無(wú)線(xiàn)通信電路和用該電路制成的計(jì)量?jī)x表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型具體涉及一種無(wú)線(xiàn)通信電路和用該電路制成的計(jì)量?jī)x表。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智慧城市和能源互聯(lián)網(wǎng)概念的興起，無(wú)線(xiàn)通訊已經(jīng)越來(lái)越普及，現(xiàn)在能源計(jì)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制也逐漸演變成一種趨勢(shì)。現(xiàn)在已經(jīng)使用的居民能量計(jì)量?jī)x表，絕大多數(shù)暫不支持?jǐn)?shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。而現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)通信電路，往往電路復(fù)雜，且成本較高，嵌入計(jì)量?jī)x表時(shí)，而且需要占用能量計(jì)量?jī)x表的控制芯片較多資源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的之一在于提供一種電路簡(jiǎn)單、成本低廉、且占用控制芯片資源較少的無(wú)線(xiàn)通信電路。
[0004]本實(shí)用新型的目的之二在于提供一種應(yīng)用所述的無(wú)線(xiàn)通信電路制成的計(jì)量?jī)x表。
[0005]本實(shí)用新型提供的這種無(wú)線(xiàn)通信電路，包括電源與接口電路、控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線(xiàn)阻抗匹配電路和天線(xiàn)；電源與接口電路與控制器連接，用于給控制器提供電源，并將控制器與外界通訊提供接口電路；信號(hào)調(diào)制電路與控制器連接，用于將控制器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；天線(xiàn)阻抗匹配電路與信號(hào)調(diào)制電路連接，用于對(duì)調(diào)制后的電路信號(hào)進(jìn)行濾波和阻抗匹配；天線(xiàn)與天線(xiàn)阻抗匹配電路連接，用于將最終的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
[0006]所述的控制器與外界通訊的接口電路為串行外設(shè)接口電路。
[0007]所述的信號(hào)調(diào)制電路的工作頻率為433MHz。
[0008]所述的電源與接口電路包含第一濾波電容和第一隔離電感；電源與接口電路主要是隔離主芯片數(shù)字電源和模擬電源，第一隔離電感連接在數(shù)字電源和模擬電源之間，第二濾波電容并聯(lián)在模擬電源和地線(xiàn)之間；接口電路通過(guò)串行外設(shè)接口與外部進(jìn)行通信。
[0009]所述的控制器電路包括第一主芯片、第一晶振、第一基準(zhǔn)電阻、第二濾波電容和第三濾波電容；主芯片的17號(hào)引腳通過(guò)第一基準(zhǔn)電阻接地；主芯片的8號(hào)和10號(hào)引腳與第一晶振連接，主芯片的14、15號(hào)引腳通過(guò)第二濾波電容與地連接；主芯片的5號(hào)引腳通過(guò)第三濾波電容與地連接。
[0010]所述的信號(hào)調(diào)制電路包括第一一階電感-電容濾波器、第二一階電感-電容濾波器、第一換相電容和第一穩(wěn)壓管；信號(hào)調(diào)制線(xiàn)路與控制器通過(guò)射頻負(fù)極信號(hào)和射頻正極信號(hào)連接，并通過(guò)一路信號(hào)與后端所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路連接；當(dāng)控制器處于接收模式時(shí)，所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路輸出433MHZ信號(hào)，通過(guò)并聯(lián)的第一一階電感-電容濾波器后輸入控制器的射頻負(fù)極信號(hào)，同時(shí)經(jīng)過(guò)第一換相電容換相后，同樣通過(guò)并聯(lián)的第二一階電感-電容諧振濾波器后，輸入控制器的射頻正極；控制器內(nèi)部接收器收到的兩路信號(hào)相差第一換相電容的相位角，第一穩(wěn)壓管用于穩(wěn)定控制器的射頻正極信號(hào)為0.75V。
[0011]所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路包括31型濾波器和電感-電容濾波器。
[0012]所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路包括第一 31型濾波器、第一電感-電容諧振濾波器、第一高頻耦合電容、第一阻抗調(diào)節(jié)電容和第一保護(hù)管；依據(jù)天線(xiàn)阻抗50Ω的匹配原則，利用第一 η型濾波器進(jìn)行阻抗匹配，既可以增大天線(xiàn)增益，減少信號(hào)反射系數(shù)，又可以實(shí)現(xiàn)濾波的功能；第一電感-電容諧振濾波器共有兩組，包括第一諧振電感、第一諧振電容組成的第一組電感-電容諧振濾波器，以及由第二諧振電感、第二諧振電容組成的第二組電感-電容諧振濾波器；第一電感-電容諧振濾波器和第一高頻耦合電容用于減少信號(hào)耦合和天線(xiàn)噪聲；第一阻抗調(diào)節(jié)電容用于調(diào)節(jié)天線(xiàn)阻抗匹配電路的阻抗特性，使與外置的天線(xiàn)進(jìn)行阻抗匹配；第一保護(hù)管用于電路的靜電和信號(hào)保護(hù)。
[0013]所述的信號(hào)調(diào)制電路的工作頻率為915MHz。
[0014]所述的電源與接口電路包含第二隔離電感和第四濾波電容；電源與接口電路主要是隔離主芯片數(shù)字電源和模擬電源兩種供電電源，第二隔離電感連接在數(shù)字電源和模擬電源之間，第四濾波電容并聯(lián)在模擬電源和地線(xiàn)之間；接口電路通過(guò)串行外設(shè)接口與外部進(jìn)行通信。
[0015]所述的控制器電路包括第二主芯片、第二晶振、第二基準(zhǔn)電阻、第五濾波電容和第六濾波電容；第二主芯片的17號(hào)引腳通過(guò)第二基準(zhǔn)電阻接地；第二主芯片的8號(hào)和10號(hào)引腳與晶振連接，第二主芯片的14、15號(hào)引腳通過(guò)第五濾波電容與地連接，第二主芯片的第5號(hào)引腳通過(guò)第六濾波電容與地連接。
[0016]所述的信號(hào)調(diào)制電路包括差分信號(hào)T型濾波器、第一一階振蕩濾波電路、第二一階振蕩濾波器、第七濾波電容、儲(chǔ)能電容和二極管；信號(hào)調(diào)制線(xiàn)路與控制器通過(guò)射頻負(fù)極信號(hào)和射頻正極信號(hào)連接，并通過(guò)一路信號(hào)與后端所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路連接；當(dāng)控制器處于接收模式時(shí)，所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路輸出915MHz信號(hào)，通過(guò)并聯(lián)的第一一階振蕩濾波器后，和串聯(lián)的第二一階振蕩濾波器后，形成一組有相位角差的差分信號(hào)，相位角的差值與所述的串聯(lián)的第二一階振蕩濾波器的電容容值有關(guān)；該差分信號(hào)再經(jīng)過(guò)一組差分信號(hào)T型濾波器后分別輸入到射頻負(fù)極和射頻正極；當(dāng)控制器處于發(fā)送模式時(shí)，差分信號(hào)分別經(jīng)過(guò)一個(gè)差分信號(hào)T型濾波器和第一一階振蕩濾波器之后，信號(hào)輸出到天線(xiàn)阻抗匹配電路，二極管為射頻發(fā)送大電流整流二極管。
[0017]所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路包括T型濾波器和諧振濾波器。
[0018]所述的天線(xiàn)阻抗匹配電路包括T型濾波器、第八濾波電容、第九濾波電容、高頻耦合電容、阻抗調(diào)節(jié)電感和第二穩(wěn)壓管^型濾波器依據(jù)天線(xiàn)阻抗50 Ω匹配原則，既可以增大天線(xiàn)的增益，減少信號(hào)反射系數(shù)，又可以實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)的濾波；第八濾波電容、第九濾波電容的截止頻率為1.1GHz，抑制天線(xiàn)高頻諧波干擾；高頻耦合電容用于無(wú)線(xiàn)915MHz信號(hào)的耦合，減少天線(xiàn)噪聲對(duì)射頻接收電路的影響；阻抗調(diào)節(jié)電感用于調(diào)節(jié)50 Ω阻抗特性，使其與外置天線(xiàn)的阻抗50 Ω達(dá)到匹配，同時(shí)該電感也用于無(wú)線(xiàn)915MHz信號(hào)低通濾波；第二穩(wěn)壓管用于保護(hù)電路器件。
[0019]—種應(yīng)用所述的無(wú)線(xiàn)通信電路制成的計(jì)量?jī)x表，該計(jì)量?jī)x表能夠通過(guò)所述的無(wú)線(xiàn)通信電路與外接件進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，方便采用無(wú)線(xiàn)通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0020]本實(shí)用新型提供的這種無(wú)線(xiàn)通信電路，僅通過(guò)一路串行外設(shè)接口便能接收數(shù)據(jù)，因此本實(shí)用新型能夠與任何具備串行外設(shè)接口的控制芯片連接并接收所需的數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的方式向外發(fā)送數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型通用性好，電路簡(jiǎn)單，成本低廉，占用的資源較少。
[0021]本實(shí)用新型由于僅采用了一路串行外設(shè)接口電路和計(jì)量?jī)x表的控制芯片通信，因此本實(shí)用新型能夠嵌入已有的計(jì)量?jī)x表中，僅占用計(jì)量?jī)x表控制芯片的一路串行外設(shè)接口資源，便能實(shí)現(xiàn)計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)送；本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單，成本低廉，占用的資源較少。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的功能模塊圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型的工作頻率為433MHz時(shí)的電源與接口電路的電路原理圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型的工作頻率為433MHz時(shí)的控制器電路的電路原理圖。
[0025]圖4為本實(shí)用新型的工作頻率為433MHz時(shí)的信號(hào)調(diào)制電路的電路原理圖。
[0026]圖5為本實(shí)用新型的工作頻率為433MHz時(shí)的天線(xiàn)阻抗匹配電路的電路原理圖。
[0027]圖6為本實(shí)用新型的工作頻率為915MHz時(shí)的電源與接口電路的電路原理圖。
[0028]圖7為本實(shí)用新型的工作頻率為915MHz時(shí)的控制器電路的電路原理圖。
[0029]圖8為本實(shí)用新型的工作頻率為915MHz時(shí)的信號(hào)調(diào)制電路的電路原理圖。
[0030]圖9為本實(shí)用新型的工作頻率為915MHz時(shí)的天線(xiàn)阻抗匹配電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1所示為本實(shí)用新型的功能模塊圖:包括電源與接口電路、控制器、信號(hào)調(diào)制電路、天線(xiàn)阻抗