天線調節(jié)電路、天線調節(jié)方法及通信單元的制作方法
【專利摘要】一種天線調節(jié)電路，包括：驅動部分，其向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及控制部分，其基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
【專利說明】天線調節(jié)電路、天線調節(jié)方法及通信單元
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種調節(jié)天線的諧振頻率的天線調節(jié)電路、天線調節(jié)方法和通信單
J Li ο
【背景技術】
[0002]近年來，經常使用被稱為近場通信(NFC)的通信技術。近場通信是其通信范圍大約幾十厘米的非接觸通信。在日本，這樣的通信技術的示例包括FeliCa(注冊商標)。經常在諸如IC卡和便攜式電話中提供近場通信的通信功能，可以在一種裝置上持有所述IC卡和便攜式電話，由此諸如在通過包括火車的交通運輸部門的檢票口(ticket gate)時以及在進入大樓時執(zhí)行驗證?，F(xiàn)在，例如，通過將這樣的近場通信用于電子貨幣，已經進一步擴展了近場通信的應用。
[0003]具有近場通信功能的這樣的IC卡、便攜式電話(通信單元)等中包括諸如天線以及用于通過天線發(fā)送和接收數據的電路。對于這樣的天線、電路等等，已經進行了各種研究，例如，如在日本專利登記N0.3874145、N0.4379446和N0.4609394中公開的。

【發(fā)明內容】

[0004]在近場通信中，天線的諧振頻率是對通信屬性施加影響的重要參數。因此，在用于近場通信的通信單元的生產過程中，將天線并入通信單元中，隨后調節(jié)天線的諧振頻率以便允許該諧振頻率落入預定頻率范圍內。在執(zhí)行調節(jié)時，期望以簡單方式有效地調節(jié)諧振頻率。
[0005]期望提供一種能夠以簡單方式有效地調節(jié)天線的諧振頻率的天線調節(jié)電路、天線調節(jié)方法和通信單元。
[0006]根據本技術實施例的天線調節(jié)電路包括:驅動部分，其向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及控制部分，其基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
[0007]根據本技術實施例的天線調節(jié)方法包括:向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
[0008]根據本技術實施例的通信單元包括:天線；使用天線執(zhí)行通信的通信部分；以及天線調節(jié)電路。天線調節(jié)電路包括:驅動部分，其向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及控制部分，其基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值
[0009]在根據本技術的上述實施例的天線調節(jié)電路、天線調節(jié)方法和通信單元中，設置可變電容的電容值，由此調節(jié)天線的諧振頻率。當向可變電容輸入交流驅動信號時，基于從該可變電容輸出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
[0010]根據本技術的上述實施例中的天線調節(jié)電路、天線調節(jié)方法和通信單元，基于從可變電容輸出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。因此，可以以簡單方式有效地調節(jié)天線的諧振頻率。[0011]將理解，上面的整體描述和下面的具體描述兩者都是示例性的，并且意圖提供對要求保護的技術的進一步解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]包括附圖以便提供對本公開的進一步理解，附圖被并入并且組成說明書的一部分。附圖圖示了實施例，并且與說明書一起用來解釋本技術原理。
[0013]圖1是圖示根據本技術實施例的便攜式電話的配置示例的框圖。
[0014]圖2是圖示圖1中所示的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0015]圖3是圖示圖2中所示的天線的特性示例的特性圖；
[0016]圖4是圖示圖1中所示的非接觸通信部分中的調節(jié)操作的示例的流程圖。
[0017]圖5A和5B是圖示圖2中所示的驅動部分的操作示例的解釋圖。
[0018]圖6是圖示圖2中所示的非接觸通信部分的調節(jié)操作的示例的解釋圖
[0019]圖7是圖示根據修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0020]圖8是圖示根據另一修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0021]圖9是圖示根據另一修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0022]圖10是圖示根據另一修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0023]圖11是圖示根據另一修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0024]圖12是圖示根據另一修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
[0025]圖13是圖示根據另一修改的非接觸通信部分的配置示例的電路圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將參考附圖詳細描述本技術的實施例。
[0027][配置示例]
[0028](整體配置示例)
[0029]圖1圖示了根據實施例的便攜式電話(便攜式電話I)的配置示例。該便攜式電話I以非接觸方式執(zhí)行近場通信。將注意，通過本實施例具體化根據本技術實施例的天線調節(jié)方法和通信單元的每個，并且因此將在這里一起進行描述。
[0030]便攜式電話I包括無線通信部分11、非接觸通信部分20、聲音輸入部分13、聲音輸出部分14、操作部分15、顯示部分16和控制部分17。
[0031]無線通信部分11與便攜式電話的基站執(zhí)行用于語音呼叫的無線通信。
[0032]非接觸通信部分20與外部通信單元執(zhí)行近場通信。如后面將詳細描述的，非接觸通信部分20包括天線21、以及調節(jié)天線21的諧振頻率的天線調節(jié)電路30。
[0033]此外，非接觸通信部分20具有兩種操作模式，即:天線調節(jié)模式Ml和正常操作模式M2。天線調節(jié)模式Ml是調節(jié)天線21的諧振頻率的操作模式，并且用在便攜式電話I的生產過程中。正常操作模式M2是通過使用天線調節(jié)模式Ml的調節(jié)結果執(zhí)行非接觸通信的操作模式，非接觸通信部分20在便攜式電話I被用戶使用時通常以該操作模式操作。
[0034]聲音輸入部分13和聲音輸出部分14是使得用戶能夠通過使用便攜式電話I進行語音呼叫的部分。聲音輸入部分13是麥克風，聲音輸出部分14是揚聲器。操作部分15是被提供來操作便攜式電話I的部分。顯示部分16是被提供來顯示便攜式電話I的狀態(tài)的部分。
[0035]控制部分17執(zhí)行預定處理，由此控制無線通信部分11、非接觸通信部分20、聲音輸入部分13、聲音輸出部分14、操作部分15和顯不部分16。
[0036](非接觸通信部分20)
[0037]圖2圖示了非接觸通信部分20的配置示例。非接觸通信部分20包括:天線21、通信電路22、電容性器件C9、電容性組(capacitive bank) 23、電容性組設置電路24、以及天線調節(jié)電路30。
[0038]天線21是用于在正常操作模式M2下通過與外部通信單元的近場通信發(fā)送和接收數據的天線。在該實施例中，對于天線21，通過電感器L21和電容性器件C21的并聯(lián)連接來表示等效電路。換句話說，電感器L21的第一端和電容性器件C21的第一端彼此連接，電感器L21的第二端和電容性器件C21的第二端彼此連接。
[0039]圖3圖示了天線21兩端之間的阻抗的相位特性的示例。隨著頻率升高，相位Θ從大約90度開始降低，并且在頻率fo到達大約O度之后，相位Θ朝向近似負90度降低。換句話說，天線21在頻率fo (諧振頻率)處執(zhí)行平行諧振。
[0040]通信電路22是在正常操作模式M2下通過與外部通信電路的近場通信發(fā)送和接收數據的電路。該通信電路22經由電容性器件Cl連接到天線21的第一端。在該實施例中，通信電路22通過使用大約13.56[MHz]的載波與外部通信電路通信。另外，通信電路22與控制部分17交換要發(fā)送或接收的數據DATA?；谠撆渲?，通信電路22通過天線21將控制部分17提供的數據DATA發(fā)送給外部通信電路，或者利用天線21接收外部通信電路發(fā)送的數據并將所接收的數據提供給控制部分17作為數據DATA。
[0041]提供電容性器件C9和電容性組23以進行調節(jié)，由此使得天線21的諧振頻率更接近目標頻率ftgt。該目標頻率ftgt是由近場通信中的通信屬性確定的參數，并且例如是大約13.9[MHz]。提供電容性器件C9以使得天線21的諧振頻率更接近目標頻率ftgt，提供電容性組23以進行細微調節(jié)，由此使得諧振頻率進一步更接近目標頻率ftgt。
[0042]對于電容性器件C9，第一端通過電容性器件C2連接到天線21的第一端，而第二端通過電容性器件C3連接到天線21的第二端。
[0043]電容性組23具有電容性器件C(I)到C(N)以及開關SW(I)到SW(N),其中N是自然數。對于電容性器件C(I)到C(N)，第一端彼此連接并且還連接到電容性器件C9的第一端，第二端連接到相應開關SW(I)到SW(N)的第一端。對于開關SW(I)到SW(N),第一端連接到相應電容性器件C(I)到C(N)的第二端，開關SW(I)到SW(N)的第二端彼此連接并且還連接到的電容性器件C9第二端。
[0044]各個電容性器件C(I)到C(N)的電容值被加權為例如1:2:4:...:2Ν'如后面將描述的，開關SW(I)到SW(N)具有充分低于對應電容性器件C(I)到C(N)的阻抗的導通電阻，由此增加天線的Q因數(質量因數)。具體地，開關SW⑴到SW(N)的導通電阻被加權為例如2Ν4:...: 4:2:1。這允許電容性器件C (η) (“η”為從I到N且包括I和N在內的任一值)的電容值與連接到電容性器件C(η)的開關SW(η)的導通電阻的乘積變得近似恒定，而不依賴于“η”。
[0045]在該實施例中，電容性組23與電容性組設置電路24和天線調節(jié)電路30被集成到一個芯片中，但不限于此。例如，可以將電容性組23、電容性組設置電路24和天線調節(jié)電路30中的一個或多個配置為單獨的芯片。在電容性組23被提供為單獨的芯片的一個實施例中，例如可以使用麗IC (單片微波集成電路)。
[0046]電容性組設置電路24設置電容性組23的電容值。電容性組設置電路24具有存儲器M24。存儲器M24是非易失性存儲器，并且保持被用來設置電容性組23中的開關SW(I)到SW(N)中的每個的導通/斷開的數據。
[0047]如后面將描述的，在天線調節(jié)模式Ml下，電容性組設置電路24通過基于從調節(jié)控制電路34提供的控制信號CTL控制電容性組23的開關SW(I)到SW(N)中的每個，來設置電容性組23的電容值。電容性組設置電路24基于來自調節(jié)控制電路34的指令，將調節(jié)結果存儲在存儲器M24中。此外，在正常操作模式M2下，電容性組設置電路24通過基于在存儲器M24中存儲的數據控制電容性組23的開關SW(I)到SW(N)中的每個，來設置電容性組23的電容值。
[0048]在天線調節(jié)模式Ml下，天線調節(jié)電路30是基于時鐘信號CLK調節(jié)天線21的諧振頻率的電路。天線調節(jié)電路30包括:驅動部分31、比較器32、相位比較電路33和調節(jié)控制電路34。
[0049]時鐘信號CLK是在高電平和低電平之間改變的邏輯信號，并且時鐘信號CLK的頻率與天線21的諧振頻率的目標頻率ftgt相同。在調節(jié)天線21的諧振頻率(天線調節(jié)模式MD時，從便攜式電話I的外部提供該時鐘信號CLK。
[0050]驅動部分31包括逆變器INV，晶體管N1、N2、P1和P2，以及電流源CS。逆變器INV將時鐘信號CLK反轉并且然后輸出。在該實施例中，晶體管NI和N2是N型MOS (金屬氧化物半導體)晶體管，晶體管Pl和？2是？型MOS晶體管。在晶體管NI中，漏極連接到晶體管Pl的漏極并且還連接到電容性器件C9的第一端以及電容性組23的第一端，柵極連接到逆變器INV的輸出端，源極接地。在晶體管Pl中，漏極連接到晶體管NI的漏極并且還連接到電容性器件C9的第一端以及電容性組23的第一端，柵極連接到逆變器INV的輸出端，源極連接到電流源CS的第一端。在晶體管N2中，漏極連接到晶體管P2的漏極并且還連接到電容性器件C9的第二端和電容性組23的第二端，柵極被提供時鐘信號CLK，源極接地。在晶體管P2中，漏極連接到晶體管N2的漏極并且還連接到電容性器件C9的第二端以及電容性組23的第二端，柵極被提供時鐘信號CLK，源極連接到電流源CS的第一端。電流源CS是饋送恒定電流的電路。
[0051]比較器32是比較電容性器件C9和電容性組23兩端的電壓、并且將比較結果輸出為信號COMP的電路。具體地，比較器32放大電容性器件C9和電容性組23兩端間的電壓。比較器32的正輸入端連接到晶體管NI和Pl的漏極、電容性器件C9的第一端以及電容性組23的第一端。比較器32的負輸入端連接到晶體管N2和P2的漏極、電容性器件C9的第二端以及電容性組23的第二端。
[0052]相位比較電路33比較時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位，并且將關于相位差Δ Θ的信息輸出到調節(jié)控制電路34。
[0053]調節(jié)控制電路34基于從相位比較電路33提供的關于時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位差的信息，產生控制信號CTL。調節(jié)控制電路34然后將所產生的控制信號CTL提供給電容性組設置電路24。
[0054]基于該配置，如后面將描述的，在天線調節(jié)模式Ml下，調節(jié)控制電路34多樣化地設置電容性組23中的電容值，相位比較電路33在每個電容值下比較時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位。調節(jié)控制電路34獲取電容性組23的電容值的設置，該設置允許相位差Δ Θ落入預定范圍內，并且將關于設置的數據存儲在電容性組設置電路24的存儲器M24中。
[0055]這里，在該技術的一個實施例中，電容性組23對應于“可變電容”的具體示例而不是限制性示例。在該技術的一個實施例中，調節(jié)控制電路34對應于“控制部分”的具體示例而不是限制性示例。在該技術的一個實施例中，晶體管P2和N2分別對應于的“第一晶體管”和“第二晶體管”的具體示例而不是限制性示例。在該技術的一個實施例中，晶體管Pl和NI分別對應于“第三晶體管”和“第四晶體管”的具體示例而不是限制性示例。在該技術的一個實施例中，比較器32對應于“放大部分”的具體示例而不是限制性示例。
[0056][操作和功能]
[0057]接下來，將描述本實施例的便攜式電話I的操作和功能。
[0058](整體操作的概述)
[0059]首先，將參考圖1和2描述便攜式電話I的整體操作的概述。無線通信部分11與便攜式電話的基站執(zhí)行無線通信。在呼叫期間，聲音輸入部分13輸入用戶的語音，聲音輸出部分14輸出聲音。操作部分15根據用戶操作輸入信息，顯示部分16顯示便攜式電話I的狀態(tài)。
[0060]非接觸通信部分20與外部通信單元執(zhí)行近場通信。具體地，在正常通信模式M2下，基于在存儲器M24中存儲的設置數據來設置電容性組23，通信單元22與外部通信單元執(zhí)行近場通信。存儲器M24的設置數據是在便攜式手機I的生產過程中(在天線調節(jié)模式Ml下)在天線調節(jié)電路30調節(jié)了天線21的諧振頻率之后存儲的。
[0061]控制部分17控制無線通信部分11、非接觸通信部分20、聲音輸入部分13、聲音輸出部分14、操作部分15和顯示部分16。
[0062](天線調節(jié)模式Ml下的操作)
[0063]在便攜式電話I的生產過程中，在天線、發(fā)送器-接收器電路等被并入便攜式電話I中之后，非接觸通信部分20在天線調節(jié)模式Ml下操作，并且調節(jié)天線21的諧振頻率。
[0064]圖4圖示了非接觸通信部分20在天線調節(jié)模式Ml下的操作的流程圖。非接觸通信部分20通過比較時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位同時改變電容性組23的電容值，來調節(jié)天線21的諧振頻率。下面將描述細節(jié)。
[0065]首先，控制部分17向天線調節(jié)電路30加電(步驟SI)。
[0066]接下來，從便攜式電話I的外部輸入時鐘信號(步驟SI)。在該實施例中，時鐘信號CLK的頻率為大約13.9 [MHz]?；谠摃r鐘信號CLK，驅動部分31向天線21、電容性器件C9和電容性組23輸出交流電流。
[0067]圖5A和5B圖示了驅動部分31的操作示例。圖5A圖示了時鐘信號CLK處于低電平時的狀態(tài)，圖5B圖示了時鐘信號CLK處于高電平時的狀態(tài)。在圖5A和圖5B中，晶體管N1、N2、P1和P2每個被圖示為指示導通-截止狀態(tài)的開關。
[0068]當時鐘信號CLK處于低電平時，晶體管NI和P2處于導通狀態(tài)，晶體管N2和Pl處于截止狀態(tài)，如圖5A所示。因此，從電流源CS提供的電流通過晶體管P2、天線21等等、以及晶體管NI流到地。[0069]另一方面，當時鐘信號CLK處于高電平時，晶體管N2和Pl處于導通狀態(tài)，晶體管NI和P2處于截止狀態(tài)，如圖5B所示。因此，從電流源CS提供的電流通過晶體管P1、天線21等等、以及晶體管N2流到地。
[0070]以此方式，根據時鐘信號CLK的電壓電平，方向相反的電流(交流電流)流過天線
21、電容性器件C9和電容性組23。
[0071]接下來，調節(jié)控制電路34通過向電容性組設置電路24提供控制信號CTL，來指示電容性組設置電路24設置電容性組23，電容性組設置電路24基于控制信號CTL設置電容性組23的電容值(步驟S3)。在該實施例中，調節(jié)控制電路34首先指示電容性組設置電路24將電容性組23的電容值設置為最小值。
[0072]這造成在天線21、電容性器件C9和電容性組23每個的兩端間的具有與電容性組23的電容值相對應的幅值和相位的交流電壓。換句話說，驅動部分31提供的交流電流通過天線21等的阻抗被轉換為交流電壓，如圖3所示。比較器32基于該交流電壓產生信號COMP0
[0073]然后，相位比較電路33比較時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位,并且輸出關于相位差Λ Θ的信息(步驟S4)。
[0074]然后，調節(jié)控制電路34確定相位差Λ Θ是否落入預定范圍Ra內(步驟S5)。這里，預定范圍Ra是例如大約負5度到大約5度并且包括負5度和5度的范圍。當相位差Λ Θ落在該預定范圍外部時，流程返回步驟S3，電容性組23的電容值被重置為下一更大值，并且重復步驟S3到S5。
[0075]圖6圖示了步驟S3到S5中的操作。在圖6中，多條曲線圖示了天線21、電容性器件C9和電容性組23的阻抗的相位特性。如圖6所示，當增大了電容性組23的電容值時，相位特性移動到低頻側，目標頻率ftgt下的相位Θ相應地降低。換句話說，時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位差Λ Θ減小。調節(jié)控制電路34執(zhí)行逐漸增大電容性組23的電容值的控制，直至相位差Λ Θ落入預定范圍Ra內，其中零位于該預定范圍Ra的中心。
[0076]當相位差Λ Θ在步驟S5中落入預定范圍Ra內時，電容性組設置電路24的存儲器Μ24存儲電容性組23的設置數據(步驟S6)。
[0077]然后，控制部分17將天線調節(jié)電路30斷電(步驟S7)。
[0078]這使得流程結束。
[0079]對于通過這樣的過程生產的便攜式電話1，當便攜式電話I在被生產之后被用戶使用時，可以與外部通信單元執(zhí)行近場通信，而不進行天線21的諧振頻率的調節(jié)。換句話說，允許便攜式電話I通過基于在存儲器Μ24中存儲的設置數據設置電容性組23的電容值來執(zhí)行近場通信，而不進行所述調節(jié)。
[0080]在便攜式電話I中，如上所述，基于從外部提供的時鐘信號CLK來進行天線21的諧振頻率的調節(jié)。這使得可以有效地在生產過程中執(zhí)行調節(jié)，如下面將描述的。
[0081]通常，在要調節(jié)在便攜式電話中并入的天線的諧振頻率時，可以預期以下方法:其中，通過使用例如網絡分析儀從便攜式電話的外部執(zhí)行置入便攜式電話中的天線的諧振頻率的測量，并且由此基于測量結果調節(jié)便攜式電話中的電容組的電容值。在此情況下，有可能降低調節(jié)過程中的效率，因為僅僅可以同時調節(jié)與在生產過程中準備的網絡分析儀的數量對應的便攜式電話。而且，需要準備用來從便攜式電話外部調節(jié)便攜式電話中的電容組的電容值的控制單元。
[0082]相反，在便攜式電話I中，置入便攜式電話I中的天線調節(jié)電路30測量天線21的諧振頻率，并且調節(jié)電容性組23的電容值。換句話說，允許便攜式電話I每個本身執(zhí)行天線21的諧振頻率的調節(jié)，而不使用上述用于調節(jié)的諸如網絡分析儀和控制單元。因此，同時調節(jié)大數量的便攜式電話1，使得可以增加調節(jié)操作中的效率。
[0083]此外，在便攜式電話I中，檢測時鐘信號CLK和信號COMP之間的相位差，基于該相位差進行天線21的諧振頻率的調節(jié)。換句話說，在便攜式電話I中，利用諸如天線21的阻抗的相位特性來執(zhí)行調節(jié)。這使得可以高精度地調節(jié)諧振頻率。例如，盡管可以利用諸如天線21的阻抗的幅值在諧振頻率處增大的事實來執(zhí)行天線21的調節(jié)，但是這可能由于諸如噪聲而引起調節(jié)精度的降低。相反，在便攜式電話I中，使用諸如天線21的阻抗的相位特性，使得可以以高精度執(zhí)行調節(jié)。
[0084]此外，在便攜式電話I中，使得開關SW(n)的導通電阻充分小于電容性組23中與該開關SW(η)連接的電容性器件C(n)的阻抗，使得可以增加通信性能。通常，在通信中，期望天線的Q因數(質量因數)高。然而，Q因數隨著增加的電阻分量而降低，影響了通信性能。在便攜式電話I中，另一方面，使得開關SW(η)的導通電阻充分小于電容性器件C(n)的阻抗以達到確保充分通信性能的程度，使得可以增加通信性能。
[0085]在便攜式電話I中，具體地，開關SW⑴到SW(N)的導通電阻被加權，并且使得電容性器件C(n)的電容值與開關SW(η)的導通電阻的乘積恒定。因此，可以降低通信性能取決于電容性組23的電容值的設置而變化的可能性。例如,在諸如在電容性組23的配置中開關SW⑴到SW(N)的全部導通電阻相等的情況下，有可能Q因數在選擇具有最大電容值的電容性器件C(n)時降低。另一方面，在電容性組23中，使得電容性器件C(n)的電容值與開關SW(η)的導通電阻的乘積恒定。因此，使得電容性器件C(η)和開關SW(η)間阻抗的比率近似恒定而與“η”無關，允許Q因數即使在選擇電容性器件C(I)到C(N)中的任一個時也近似恒定。因此，可以降低通信性能取決于電容性組23的電容值的設置而變化的可能性。
[0086][效果]
[0087]在本實施例中，在生產過程中基于外部提供的時鐘信號進行天線的諧振頻率的調節(jié)，消除了使用諸如網絡分析儀的必要性。因此，可以有效地執(zhí)行調節(jié)。
[0088]而且，在本實施例中，利用阻抗的相位特性執(zhí)行天線的諧振頻率的調節(jié)。因此，與利用阻抗的幅值的情況相比，高精度地進行調節(jié)。
[0089]此外，在本實施例中，電容組中每個開關的導通電阻被加權。因此，可以降低通信性能取決于電容組的電容值的設置而變化的可能性。
[0090]另外,在本實施例中，在電容組與諸如天線調節(jié)電路一起被集成到一個芯片中時可以消除諸如MMIC之類的昂貴組件。因此，可以降低成本。
[0091][修改I]
[0092]在上述實施例中，在生產過程中從外部提供大約13.9 [MHz]的時鐘信號CLK，但是不限于此。替代地，在一個實施例中，可以在便攜式電話I內部提供產生時鐘信號CLK的時鐘產生部分，并且可以使用該時鐘產生部分產生的時鐘信號CLK。此外，在無線通信部分11等中提供產生大約13.9[MHz]的時鐘信號的源的一個實施例中，可以使用該時鐘信號源產生的信號。此外，例如，在無線通信部分11具有小數N分頻PLL (鎖相環(huán))作為頻率合成器的一個實施例中，可以使用該頻率合成器產生時鐘信號CLK。在便攜式電話中，經常使用大約19.2[MHz]的標準時鐘，其可以在一個實施例中被用來使用小數N分頻PLL產生大約
13.9 [MHz]的時鐘信號CLK。
[0093][修改2]
[0094]在上述實施例中，電容性組23的電容值一次一級地逐漸增大。此外，在相位差Δ Θ已經落入預定范圍Ra內時停止電容值的改變，以便將設置數據存儲在存儲器M24中，但是不限于此。替代地，電容性組23的電容值可以一次增大兩級或多級。此外，可以確定在相位差Λ Θ已經落入預定范圍Ra內時的電容值以及此后在相位差Λ Θ已經落在預定范圍Ra之外時的電容值，以便將設置數據存儲在存儲器Μ24中，該設置數據可以是那些電容值的平均值。
[0095][修改3]
[0096]在上述實施例中，驅動部分31向天線21、電容性器件C9和電容性組23每個的兩端提供電流，但是不限于此。替代地，可以向天線21、電容性器件C9和電容性組23中每一個的僅僅一端提供電流。下面詳細描述該修改。
[0097]圖7圖示了根據本修改的非接觸通信部分20Β的配置示例。非接觸通信部分20Β包括具有驅動部分31Β和開關SWref的天線調節(jié)部分30Β。
[0098]驅動部分31Β包括晶體管Ν3和Ρ3以及電流源CSl和CS2。晶體管Ν3是N型MOS晶體管，其中漏極連接到電容性器件C9的第二端以及電容性組23的第二端，柵極被提供時鐘信號CLK，源極連接到電流源CS2的第一端。晶體管Ρ3是P型MOS晶體管，其中漏極連接到晶體管Ν3的漏極并且還連接到電容性器件C9的第二端以及電容性組23的第二端，柵極被提供有時鐘信號CLK，源極連接到電流源CSl。電流源CSl和CS2是饋送恒定電流的電路。
[0099]開關SWref是在天線調節(jié)模式Ml下處于導通狀態(tài)而在正常操作模式M2下處于斷開狀態(tài)的開關。開關SWref的第一端被提供有電壓Vref，第二端連接到比較器32的正輸入端。電壓Vref是例如電源電壓VDD的大約一半。應注意，在天線調節(jié)模式Ml下，還可以將電壓Vref經由高電阻提供給比較器32的負輸入端側。
[0100]在該配置下同樣獲得與上述實施例的效果相似的效果。
[0101][修改4]
[0102]在上述實施例中，驅動部分31向天線21等提供交流電流，但是不限于此。替代地，驅動部分31可以例如提供如圖8所示的交流電壓。根據本修改的驅動部分31具有晶體管Ν4、Ν5、Ρ4和Ρ5。晶體管Ν4和Ν5是N型MOS晶體管，晶體管Ρ4和Ρ5是P型MOS晶體管。形成逆變器的晶體管Ν4和Ρ4將輸入時鐘信號CLK反轉并且通過電容性器件C4將輸出信號提供到天線21的第二端。形成逆變器的晶體管Ν5和Ρ5將逆變器INV的輸出信號反轉并且通過電容性器件C5將輸出信號提供到天線21的第一端。在該配置下同樣獲得與上述實施例的效果相似的效果。
[0103][修改5]
[0104]此外，上述實施例使用比較器32，但是不限于此。替代地，例如可以不提供比較器，如圖9所示。在圖9所示的非接觸通信部分20G中，相位比較電路33比較時鐘信號CLK和通過電容性器件Cl從天線21的第一端提供的信號之間的相位，并且將關于相位差△ Θ的信息輸出到調節(jié)控制電路34。在該配置下同樣獲得與上述實施例的效果相似的效果。
[0105][其它修改]
[0106]此外，在上述修改中，可以同時應用兩種或多種修改。作為示例，在圖10中圖示了組合了修改4和5的一個實施例。
[0107]已經參考實施例和修改描述了本技術，但是本技術不限于這些實施例和修改，而且可以被多樣化地修改。
[0108]例如，在上述實施例和修改中，天線21通過電容性器件Cl到C3連接到通信電路22和電容性組23，但是不限于此。替代地，在一個實施例中，天線21可以直接連接到通信電路22和電容性組23，如圖11所示。此外，在一個實施例中，可以僅提供電容性器件C2和C3中的一個。
[0109]例如，在上述實施例和修改中，在驅動部分31的電源側提供電流源CS，如圖2所示，但不限于此。替代地，在一個實施例中，可以在接地側提供電流源CSE，如圖12所示。
[0110]在一個實施例中，可以配置天線調節(jié)電路30F，使得也包括電容性組23和電容性組設置電路24,如圖13所示。
[0111]此外，已經通過采用便攜式電話作為示例描述了實施例和修改，但是不限于此。實施例和修改可以應用于任何種類的單元，諸如IC卡和通信模塊，只要該單元是包括天線的通信單元即可。
[0112]相應地，可以從本公開的上述示例實施例和修改中實現(xiàn)至少以下配置。
[0113](I) 一種天線調節(jié) 電路，包括:
[0114]驅動部分，向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及
[0115]控制部分，基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
[0116]( 2)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，
[0117]驅動部分基于時鐘信號產生交流驅動信號；以及
[0118]控制部分基于時鐘信號和輸出信號之間的相位差來設置可變電容的電容值。
[0119](3)根據(2)的天線調節(jié)電路，其中，控制部分設置可變電容的電容值以允許時鐘信號和輸出信號具有基本相同的相位。
[0120]( 4 )根據(2 )的天線調節(jié)電路，其中，
[0121]可變電容包括兩個端；以及
[0122]驅動部分包括:
[0123]第一晶體管，其柵極被施加時鐘信號，漏極連接到可變電容的兩個端中的第一端，第一晶體管是一導通類型的晶體管；以及
[0124]第二晶體管，其柵極被施加時鐘信號，漏極連接到可變電容的兩個端中的第一端，第二晶體管是與第一晶體管的導通類型不同的導通類型的晶體管。
[0125](5)根據(4)的天線調節(jié)電路，其中，驅動部分還包括:
[0126]第三晶體管，其柵極被施加時鐘信號的反轉信號，漏極連接到可變電容的兩個端中的第二端，第三晶體管是一導通類型的晶體管；以及
[0127]第四晶體管，其柵極被施加時鐘信號的反轉信號，其漏極連接到可變電容的兩個端中的第二端，第四晶體管是與第三晶體管的導通類型不同的導通類型的晶體管。[0128](6)根據(5)的天線調節(jié)電路，還包括:連接到第一晶體管的源極和第三晶體管的源極的電流源。
[0129](7)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，交流驅動信號是交流電流信號。
[0130](8)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，交流驅動信號是交流電壓信號。
[0131]( 9 )根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，天線包括兩個端，并且可變電容連接在天線的兩個端之間。
[0132]( 10)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，
[0133]天線包括兩個端，
[0134]可變電容包括兩個端，
[0135]天線的兩個端中的第一端經由第一電容性器件連接到可變電容的兩個端中的第一端，以及
[0136]天線的兩個端中的第二端經由第二電容性器件連接到可變電容的兩個端中的第二端，
[0137]( 11)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，天線執(zhí)行并聯(lián)諧振。
[0138]( 12)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，天線調節(jié)電路包括可變電容。
[0139]( 13)根據(I)的天線調節(jié)電路，其中，可變電容包括:
[0140]兩個端；以及
[0141]多個電容性器件，每個電容性器件經由開關并聯(lián)連接在所述端之間。
[0142](14)根據(13)的天線調節(jié)電路，其中，
[0143]每個所述電容性器件的電容值被加權，以及
[0144]所述開關中與所述電容性器件中具有越大電容值的電容性器件連接的開關的導通電阻越小。
[0145](15)根據(2)的天線調節(jié)電路，還包括:檢測時鐘信號和輸出信號之間的相位差的相位比較部分，
[0146]其中，控制部分基于在相位比較部分中獲得的比較結果來設置可變電容的電容值。
[0147](16)根據(2)的天線調節(jié)電路，還包括:放大輸出信號的放大部分，
[0148]其中，輸出信號是電壓信號，以及
[0149]控制部分基于時鐘信號和在放大部分中放大的輸出信號之間的相位差來設置可變電容的電容值。
[0150](17)根據(I)的天線調節(jié)電路，還包括:存儲被用來設置可變電容的電容值的數據的非易失性存儲器。
[0151](18)—種天線調節(jié)方法，包括:
[0152]向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及
[0153]基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
[0154](19) 一種通信單元，其具有天線、使用天線執(zhí)行通信的通信部分、以及天線調節(jié)電路，該天線調節(jié)電路包括:
[0155]驅動部分，向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及
[0156]控制部分，基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。[0157](20)根據(19)的通信單元，其中，
[0158]該通信單元包括產生時鐘信號的頻率合成器，以及
[0159]驅動部分基于時鐘信號產生交流驅動信號。
[0160]本領域技術人員應理解，取決于設計需要和其它因素，可以出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和更改，只要它們在所附權利要求書或其等同物的范圍之內。
【權利要求】
1.一種天線調節(jié)電路，包括: 驅動部分，向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及 控制部分，基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
2.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中， 驅動部分基于時鐘信號產生交流驅動信號；以及 控制部分基于時鐘信號和輸出信號之間的相位差來設置可變電容的電容值。
3.根據權利要求2的天線調節(jié)電路，其中，控制部分設置可變電容的電容值以允許時鐘信號和輸出信號具有基本相同的相位。
4.根據權利要求2的天線調節(jié)電路，其中， 可變電容包括兩個端；以及 驅動部分包括: 第一晶體管，其柵極被施加時鐘信號，漏極連接到可變電容的兩個端中的第一端，第一晶體管是一導通類型的晶體管；以及 第二晶體管，其柵極被施加時鐘信號，漏極連接到可變電容的兩個端中的第一端，第二晶體管是與第一晶體管的導通類型不同的導通類型的晶體管。
5.根據權利要求4的天線調節(jié)電路，其中，驅動部分還包括: 第三晶體管，其柵極被施加時鐘信號的反轉信號，漏極連接到可變電容的兩個端中的第二端，第三晶體管是一導通類型的晶體管；以及 第四晶體管，其柵極被施加時鐘信號的反轉信號，其漏極連接到可變電容的兩個端中的第二端，第四晶體管是與第三晶體管的導通類型不同的導通類型的晶體管。
6.根據權利要求5的天線調節(jié)電路，還包括:連接到第一晶體管的源極和第三晶體管的源極的電流源。
7.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中，交流驅動信號是交流電流信號。
8.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中，交流驅動信號是交流電壓信號。
9.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中，天線包括兩個端，并且可變電容連接在天線的兩個端之間。
10.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中， 天線包括兩個端， 可變電容包括兩個端， 天線的兩個端中的第一端經由第一電容性器件連接到可變電容的兩個端中的第一端，以及 天線的兩個端中的第二端經由第二電容性器件連接到可變電容的兩個端中的第二端。
11.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中，天線執(zhí)行并聯(lián)諧振。
12.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中，天線調節(jié)電路包括可變電容。
13.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，其中，可變電容包括: 兩個端；以及 多個電容性器件，每個電容性器件經由開關并聯(lián)連接在所述端之間。
14.根據權利要求13的天線調節(jié)電路，其中， 每個所述電容性器件的電容值被加權，以及所述開關中與所述電容性器件中具有越大電容值的電容性器件連接的開關的導通電阻越小。
15.根據權利要求2的天線調節(jié)電路，還包括:檢測時鐘信號和輸出信號之間的相位差的相位比較部分， 其中，控制部分基于在相位比較部分中獲得的比較結果來設置可變電容的電容值。
16.根據權利要求2的天線調節(jié)電路，還包括:放大輸出信號的放大部分， 其中，輸出信號是電壓信號，以及 控制部分基于時鐘信號和在放大部分中放大的輸出信號之間的相位差來設置可變電容的電容值。
17.根據權利要求1的天線調節(jié)電路，還包括:存儲被用來設置可變電容的電容值的數據的非易失性存儲器。
18.—種天線調節(jié)方法，包括: 向與天線連接的可變電容輸入交流驅動信號；以及 基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
19.一種通信單元，其具有天線、使用天線執(zhí)行通信的通信部分、以及天線調節(jié)電路，該天線調節(jié)電路包括: 驅動部分，向與天線連接的.可變電容輸入交流驅動信號；以及 控制部分，基于從可變電容導出的輸出信號的相位來設置可變電容的電容值。
20.根據權利要求19的通信單元，其中， 該通信單元包括產生時鐘信號的頻率合成器，以及 驅動部分基于時鐘信號產生交流驅動信號。
【文檔編號】H04B1/18GK103441772SQ201310087449
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年3月19日 優(yōu)先權日:2012年3月26日
【發(fā)明者】松井寬, B.格里菲思 申請人:索尼公司