用于场强检测的装置、通信设备的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，例如涉及一种用于场强检测的装置、通信设备。


背景技术：

2.目前，一些通信设备在建立通信的过程中，需要首先进入侦听模式，监测外部磁场存在与否，一旦监测到磁场存在就唤醒系统准备开始工作。
3.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
4.现有的场强检测方法，通过获取天线端电压和阈值电压，通过比较器判断天线端电压是否超过阈值电压进而判断是否有外部场强的存在，这种方式要求天线载波电压大于阈值电压才能工作，在检测低场强小载波幅度的场景中由于灵敏度较低而不适用。


技术实现要素：

5.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
6.本公开实施例提供一种用于场强检测的装置、通信设备，以提高场强检测灵敏度。
7.在一些实施例中，用于场强检测装置包括：耦合电路，用于接收天线载波幅度并对天线载波幅度进行耦合，产生天线电压；参考电压产生电路，用于产生比较阈值电压；包络检波电路，与耦合电路和参考电压产生电路连接；包络检波电路用于接收天线电压和比较阈值电压，并输出天线电压的第一包络检波信号、比较阈值电压的跟随信号；比较电路，与包络检波电路连接；比较电路用于接收第一包络检波信号和跟随信号并对第一包络检波信号和跟随信号进行比较，得到场强检测结果。
8.在一些实施例中，通信设备包括上述的用于场强检测的装置。
9.本公开实施例提供的用于场强检测的装置、设备，可以实现以下技术效果：通过包络检波可以跟随天线电压的波谷值变化，扩大了检测到的天线电压的幅值，能够对天线电压的第一包络检波信号与比较阈值电压的跟随信号进行比较而获得场强检测结果，提高了场强检测的灵敏度。
10.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
11.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
12.图1是本公开实施例提供的一个用于场强检测的装置的示意图；
13.图2是本公开实施例提供的一个参考电压产生电路的结构示意图；
14.图3是本公开实施例提供的一个包络检波电路的结构示意图；
15.图4是本公开实施例提供的一个用于场强检测的装置的电路示意图。
16.附图标记：
17.1：耦合电路连接端口；2：第一电容；3：开启电阻；4：第二mos管；5：第一电流源；6：第二电容；7：第三mos管8：第二电流源；9：第三电容；10：比较器；11：第一运算放大器；12：第一mos管；13：偏置电压输出端；14：比较阈值电压输出端；15：第三电阻；16：第四电阻；17：第五电阻；18：第n
‑
1电阻；19：第n电阻；20：第一开关；21：第二开关；22：第m开关；23：第四电容；24：第一电阻；25：第二电阻；26：第二运算放大器；27：第一通断开关；28：第二通断开关；29：比较器第一连接端口；30：比较器第二连接端口；31：偏置电压连接端口；32：比较阈值电压连接端口；33：耦合电路；34：包络检波电路；35：参考电压产生电路；36：比较电路。
具体实施方式
18.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
19.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
20.本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
21.另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
22.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
23.本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
24.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.结合图1所示，本公开实施例提供一种用于场强检测的装置，包括耦合电路33、参考电压产生电路35、包络检波电路34、比较电路36。耦合电路33，用于接收天线载波幅度并
对天线载波幅度进行耦合，产生天线电压；参考电压产生电路35，用于产生比较阈值电压；包络检波电路34，与耦合电路33和参考电压产生电路35连接；包络检波电路34用于接收天线电压和比较阈值电压，并输出天线电压的第一包络检波信号、比较阈值电压的跟随信号；比较电路36，与包络检波电路34连接；比较电路36用于接收第一包络检波信号和跟随信号并对第一包络检波信号和跟随信号进行比较，得到场强检测结果。
27.采用本公开实施例提供的用于场强检测的装置，通过包络检波可以跟随天线电压的波谷值变化，扩大了检测到的天线电压的幅值，能够对天线电压的第一包络检波信号与比较阈值电压的跟随信号进行比较而获得场强检测结果，提高了场强检测的灵敏度。
28.可选地，耦合电路为天线耦合线圈，通过耦合电路感应空间场强产生感生电动势从而获得天线电压。
29.在一些实施例中，接收到的天线的载波频率为13.56mhz，经过耦合后的天线电压vac0=acos（ωt+
ϕ
）；其中，ω=2π*f，f为载波频率13.56mhz，a为载波幅度峰峰值，
ϕ
为相位，t为耦合电路工作的任意时刻，ω为角频率。
30.可选地，参考电压产生电路包括电压供给模块、第一电阻模块、开关模块和比较阈值电压输出端。电压供给模块用于提供电压；第一电阻模块包括若干个串联的电阻；第一电阻模块通过开关模块与比较阈值电压输出端连接；开关模块用于切换第一电阻模块中与比较阈值电压输出端连接的电阻个数；比较阈值电压输出端与包络检波电路连接。
31.可选地，参考电压产生电路还包括偏置电压输出模块；偏置电压输出模块用于产生偏置电压并将偏置电压输出给包络检波电路；电压供给模块、偏置电压输出模块与第一电阻模块依次串联。
32.可选地，偏置电压输出模块包括第二电阻模块和偏置电压输出端：第二电阻模块包括若干个串联的电阻；第二电阻模块的一端与电压供给模块连接，第二电阻模块的另一端分别与第一电阻模块和偏置电压输出端连接；偏置电压输出端与包络检波电路连接。
33.如图2所示，参考电压产生电路35包括：电压供给模块、第一电阻模块、开关模块、比较阈值电压输出端14、第二电阻模块和偏置电压输出端13。第一电阻模块包括依次串联的第四电阻16、第五电阻17，
……
，第n
‑
1电阻18、第n电阻19。第四电阻16的一端连接第五电阻17的一端，
……
，第n
‑
1电阻18的另一端连接第n电阻19的一端，第n电阻19的另一端接地，n为大于3的正整数。开关模块包括第一开关20、第二开关21
……
第m开关22，m≤n
‑
1且m为整数。第一开关20的一端连接第一电阻模块中第四电阻16和第五电阻17之间的节点，
……
，第m开关22的一端连接第n
‑
1电阻18和第n电阻19之间的节点，第一开关20的另一端、第二开关21另一端、第三开关另一端，
……
，第m开关22另一端与比较阈值电压输出端14电连接。
34.可选地，电压供给模块包括第一运算放大器11和第一mos管12：第一运算放大器11的第一输入端用于接收参考电平vi，第一运算放大器11的第二输入端连接第一mos管12的漏极，第一运算放大器11的输出端连接第一mos管12的栅极；第一mos管12的源极连接电源模块，第一mos管的漏极依次与第二电阻模块和第一电阻模块串联。第二电阻模块包括第三电阻15，第三电阻15的一端连接第一mos管12的漏极，第三电阻15的另一端连接第一电阻模块。第一电阻模块和第二电阻模块之间连接的节点连接偏置电压输出端13。可选地，参考电平vi由bandgap基准电压生成电路提供。
35.这样，由电压供给模块提供电压，利用开关模块闭合不同的开关，切换第一电阻模
块中与比较阈值电压输出端连接的电阻个数，将电压供给模块与比较阈值电压输出端之间连接的各通电的电阻的电压之和作为比较阈值电压。由电压供给模块提供电压，将第三电阻的电压作为偏置电压。
36.可选地，包络检波电路34包括驱动电路、第一包络检波模块和跟随电路；驱动电路的第一输入端与耦合电路的输出端连接，电压调节电路的第二输入端与参考电压产生电路35的偏置电压连接端口31连接，驱动电路的输出端连接第一包络检波模块的输入端；驱动电路用于将天线电压转换后输出给第一包络检波电路34；第一包络检波模块用于产生天线电压对应的第一包络检波信号；跟随电路的输入端与参考电压产生电路35的比较阈值电压连接端口32连接；跟随电路用于产生比较阈值电压对应的跟随信号。
37.可选地，驱动电路包括第一电容和开启电阻：第一电容的一端连接耦合电路的输出端，第一电容另一端分别连接开启电阻的一端和第一包络检波模块的输入端；开启电阻的另一端连接参考电压产生电路的偏置电压输出端。
38.可选地，第一包络检波模块包括第一电流源、第二电容和第二mos管：第二电容的一端连接第二mos管的源极，第二电容的另一端连接第二mos管的漏极；第二mos管的栅极连接驱动电路的输出端，第二mos管的源极连接第一电流源，第二mos管的漏极接地。
39.可选地，跟随电路包括第二电流源、第三电容和第三mos管：第三电容的一端连接第三mos管的源极，第三电容的另一端连接第三mos管的漏极；第三mos管的栅极连接参考电压产生电路的比较阈值电压输出端，第三mos管的源极连接第二电流源，第三mos管的漏极接地。
40.结合图3所示，包络检波电路34包括：驱动电路、第一包络检波模块和跟随电路。驱动电路包括第一电容2和开启电阻3；第一包络检波模块包括第二电容6和第二mos管4；跟随电路包括第三电容9和第三mos管7。耦合电路通过耦合电路连接端口1连接第一电容2的一端，第一电容2另一端分别连接开启电阻3的一端和第二mos管4的栅极，开启电阻3的另一端连接偏置电压连接端口31。第二电容6的一端连接第二mos管4的源极，第二电容6的另一端连接第二mos管4的漏极；第二mos管4的源极连接第一电流源5的一端，第二mos管4的漏极接地。第三电容9的一端连接第三mos管7的源极，第三电容9的另一端连接第三mos管7的漏极；第三mos管7的栅极连接比较阈值电压连接端口32，第三mos管7的源极连接第二电流源8的一端，第三mos管7的漏极接地。第一电流源5的另一端和第二电源8的另一端连接电源模块，偏置电压连接端口31连接偏置电压输出端13；比较阈值电压连接端口32连接比较阈值电压输出端14。可选地，电源模块为pmu电源管理单元。
41.这样，偏置电压通过第一电阻为第二mos管提供直流偏置栅压，在偏置电压达到设定阈值的情况下，开启第二mos管，使第二mos管开始工作。天线电压通过第一电容提供载波交流电压，当第二mos管的栅压大于偏置电压时，第一电流源对第二电容充电，当第二mos管的栅压小于偏置电压时，第二电容通过第二mos管放电，通过第二mos管的充放电电流使得第二mos管的源极电压跟随天线电压的波谷值变化。通过包络检波电路跟随天线电压的波谷值，扩大了天线电压的幅值，提高了场强检测的灵敏度。
42.这样，在一实施例中，耦合电路连接端口1与驱动电路的第一电容2的一端相连接，第一电容2另一端连接开启电阻3的一端和第二mos管4的栅极，第二mos管4的源极连接第一电流源5，第二mos管4的漏极接地。耦合电路33通过耦合电路连接端口1输出天线电压。开启
电阻3的另一端连接偏置电压连接端口31，由偏置电压连接端口31输出偏置电压开启第二mos管4，通过vp=v
gs
+vbias
‑
a/2获得第二mos管的源极电压；第二mos管的源极电压作为天线电压的第一包络检波信号，其中，vp为第二mos管源极电压，v
gs
为第二mos管的栅源电压，vbias为偏置电压，a为载波幅度峰值。
43.在一实施例中，第三电容9的一端连接第三mos管7的源极，第三电容9的另一端连接第三mos管7的漏极；第三mos管7的源极连接第二电流源8，第三mos管7的漏极接地，第三mos管7的栅极连比较阈值电压连接端口32，比较阈值电压连接端口32输出比较阈值电压，通过vn= v
gs1
+vref获得第三mos管的源极电压；第三mos管的源极电压作为比较阈值电压的跟随信号，其中vn为第三mos管7的源极电压，v
gs1
为第三mos管的栅源电压，vref为比较阈值电压。
44.可选地，比较电路36包括比较器10。
45.可选地，比较器10的比较器第一连接端口29连接第二mos管4源极、第一电流源5的一端和第二电容6的一端，比较器10的比较器第二连接端口30连接第三mos管7的源极、第二电流源8的一端和第三电容9的一端，比较器10的输出端输出比较结果。
46.可选地，比较器10通过比较器第一连接端口29和比较器第二连接端口30接收比较数据，通过比较器输出端口连接通信设备的处理器，比较器10输出比较结果给该处理器以便唤醒通信设备准备工作。
47.可选地，比较结果为第二mos管4源极电压大于第三mos管7源极电压的情况下，则检测到外部场强存在，和/或，比较结果为第二mos管4源极电压小于或等于第三mos管7源极电压的情况下，则检测到外部场强不存在。
48.可选地，比较结果为第二mos管4源极电压大于或等于第三mos管7源极输出的情况下，则检测到外部场强存在，和/或，比较结果为在第二mos管4源极电压小于第三mos管7源极输出的情况下，则检测到外部场强不存在。
49.在一些实施例中，根据图2的参考电压产生电路和图3的包络检波电路，将天线电压的第一包络检波信号与比较阈值电压的跟随信号进行比较，获得比较结果，即vp
‑
vn=vbias
‑
vref
‑
a/2。根据比较结果，获得场强检测结果。在vp
‑
vn≥0的情况下，场强检测结果为外部场强不存在；在vp
‑
vn<0的情况下，场强检测结果为外部场强存在。根据偏置电压和比较阈值电压确定场强检测的灵敏度。在一些实施例中，根据图2的参考电压产生电路，vbias
‑
vref=vi*r2/（r1+r2+
…
+rn），其中，vi为参考电平的值，r2为第三电阻的阻值，r1为第二电阻的阻值，rn为第n电阻的阻值。参考电平vi的值越大，场强检测的灵敏度越低，参考电平vi的值越小，场强检测的灵敏度越高。通过调节参考电平能够实现对场强检测的灵敏度的调节。
50.这样，通过包络检波可以跟随天线电压的波谷值变化，扩大了检测到的天线电压的幅值，能够对天线电压的第一包络检波信号与比较阈值电压的跟随信号进行比较而获得场强检测结果，提高了场强检测的灵敏度。
51.可选地，用于场强检测的装置还包括放大电路，对耦合电路输出的天线电压进行放大。
52.可选地，用于场强检测的装置还包括选择电路，选择是否对耦合电路输出的天线电压进行放大。
53.结合图4所示，放大电路由第一电阻24，第二电阻25，第四电容23，第二运算放大器26组成。第四电容23的一端连接耦合电路连接端口1，第四电容23的另一端连接第一电阻24的一端，第一电阻24的另一端连接第二运算放大器26的第一输入端和第二电阻25的一端，参考电压产生电路35的偏置电压连接端口31连接第二运算放大器26的第二输入端，第二运算放大器26的输出端连接第二电阻25的另一端和包络检波电路34的第一电容2。将天线电压进行放大后再进行包络检波。可选地，第二电阻25为可调电阻。可选地，放大电路还包括第一通断开关27和第二通断开关28。第二运算放大器的输出端连接第二通断开关28的一端，第四电容23的一端连接第一通断开关27的一端，第一通断开关27的另一端连接第二通断开关28的另一端，第一通断开关27与第二通断开关28之间的节点与第一电容2的一端连接。
54.这样，放大电路的增益av=第二电阻/第一电阻；连接放大电路，该场强检测电路的灵敏度提升av=第二电阻/第一电阻的倍数，提高场强的灵敏度，通过改变第二电阻的值，可以使得场强检测范围适用于更多的场景。通过第一通断开关选择是否使天线电压接入放大电路，在需要检测较大场强的情况下，可通过配置第一通断开关闭合，第二通断开关断开；在检测较小场强的情况下，可通过配置第一通断开关断开，第二通断开关闭合。能够适用于更多场景的场强检测。
55.本公开实施例提供一种通信设备，包括上述的用于场强检测的装置。
56.可选地，通信设备为近场通信设备。
57.可选地，通信设备包括带有nfc功能的手机、带有nfc功能的平板等带有nfc功能的智能终端。
58.以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。