專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線收發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻電路技術(shù)，尤其涉及一種無(wú)線收發(fā)電路。
背景技術(shù)：
目前同類(lèi)的射頻模塊主要應(yīng)用于民用行業(yè)，采用TI的CCllOO射頻芯片組和Analog的AD7021芯片組，主要應(yīng)用于煤氣、水表、電表抄表民用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)可靠性要求不是很高，IOdBm的射頻電路接收靈敏度在_80dbm以下，傳輸距離較近。而在50m以內(nèi)，如果要求傳輸距離超過(guò)100m，就必須提高發(fā)射功率到20dBm，同時(shí)射頻接收電路需要增加LNA低噪放電路，成本比較高，功耗大。中國(guó)專(zhuān)利CN200620169094，涉及塔吊無(wú)線遙控裝置。由發(fā)射、接收器組成；發(fā)射器包括一個(gè)盒體，盒體上設(shè)鍵盤(pán)，鍵盤(pán)上設(shè)控制塔吊上、下、左、右、前、后、低速、中速、高速、急停的按鈕；盒體內(nèi)設(shè)由鍵盤(pán)輸入電路、單片機(jī)、無(wú)線芯片，發(fā)射大線組成的發(fā)射電路；鍵盤(pán)連接鍵盤(pán)輸入電路，鍵盤(pán)輸入電路連接單片機(jī)，單片機(jī)連接無(wú)線芯片，無(wú)線芯片連接天線。接收器連接塔吊控制電路，由接收天線，無(wú)線芯片，單片機(jī)，三-八譯碼器，反相器，與非門(mén)，光電耦合器，繼電器等組成；接收天線連接無(wú)線芯片，無(wú)線芯片連接單片機(jī)，單片機(jī)連接三-八譯碼器，三-八譯碼器連接反相器，反相器連接與非門(mén)，與非門(mén)連接光電耦合器，光電耦合器連接繼電器，再連接塔吊的控制電路。圖1示出了現(xiàn)有一般的無(wú)功放的射頻電路設(shè)計(jì)示意圖，如圖所示，LNA_N和LNA_P端組成射頻接收網(wǎng)絡(luò)，PA為發(fā)射端，發(fā)射和接收共用外部的射頻網(wǎng)絡(luò)，相互之間沒(méi)有有效的隔離，發(fā)射功率的變化將影響接收靈敏度的變化。因此，現(xiàn)有的無(wú)功放的射頻電路設(shè)計(jì)主要存在以下缺點(diǎn):(I)大功率時(shí)電路成本較高，要增加PA和LNA器件組；(2)低功耗(小于IOdBm)時(shí)，有效傳輸距離較近；(3)芯片直接輸出大于IOdBm時(shí)，對(duì)接收靈敏度干擾很大，接收靈敏度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線收發(fā)電路，以克服上述現(xiàn)有的無(wú)功放的射頻電路設(shè)計(jì)中所存在的大功率時(shí)電路成本較高、低功耗時(shí)有效傳輸距離較近、以及芯片直接輸出大于IOdBm時(shí)，對(duì)接收靈敏度干擾很大，接收靈敏度降低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:—種無(wú)線收發(fā)電路，包括具有射頻信號(hào)接收端、射頻信號(hào)發(fā)射端、射頻信號(hào)控制端的主芯片以及射頻天線，其中，還包括一至少具有輸入端、第一輸出端、第二輸出端和開(kāi)關(guān)控制端的射頻開(kāi)關(guān)，所述射頻天線連接于所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端，所述射頻信號(hào)接收端通過(guò)一射頻接收網(wǎng)絡(luò)連接到所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第一輸出端，所述射頻信號(hào)發(fā)射端通過(guò)一射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)連接到所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第二輸出端，所述射頻信號(hào)控制端通過(guò)一控制電路連接到所述射頻開(kāi)關(guān)的所述開(kāi)關(guān)控制端；當(dāng)所述無(wú)線收發(fā)電路處于接收狀態(tài)時(shí)，所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端和所述第一輸出端內(nèi)部導(dǎo)通，從所述射頻天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述射頻開(kāi)關(guān)最終輸入所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)所述無(wú)線收發(fā)電路處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端和所述第二輸出端內(nèi)部導(dǎo)通，射頻信號(hào)從所述主芯片的所述射頻信號(hào)發(fā)射端輸出，經(jīng)過(guò)所述射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)所述射頻開(kāi)關(guān)直接輸出到所述射頻天線。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述射頻開(kāi)關(guān)為一多引腳芯片，所述多引腳芯片的5腳為開(kāi)關(guān)輸入端，I腳為第一輸出端，3腳為第二輸出端，4，6腳為開(kāi)關(guān)控制端。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述控制電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和三極管Ql，所述主芯片的所述射頻信號(hào)控制端通過(guò)第一電阻Rl連接所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極通過(guò)所述第二電阻R2接工作電源Vdd，所述三極管Ql的集電極接所述射頻開(kāi)關(guān)的所述開(kāi)關(guān)控制端。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端通過(guò)第七電容C7、第八電感L8和第七電感L7連接所述射頻天線，所述第七電感L7和所述第八電感L8之間通過(guò)第九電容C9接地。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述射頻開(kāi)關(guān)的2腳接地，6腳通過(guò)第八電容CS接地，4腳通過(guò)第六電容C6接地。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述射頻信號(hào)接收端包括低噪放大正極端和低噪放大負(fù)極端，所述低噪放大正極端和所述低噪放大負(fù)極端之間組成所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)包括第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl和第二電容C2，所述低噪放大正極端和所述低噪放大負(fù)極端之間跨接所述第一電感LI，所述第二電感L2和所述第一電容Cl串接后與所述第一電感LI并聯(lián)，所述第三電感L3和所述第二電容C2串接后與所述第一電感LI并聯(lián)，所述第一電容Cl和所述第二電感L2之間接地，所述第二電容C2和所述第三電感L3之間通過(guò)一第四電感L4連接所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第一輸出端。上述無(wú)線收發(fā)電路，其中，所述射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻R3、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第五電感L5和第六電感L6,所述第三電阻R3與所述第四電容C4并聯(lián)后一端連接工作電壓Vdd，另一端通過(guò)所述第六電感L6連接所述主芯片的所述射頻信號(hào)發(fā)射端，所述第五電感L5和所述第三電容C3并聯(lián)后一端通過(guò)所述第五電容C5連接所述主芯片的所述射頻信號(hào)發(fā)射端，另一端連接所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第二輸出端。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:將無(wú)線收發(fā)電路的接收端與發(fā)射端從一定程度上分隔開(kāi)，可有效防止自激震蕩發(fā)生，接收靈敏度達(dá)到_120dBm，即使在提高發(fā)射功率的同時(shí)，接收靈敏度仍然保持_120dBm ；能夠有效實(shí)現(xiàn)低功率信號(hào)的長(zhǎng)距離(大于150m)傳輸，并且不采用PA和LNA組件。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)功放的射頻電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明無(wú)線收發(fā)電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相
互組合。本發(fā)明的基本思想在于:設(shè)計(jì)一種無(wú)線收發(fā)電路，以克服上述現(xiàn)有的無(wú)功放的射頻電路設(shè)計(jì)中所存在的大功率時(shí)電路成本較高、低功耗時(shí)有效傳輸距離較近、以及芯片直接輸出大于IOdBm時(shí)，對(duì)接收靈敏度干擾很大，接收靈敏度降低的技術(shù)問(wèn)題。下面結(jié)合原理圖和具體操作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中，無(wú)線收發(fā)電路包括具有射頻信號(hào)接收端LNA、射頻信號(hào)發(fā)射端PA、射頻信號(hào)控制端TRX_SW的主芯片和射頻天線ANT，主芯片的具體型號(hào)可以是CCllOO系列等，本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)先采用CC1120芯片。本發(fā)明無(wú)線收發(fā)電路還包括一射頻開(kāi)關(guān)U1，射頻開(kāi)關(guān)Ul至少具有一輸入端、第一輸出端、第二輸出端和開(kāi)關(guān)控制端。射頻天線ANT連接于射頻開(kāi)關(guān)Ul的輸入端，射頻信號(hào)接收端LNA通過(guò)一射頻接收網(wǎng)絡(luò)連接到射頻開(kāi)關(guān)Ul的第一輸出端，射頻信號(hào)發(fā)射端PA通過(guò)一射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)連接到射頻開(kāi)關(guān)Ul的第二輸出端，射頻信號(hào)控制端TRX_SW通過(guò)一控制電路連接到射頻開(kāi)關(guān)Ul的開(kāi)關(guān)控制端。射頻信號(hào)接收端LNA包括低噪放大正極端LNA_P和低噪放大負(fù)極端LNA_N，低噪放大正極端LNA_P和低噪放大負(fù)極端LNA_N之間組成一射頻接收網(wǎng)絡(luò)。繼續(xù)參看圖2所示，射頻接收網(wǎng)絡(luò)包括第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl和第二電容C2，LNA_N端口和口之間跨接第一電感LI，第二電感L2和第一電容Cl串接后與第一電感LI并聯(lián)，第三電感L3和第二電容C2串接后與第一電感LI并聯(lián)，第一電容Cl和第二電感L2之間接地，第二電容C2和第三電感L3之間通過(guò)一第四電感L4連接射頻開(kāi)關(guān)Ul的第一輸出端?？刂齐娐钒ǖ谝浑娮鑂1、第二電阻R2和三極管QI，主芯片的TRX_SW端口通過(guò)第一電阻Rl連接三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極通過(guò)第二電阻R2接工作電源Vdd，三極管Ql的集電極接射頻開(kāi)關(guān)Ul的6腳，射頻開(kāi)關(guān)Ul的4腳與主芯片的射頻信號(hào)控制端TRX_SW連接。主芯片CC1120的30腳和31腳之間串接一32MHz的晶體振蕩器。當(dāng)本發(fā)明無(wú)線收發(fā)電路處于接收狀態(tài)時(shí)，控制回路控制射頻開(kāi)關(guān)Ul在不同狀態(tài)下的切換，射頻開(kāi)關(guān)Ul的輸入端和第一輸出端內(nèi)部導(dǎo)通，射頻信號(hào)從射頻天線ANT接收經(jīng)過(guò)射頻開(kāi)關(guān)Ul最終輸入射頻接收網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榻邮站W(wǎng)絡(luò)與發(fā)射網(wǎng)絡(luò)完全隔離，靜態(tài)噪聲很小，接收靈敏度可以達(dá)到_120dBm，提高發(fā)射功率的同時(shí)，接收靈敏度仍然可以保持-120dBm。當(dāng)無(wú)線收發(fā)電路處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，射頻開(kāi)關(guān)Ul的輸入端和第二輸出端內(nèi)部導(dǎo)通，射頻信號(hào)從主芯片的射頻信號(hào)發(fā)射端PA輸出，經(jīng)過(guò)射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)Ul直接輸出到射頻天線ANT，不會(huì)受到射頻接收網(wǎng)絡(luò)的影響，發(fā)射的信號(hào)也不會(huì)傳導(dǎo)到接收回路，防止自激震蕩發(fā)生。射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻R3、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第五電感L5和第六電感L6,第三電阻R3與第四電容C4并聯(lián)后一端連接工作電壓Vdd,另一端通過(guò)第六電感L6連接主芯片的射頻信號(hào)發(fā)射端PA，第五電感L5和第三電容C3并聯(lián)后一端通過(guò)第五電容C5連接主芯片的射頻信號(hào)發(fā)射端PA，另一端連接射頻開(kāi)關(guān)Ul的第二輸出端。射頻開(kāi)關(guān)Ul的輸入端通過(guò)第七電容C7、第八電感L8和第七電感L7連接射頻天線ANT，第七電感L7和第八電感L8之間通過(guò)第九電容C9接地。射頻開(kāi)關(guān)Ul的2腳接地，6腳通過(guò)第八電容C8接地，4腳通過(guò)第六電容C6接地。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，CC1120芯片能夠輸出最大的發(fā)射功率為-14dBm，本發(fā)明設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)整內(nèi)部寄存器使芯片輸出功率達(dá)到14dBm，能夠有效實(shí)現(xiàn)低功率信號(hào)的長(zhǎng)距離(大于150m)傳輸并且不采用PA組件和LNA組件。本發(fā)明實(shí)施例采用射頻開(kāi)關(guān)將發(fā)射和接收有效隔開(kāi)，使得射頻信號(hào)的發(fā)射和接收在工作時(shí)不會(huì)相互串?dāng)_，從而實(shí)現(xiàn)了較高的發(fā)射功率和很高的接收靈敏度，同時(shí)因?yàn)闆](méi)有采用PA和LNA等輔助元器件，電路成本也降到最低。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線收發(fā)電路，包括具有射頻信號(hào)接收端、射頻信號(hào)發(fā)射端、射頻信號(hào)控制端的主芯片以及射頻天線，其特征在于，還包括一至少具有輸入端、第一輸出端、第二輸出端和開(kāi)關(guān)控制端的射頻開(kāi)關(guān)，所述射頻天線連接于所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端，所述射頻信號(hào)接收端通過(guò)一射頻接收網(wǎng)絡(luò)連接到所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第一輸出端，所述射頻信號(hào)發(fā)射端通過(guò)一射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)連接到所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第二輸出端，所述射頻信號(hào)控制端通過(guò)一控制電路連接到所述射頻開(kāi)關(guān)的所述開(kāi)關(guān)控制端； 當(dāng)所述無(wú)線收發(fā)電路處于接收狀態(tài)時(shí)，所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端和所述第一輸出端內(nèi)部導(dǎo)通，從所述射頻天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)所述射頻開(kāi)關(guān)最終輸入所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)； 當(dāng)所述無(wú)線收發(fā)電路處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端和所述第二輸出端內(nèi)部導(dǎo)通，射頻信號(hào)從所述主芯片的所述射頻信號(hào)發(fā)射端輸出，經(jīng)過(guò)所述射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)所述射頻開(kāi)關(guān)直接輸出到所述射頻天線。
2.如權(quán)利要求1所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述射頻開(kāi)關(guān)為一多引腳芯片，所述多引腳芯片的5腳為開(kāi)關(guān)輸入端，I腳為第一輸出端，3腳為第二輸出端，4，6腳為開(kāi)關(guān)控制端。
3.如權(quán)利要求2所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述控制電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和三極管Ql，所述主芯片的所述射頻信號(hào)控制端通過(guò)第一電阻Rl連接所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極通過(guò)所述第二電阻R2接工作電源Vdd，所述三極管Ql的集電極接所述射頻開(kāi)關(guān)的所述開(kāi)關(guān)控制端。
4.如權(quán)利要求1所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述射頻開(kāi)關(guān)的所述輸入端通過(guò)第七電容C7、第八電感L8和第七電感L7連接所述射頻天線，所述第七電感L7和所述第八電感L8之間通過(guò)第九電容C9接地。
5.如權(quán)利要求2或3或4中任意一項(xiàng)所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述射頻開(kāi)關(guān)的2腳接地，6腳通過(guò)第八電容C8接地，4腳通過(guò)第六電容C6接地。
6.如權(quán)利要求1所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述射頻信號(hào)接收端包括低噪放大正極端和低噪放大負(fù)極端，所述低噪放大正極端和所述低噪放大負(fù)極端之間組成所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)。
7.如權(quán)利要求96所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)包括第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第一電容Cl和第二電容C2，所述低噪放大正極端和所述低噪放大負(fù)極端之間跨接所述第一電感LI，所述第二電感L2和所述第一電容Cl串接后與所述第一電感LI并聯(lián)，所述第三電感L3和所述第二電容C2串接后與所述第一電感LI并聯(lián)，所述第一電容Cl和所述第二電感L2之間接地，所述第二電容C2和所述第三電感L3之間通過(guò)一第四電感L4連接所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第一輸出端。
8.如權(quán)利要求1所述無(wú)線收發(fā)電路，其特征在于，所述射頻發(fā)射網(wǎng)絡(luò)包括第三電阻R3、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第五電感L5和第六電感L6,所述第三電阻R3與所述第四電容C4并聯(lián)后一端連接工作電壓Vdd，另一端通過(guò)所述第六電感L6連接所述主芯片的所述射頻信號(hào)發(fā)射端，所述第五電感L5和所述第三電容C3并聯(lián)后一端通過(guò)所述第五電容C5連接所述主芯片的所述射頻信號(hào)發(fā)射端，另一端連接所述射頻開(kāi)關(guān)的所述第二輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線收發(fā)電路，包括型號(hào)為CC1120的主芯片，還包括一射頻開(kāi)關(guān)U1，所述主芯片的LNA_N端口和LNA_P端口之間組成射頻接收網(wǎng)絡(luò)，所述射頻接收網(wǎng)絡(luò)與所述主芯片連接，所述主芯片的TRX_SW端口通過(guò)一控制回路連接所述射頻開(kāi)關(guān)U1，所述主芯片的PA端口通過(guò)一發(fā)射網(wǎng)絡(luò)連接所述射頻開(kāi)關(guān)U1，所述射頻開(kāi)關(guān)U1連接一射頻天線ANT。本發(fā)明將無(wú)線收發(fā)電路的接收端與發(fā)射端從一定程度上分隔開(kāi)，可有效防止自激震蕩發(fā)生，接收靈敏度達(dá)到-120dBm。
文檔編號(hào)H04B1/40GK103166671SQ201310110358
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者袁愛(ài)進(jìn), 鄧武倉(cāng), 劉曉明 申請(qǐng)人:上海華興數(shù)字科技有限公司