタ装置、RFIDタグ、非接触ICカード又は携帯電話等に適用可能である。 The wireless communication device according to the present embodiment can compensate temperature of the resonance frequency of the antenna circuit at high speed, and can be applied to a reader / writer device, an RFID tag, a non-contact IC card, a mobile phone, or the like.
1,5,7,9 無線通信装置
11 アンテナ回路
15 アンテナコイル
17,51 可変容量素子
12,71 RFICチップ
13 抵抗素子
14,52 温度補償回路
18,55 サーミスタ
19,20,53,54 分圧抵抗
21 抵抗分圧回路
72 制御ICチップ
1, 5, 7, 9 Wireless communication device 11 Antenna circuit 15
Claims (5)
前記アンテナ回路と接続されるとともに、前記可変容量素子への制御電圧を生成するRFICチップと、
前記可変容量素子と直列又は並列に接続されたサーミスタを含み、前記RFICチップで生成された制御電圧を温度補償して、温度補償済みの制御電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償回路と、を備え、
前記温度補償回路は、温度環境による前記可変容量素子の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境による前記サーミスタ自身の比抵抗の変化によって前記制御電圧を調整するものである、無線通信装置。 An antenna circuit including at least an LC resonance circuit including an inductance component and a capacitance component including a variable capacitance element capable of changing a capacitance value according to the magnitude of an applied voltage value;
An RFIC chip connected to the antenna circuit and generating a control voltage to the variable capacitance element;
A temperature compensation circuit including a thermistor connected in series or in parallel with the variable capacitance element, temperature-compensating a control voltage generated by the RFIC chip, and applying a temperature-compensated control voltage to the variable capacitance element; With
The temperature compensation circuit adjusts the control voltage according to a change in specific resistance of the thermistor due to a temperature environment so as to cancel at least a part of a capacitance change of the variable capacitance element due to the temperature environment. apparatus.
前記アンテナ回路と接続されるRFICチップと、
前記可変容量素子への制御電圧を生成する制御ICチップと、
前記可変容量素子と直列または並列に接続されたサーミスタを含み、前記RFICチップで生成された制御電圧を温度補償して、温度補償済みの制御電圧を前記可変容量素子に印加する温度補償回路と、を備え、
前記温度補償回路は、温度環境による前記可変容量素子の容量変化の少なくとも一部を相殺するように、温度環境による前記サーミスタ自身の比抵抗の変化によって前記制御電圧を調整するものである、無線通信装置。 An antenna circuit including at least an LC resonance circuit including an inductance component and a capacitance component including a variable capacitance element capable of changing a capacitance value according to the magnitude of an applied voltage value;
An RFIC chip connected to the antenna circuit;
A control IC chip for generating a control voltage to the variable capacitance element;
A temperature compensation circuit including a thermistor connected in series or in parallel with the variable capacitance element, temperature-compensating a control voltage generated by the RFIC chip, and applying a temperature-compensated control voltage to the variable capacitance element; With
The temperature compensation circuit adjusts the control voltage according to a change in specific resistance of the thermistor due to a temperature environment so as to cancel at least a part of a capacitance change of the variable capacitance element due to the temperature environment. apparatus.
前記温度補償回路はさらに、少なくとも1つの分圧抵抗素子を含んでおり、前記RFICチップからの制御電圧を該NTCサーミスタ及び該分圧抵抗素子で分圧して、温度補償済みの制御電圧を生成する、請求項1又は2に記載の無線通信装置。 The thermistor is an NTC thermistor having a negative temperature coefficient;
The temperature compensation circuit further includes at least one voltage dividing resistor element, and the control voltage from the RFIC chip is divided by the NTC thermistor and the voltage dividing resistor element to generate a temperature compensated control voltage. The wireless communication apparatus according to claim 1 or 2.
前記可変容量素子は、周囲温度の上昇に伴って容量値が増加する特性を有し、
前記温度補償回路は、周囲温度の上昇に伴って大きくなる、温度補償済みの制御電圧を生成する、請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信装置。 The variable capacitance element and the thermistor are connected in series,
The variable capacitance element has a characteristic that the capacitance value increases as the ambient temperature increases,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the temperature compensation circuit generates a temperature-compensated control voltage that increases with an increase in ambient temperature.
前記可変容量素子は、周囲温度の上昇に伴って容量値が低下する特性を有し、
前記温度補償回路は、周囲温度の上昇に伴って小さくなる、温度補償済みの制御電圧を生成する、請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信装置。 The variable capacitance element and the thermistor are connected in parallel,
The variable capacitance element has a characteristic that the capacitance value decreases as the ambient temperature increases,
The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the temperature compensation circuit generates a temperature-compensated control voltage that decreases as the ambient temperature increases.
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