[发明专利]具有到模块的近场耦合的背板

说明书

可移除模块(301、302)包括电路(127、128)、向电路(127、128)提供数据信号的第一近场通信(NFC)耦合器(123)和向电路(127、128)供应工作电压的第二NFC耦合器(121)。

技术领域

这涉及具有到模块的近场耦合的背板。

背景技术

常规背板系统(诸如工业可编程逻辑控制器(PLC))具有向线卡传输功率的连接器。它们还具有昂贵的连接器，以菊花链类型的方式在卡之间传输数据。高速连接器价格昂贵，并且它们可具有与腐蚀、间歇性操作、流体污染和磨损相关联的可靠性问题。

近场通信(NFC)为一种无线技术，允许两个设备在大致10厘米或更短的短距离内进行通信。使用NFC的各种协议已在NFC论坛规范内进行国际标准化，并在例如国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)18092、欧洲电脑制造商协会(ECMA)-340和ISO 14443中进行定义。NFC允许移动设备与订户的即时环境进行交互。非接触式系统通常用作访问控制ID(例如，员工证章)，以及用作公共交通的支付系统等。而且，许多信用卡包括NFC功能。

发明内容

在所描述的示例中，可移除模块包括电路、向电路提供数据信号的第一近场通信(NFC)耦合器和向电路供应工作电压的第二NFC耦合器。

附图说明

图1为使用NFC代替接触以在模块和背板之间传递数据和功率的示例PLC系统的框图。

图2为使用NFC代替接触以在模块和背板之间传递数据和功率的另一示例PLC系统的框图。

图3为模块和背板的示例配置的视图。

图4为示例NFC耦合器结构的顶视图。

图5A至图5C为图4的示例NFC耦合器的更详细视图。

图6至图8为模块和背板的其他示例的视图。

图9为由图5A至图5C的NFC耦合器引起的插入损耗的曲线图。

图10为另一示例NFC耦合器的正交视图。

图11为图1的示例系统的图示说明。

图12为使用NFC向系统的模块非接触式传递数据和功率的流程图。

具体实施方式

在附图中，为了一致性，相似的元件由相似的附图标记表示。

近场通信(NFC)为一种短程无线连接技术，当设备彼此相邻时，诸如当设备彼此物理接触(触摸)或者当设备彼此定位在(位于)几厘米内时，该技术使用磁场感应来实现设备之间的通信。已标准化几种使用NFC的通信协议，例如ISO/IEC 18092，ECMA-340和ISO14443。各种标准指定设备建立对等(P2P)网络以交换数据的方式。

非接触式系统通常用作访问控制ID(例如，员工证章)，以及用作公共交通的支付系统等。此外，许多信用卡包括NFC功能。但是，开放空间中的波作为球形波在所有方向上传播。以此方式，在远场中，它们与距离平方成比例地失去其功率；因此，在距源的距离R处，功率为源功率除以R²。此类随机波传播还可对位于附近的其他系统造成干扰，并违反由标准主体(诸如联邦通信委员会(FCC))设定的发射限制。

利用紧密间隔的NFC耦合结构在各个模块之间分配信号，NFC耦合提供一种低成本的互连解决方案，并将电磁辐射最小化。类似地，利用紧密间隔的NFC耦合结构向各个模块分配功率，NFC耦合消除背板和可移除模块之间任何欧姆接触的需要。本文所述的示例提供在不使用物理/欧姆接触的情况下对接可移除系统模块的方式。