專利名稱：一種電荷泵及使用該電荷泵的發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及近距離無線通訊技術(shù)領(lǐng)域(NFC)，特別涉及一種電荷泵及使用該電荷泵的發(fā)射裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)射裝置建立在近距離無線通訊技術(shù)(NFC)的基礎(chǔ)上，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，示例的NFC發(fā)射裝置中包含有數(shù)字傳輸系統(tǒng)40、調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)30、有源傳輸電路20，由電路依次連接。所述有源傳輸電路20同時還與天線10電路連接。其中，所述有源傳輸電路20的一個電源引腳接3. 3V的正電壓，另一個電源引腳接地。然而，這種NFC發(fā)射裝置在其有源傳輸電路20的輸出紋波很大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種電荷泵及基于該電荷泵的發(fā)射裝置，通過雙向差分電荷泵向NFC發(fā)射裝置中的有源傳輸電路的原接地引腳提供負(fù)電壓，以增加NFC發(fā)射裝置的輸出功率，并有效減少輸出紋波。為了達(dá)到上述目的，本實用新型的一個技術(shù)方案是提供一種使用電荷泵的發(fā)射裝置，其中包含有源傳輸電路，所述有源傳輸電路的一個電源引腳接正電源，另一個電源引腳與一個電荷泵形成電路連接，由所述電荷泵提供負(fù)電源。所述電荷泵可包含兩個或兩個以上由電路連接的電荷泵子模塊。所述電荷泵可以是使用兩個相反相位的雙向差分電荷泵；所述雙向差分電荷泵中包含驅(qū)動信號或時鐘相位相反、相連接的第一電荷泵和第二電荷泵，在所述第一電荷泵的輸入端施加有第一信號φ I，在所述第二電荷泵的輸入端施加有第二信號Φ2，所述第一信號Φ1與第二信號Φ2是相互反相的兩個方波脈沖信號。所述第一信號Φ1 —路輸入到所述第一電荷泵，另一路通過第四反相器Ν4，轉(zhuǎn)換得到所述的第二信號Φ2。所述第一電荷泵設(shè)置有第一反相器NI、第一電容Cl、第一開關(guān)Kl,由電路依次連接；所述第一電荷泵還設(shè)置有第二開關(guān)Κ2，第二開關(guān)Κ2的一端電路連接在所述第一電容Cl與第一開關(guān)Kl之間，另一端接地；將所述第一信號Φ I施加在所述第一反相器NI的輸入端;所述第二電荷泵中設(shè)置有第二反相器Ν2、第二電容C2、第三開關(guān)Κ3，由電路依次聯(lián)接；所述第二電荷泵中還設(shè)置有第四開關(guān)Κ4，第四開關(guān)Κ4的一端電路連接在所述第二電容C2與第三開關(guān)Κ3之間，另一端接地；將所述第一信號Φ I通過一個第三反相器Ν3處理后，施加在所述第二反相器Ν2的輸入端。所述第一電荷泵的第二開關(guān)Κ2及第二電荷泵的第三開關(guān)Κ3，由所述第一信號Φ1控制，在第一信號Φ1為高電平時同時導(dǎo)通，為低電平時同時斷開；所述第一電荷泵的第一開關(guān)Κ1，及第二電荷泵的第四開關(guān)Κ4，由所述第二信號Φ2控制，在第二信號Φ2為高電平時同時導(dǎo)通，為低電平時同時斷開。所述第一電荷泵的第一開關(guān)Kl和第二電荷泵的第三開關(guān)Κ3，還同時通過電路連接到一個第三電容CO的同一端，使所述第三電容CO的另一端接地；第一開關(guān)Κ1、第三開關(guān)Κ3和第三電容CO的連接節(jié)點Α，即所述雙向差分電荷泵的輸出點，由電路連接至所述發(fā)射裝置100的有源傳輸電路；在所述第一、第四開關(guān)Κ1、Κ4導(dǎo)通，且第二、第三開關(guān)Κ2、Κ3斷開時，所述第一電荷泵工作，通過第一電容Cl向第三電容CO充電；而在所述第二、第三開關(guān)Κ2、Κ3導(dǎo)通，且第一、第四開關(guān)Κ1、Κ4斷開時，所述第二電荷泵工作，通過第二電容C2向第三電容CO充電。所述電荷泵提供給所述發(fā)射裝置中有源傳輸電路的負(fù)電壓為 -3. 3V ;另外向所述有源傳輸電路施加的正電壓為3. 3V。本實用新型的另一個技術(shù)方案是提供一個雙向差分電荷泵；所述雙向差分電荷泵中包含驅(qū)動信號或時鐘相位相反、相連接的第一電荷泵和第二電荷泵，在所述第一電荷泵的輸入端施加有第一信號φ I，在第二電荷泵的輸入端施加有第二信號Φ2，所述第一信號Φ1與第二信號Φ2是相互反相的兩個方波脈沖信號；所述第一電荷泵設(shè)置有第一反相器NI、第一電容Cl、第一開關(guān)Kl,由電路依次連接；所述第一電荷泵還設(shè)置有第二開關(guān)Κ2，第二開關(guān)Κ2的一端電路連接在所述第一電容Cl與第一開關(guān)Kl之間，另一端接地；將所述第一信號Φ I施加在所述第一反相器NI的輸入端;所述第二電荷泵中設(shè)置有第二反相器Ν2、第二電容C2、第三開關(guān)Κ3，電路依次連接；所述第二電荷泵中還設(shè)置有第四開關(guān)Κ4，第四開關(guān)Κ4的一端電路連接在所述第二電容C2與第三開關(guān)Κ3之間，另一端接地；將所述第一信號Φ I通過一個第三反相器Ν3處理后，施加在所述第二反相器Ν2的輸入端；所述第二開關(guān)Κ2及第三開關(guān)Κ3由所述第一信號Φ I控制同時導(dǎo)通或斷開；所述第一開關(guān)Kl及第四開關(guān)Κ4由所述第二信號Φ2控制同時導(dǎo)通或斷開；所述第一電荷泵的第一開關(guān)Kl和第二電荷泵的第三開關(guān)Κ3，還同時通過電路連接到一個第三電容CO的同一端，使所述第三電容CO的另一端接地；第一開關(guān)Κ1、第三開關(guān)Κ3和第三電容CO的連接節(jié)點Α，即所述雙向差分電荷泵的輸出點，通過電路連接至一個發(fā)射裝置的有源傳輸電路并向該發(fā)射裝置提供電壓。所述電荷泵向一個發(fā)射裝置的有源傳輸電路的一個電源引腳提供-3. 3V的負(fù)電壓；所述有源傳輸電路的另一個電源引腳另外施加有3. 3V的正電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述電荷泵及使用該電荷泵的發(fā)射裝置，其優(yōu)點在于本實用新型所述電荷泵在使用雙向差分電荷泵時，驅(qū)動信號或時鐘相位相反的第一電荷泵和第二電荷泵，分別只工作半個周期。而通過該雙向差分電荷泵向NFC發(fā)射裝置的有源傳輸電路提供-3. 3V電源后，相比原先使用(Γ3. 3V電源的NFC發(fā)射裝置，本實用新型所述NFC發(fā)射裝置的發(fā)射能量放大，能夠有效增加輸出功率并減少輸出紋波。

圖I現(xiàn)有NFC發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2本實用新型中電荷泵與NFC發(fā)射裝置的連接結(jié)構(gòu)框圖；[0026]圖3本實用新型中雙向差分電荷泵的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下文結(jié)合附圖說明本實用新型所述電荷泵及使用該電荷泵的發(fā)射裝置的具體實施方式
。如圖2所示，本實用新型中所述NFC發(fā)射裝置100包含數(shù)字傳輸系統(tǒng)40、調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)30、有源傳輸電路20，由電路依次連接，所述有源傳輸電路20同時還與天線10電路連接。本實用新型的特點在于，將所述有源傳輸電路20的一個電源引腳 接3. 3V的正電壓，另一個電源引腳與一個電荷泵200 (charge pump)形成電路連接，由該電荷泵200提供-3. 3V的負(fù)電壓。如圖3所示，本實用新型中所述電荷泵200是一個雙向差分電荷泵，其中包含驅(qū)動信號或時鐘相位相反、相連接的第一電荷泵和第二電荷泵。第一電荷泵設(shè)置有第一反相器NI、第一電容Cl、第一開關(guān)K1，由電路依次連接；還設(shè)置有第二開關(guān)K2，使其一端電路連接在第一電容Cl與第一開關(guān)Kl之間，另一端接地。類似地，在第二電荷泵中設(shè)置有第二反相器N2、第二電容C2、第三開關(guān)K3，由電路依次連接；還設(shè)置有第四開關(guān)K4，使其一端電路連接在第二電容C2與第三開關(guān)K3之間，另一端接地。第一電荷泵的第一開關(guān)Kl和第二電荷泵的第三開關(guān)K3還同時通過電路連接到一個第三電容CO的同一端，使第三電容CO的另一端接地。第一開關(guān)K1、第三開關(guān)K3和第三電容CO的連接節(jié)點A，即該雙向差分電荷泵的輸出點，通過電路連接至圖2所示NFC發(fā)射裝置100的有源傳輸電路20。圖3中，第一信號Φ1與第二信號Φ2是相互反相的兩個方波脈沖信號，可以使第一信號Φ I通過一個反相器N4得到所述的第二信號Φ2。另外，圖3中ΦΓ是與Φ1同相的方波信號，Φ2’和Φ2”是與Φ2同相的方波信號。信號Φ1’，Φ2’和Φ2”分別由所述的第一信號Φ I相應(yīng)地經(jīng)過若干個反相器處理后得到的，圖3中的標(biāo)注表示各個反相器的信號輸出狀態(tài)。圖3中還將標(biāo)號Φ1、Φ2置于開關(guān)標(biāo)號K1、K2、K3或K4下的括號中，以說明各個開關(guān)分別是由哪個信號來具體控制。也就是說，第一電荷泵的第二開關(guān)Κ2及第二電荷泵的第三開關(guān)Κ3，具體是由第一信號φι控制，在第一信號Φ1為高電平時導(dǎo)通，為低電平時斷開。第一電荷泵的第一開關(guān)Kl及第二電荷泵的第四開關(guān)Κ4，則具體是由第二信號Φ2控制，在第二信號Φ2為高電平時導(dǎo)通，為低電平時斷開。在第一電荷泵的第一反相器NI的輸入端上施加第一信號Φ1，同時將第一信號Φ1經(jīng)過第三反相器Ν3處理得到的信號Φ2”(相當(dāng)于第二信號Φ2)施加到第二電荷泵中第二反相器Ν2的輸入端。于是，在第一、第四開關(guān)Kl和Κ4導(dǎo)通，且第二、第三開關(guān)Κ2和Κ3斷開時，第一電荷泵工作，通過第一電容Cl向第三電容CO充電。而在第二、第三開關(guān)Κ2和Κ3接通，且第一、第四開關(guān)Kl和Κ4斷開時，第二電荷泵工作，通過第二電容C2向第三電容CO充電。為了在連接節(jié)點A處獲得-3. 3V的電源電壓，優(yōu)選的，使所選第一到第三電容Cl、C2和CO的參數(shù)滿足下列公式，即C0+C1+C2 >0. 5nF。[0036]綜上所述，本實用新型所述雙向差分電荷泵中，第一電荷泵和第二電荷泵分只工作半個周期。而通過該雙向差分電荷泵向NFC發(fā)射裝置100的有源傳輸電路20提供-3. 3V的電源后，可以使所述NFC發(fā)射裝置100的發(fā)射能量放大I倍，能夠有效增加輸出功率并減少輸出紋波。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施舉例作了詳細(xì)介紹，但上述描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實用新型的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。例如，為了能夠使用-3. 3V的電源，對現(xiàn)有NFC發(fā)射裝置100中對相應(yīng)電路及器件可能需要作出相應(yīng)調(diào)整，本文沒有進(jìn)行具體描述；又例如，NFC發(fā)射裝置100也不限于使用在上文及圖2中描述的具體結(jié)構(gòu)中。又或者，可以對本實用新型的電荷泵200做適應(yīng)改變，使其還能夠同時向NFC發(fā)射裝置100輸出3. 3V的正電壓； 又例如，為了使電荷泵200輸出不同于-3. 3V的其他電源，也可以相應(yīng)地改變第一到第三電容Cl、C2或CO的具體數(shù)值。又或者，如果將第一電荷泵和第二電荷泵看作兩個獨立的電荷泵子模塊，則還可以用電路連接更多電荷泵子模塊向NFC發(fā)射裝置100提供負(fù)電源(或正電源)，等等。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于，所述發(fā)射裝置(100)包含有源傳輸電路(20)，所述有源傳輸電路(20)的一個電源引腳接正電源，另一個電源引腳與一個電荷泵(200)形成電路連接，由所述電荷泵(200)提供負(fù)電源。
2.權(quán)利要求I中所述的使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 所述電荷泵(200)包含兩個或兩個以上由電路連接的電荷泵子模塊。
3.權(quán)利要求2中所述的使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 所述電荷泵(200)是一個雙向差分電荷泵； 所述雙向差分電荷泵包含驅(qū)動信號或時鐘相位相反、相連接的第一電荷泵和第二電荷泵，在所述第一電荷泵的輸入端施加第一信號(￠1)，在所述第二電荷泵的輸入端施加第二信號2)，所述第一信號(on)與第二信號(CD2)為相互反相的兩個方波脈沖信號。
4.權(quán)利要求3中所述的使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 第一信號(①I)有一路輸入到所述第一電荷泵，另一路通過一個第四反相器(N4)處理后，轉(zhuǎn)換得到所述的第二信號(中2)。
5.權(quán)利要求3或4中所述使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 第一電荷泵設(shè)置有第一反相器(NI)、第一電容(Cl)、第一開關(guān)(Kl),由電路依次連接；所述第一電荷泵還設(shè)置有第二開關(guān)(K2)，第二開關(guān)(K2)的一端電路連接在所述第一電容(Cl)與第一開關(guān)(Kl)之間，另一端接地；將第一信號(①I)施加在第一反相器(NI)的輸入端; 所述第二電荷泵中設(shè)置有第二反相器(N2)、第二電容(C2)、第三開關(guān)(K3)，由電路依次連接；第二電荷泵中還設(shè)置有第四開關(guān)(K4)，第四開關(guān)(K4)的一端電路連接在第二電容(C2)與第三開關(guān)(K3)之間，另一端接地；將第一信號(OU)通過一個第三反相器(N3)處理后，施加在第二反相器(N2)的輸入端。
6.權(quán)利要求5中所述的使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 第一電荷泵的第二開關(guān)(K2)，及第二電荷泵的第三開關(guān)(K3)，由所述第一信號(OU)控制，在第一信號(￠1)為高電平時同時導(dǎo)通，為低電平時同時斷開； 所述第一電荷泵的第一開關(guān)(K1)，及第二電荷泵的第四開關(guān)(K4)，由所述第二信號(①2)控制，在第二信號(0>2)為高電平時同時導(dǎo)通，為低電平時同時斷開。
7.權(quán)利要求6中所述的使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 所述第一電荷泵的第一開關(guān)(Kl)和第二電荷泵的第三開關(guān)(K3)，同時通過電路連接到一個第三電容(CO)的同一端，使所述第三電容(CO)的另一端接地；第一開關(guān)(K1)、第三開關(guān)(K3)和第三電容(CO)的連接節(jié)點(A)，即所述雙向差分電荷泵的輸出點，并通過電路連接至所述發(fā)射裝置(100)的有源傳輸電路(20)； 在所述第一、第四開關(guān)(Kl、K4)導(dǎo)通，且第二、第三開關(guān)(K2、K3)斷開時，所述第一電荷泵工作，通過第一電容(Cl)向第三電容(CO)充電；而在所述第二、第三開關(guān)(K2、K3)導(dǎo)通，且第一、第四開關(guān)(Kl、K4)斷開時，所述第二電荷泵工作，通過第二電容(C2)向第三電容(CO)充電。
8.權(quán)利要求7中所述使用電荷泵的發(fā)射裝置，其特征在于 所述電荷泵(200)提供給所述發(fā)射裝置(100)的有源傳輸電路(20)的負(fù)電壓為-3. 3V ；另外向所述有源傳輸電路(20)施加的正電壓為3. 3V。
9.一種雙向差分電荷泵，其特征在于 所述雙向差分電荷泵中包含驅(qū)動信號或時鐘相位相反、相連接的第一電荷泵和第二電荷泵，在所述第一電荷泵的輸入端施加有第一信號(O I)，在第二電荷泵的輸入端施加有第二信號(02)，所述第一信號(on)與第二信號(2 )是相互反相的兩個方波脈沖信號；所述第一電荷泵設(shè)置有第一反相器(NI)、第一電容(Cl)、第一開關(guān)(Kl),由電路依次連接；所述第一電荷泵還設(shè)置有第二開關(guān)(K2)，第二開關(guān)(K2)的一端電路連接在所述第一電容(Cl)與第一開關(guān)(Kl)之間，另一端接地；將所述第一信號(Ol)施加在所述第一反相器(NI)的輸入端； 所述第二電荷泵中設(shè)置有第二反相器(N2)、第二電容(C2)、第三開關(guān)(K3)，由電路依次連接；所述第二電荷泵中還設(shè)置有第四開關(guān)(K4)，第四開關(guān)(K4)的一端電路連接在所述第二電容(C2 )與第三開關(guān)(K3 )之間，另一端接地；將所述第一信號(OU )通過第三反相器(N3)處理后，施加在所述第二反相器N2的輸入端； 所述第二開關(guān)(K2)及第三開關(guān)(K3)由所述第一信號(0) I)同時導(dǎo)通或斷開；所述第一開關(guān)(Kl)及第四開關(guān)(K4)由所述第二信號(0>2)同時導(dǎo)通或斷開； 所述第一電荷泵的第一開關(guān)(Kl)和第二電荷泵的第三開關(guān)(K3)，還同時通過電路連接到一個第三電容(CO)的同一端，使所述第三電容(CO)的另一端接地；第一開關(guān)(K1)、第三開關(guān)(K3)和第三電容(CO)的連接節(jié)點(A)，即作為所述雙向差分電荷泵的輸出點，通過電路連接至一個發(fā)射裝置(100 )的有源傳輸電路(20 )，并向該發(fā)射裝置(100 )提供電壓。
10.權(quán)利要求9中所述的電荷泵，其特征在于所述電荷泵向一個發(fā)射裝置(100)的有源傳輸電路(20)的一個電源引腳提供-3. 3V的負(fù)電壓；所述有源傳輸電路(20)的另一個電源引腳另外施加有3. 3V的正電壓。
專利摘要本實用新型涉及一種電荷泵及基于該電荷泵的發(fā)射裝置，所述電荷泵在使用雙向差分電荷泵時，設(shè)置有驅(qū)動信號或時鐘相位相反、相互連接的第一電荷泵和第二電荷泵，使第一電荷泵和第二電荷泵分別只工作半個周期。還通過該雙向差分電荷泵向發(fā)射裝置的有源傳輸電路提供-3.3V的電源，使所述NFC發(fā)射裝置的發(fā)射能量放大，能夠有效增加輸出功率并減少輸出紋波。
文檔編號H04B1/04GK202586965SQ20122023306
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者張瑞安 申請人:樂鑫信息科技(上海)有限公司