低功耗無線通信電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無線通信電路，尤其涉及一種低功耗無線通信電路。
【背景技術】
[0002]目前大型電子設備維護端口一般是RS232或Ethernet網(wǎng)口有線方式，現(xiàn)場走線受限制，此種方式下的電子設備維護端口通信速率低(最高速為1kbps);而現(xiàn)有的無線通信電路，電路功耗較高，器件數(shù)量較多，既無法做進設備內(nèi)部，又增加設備功耗負荷。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種低功耗且通信速率高的低功耗無線通信電路。
[0004]本實用新型提供的這種低功耗無線通信電路，包括天線阻抗匹配電路、RF收發(fā)電路、控制器和外部接口電路；外部接口電路與控制器連接，控制器通過RF收發(fā)電路再經(jīng)由天線阻抗匹配電路與RF天線連接。
[0005]所述天線阻抗匹配電路采用由兩個電容和一個電感組成的型濾波器。
[0006]所述RF收發(fā)電路包括電容C2、電容C6、電容C11、電容C12、電感L2和電感L4，射頻信號負端通過電容C2串聯(lián)電容C6與天線阻抗匹配電路連接，該射頻信號負端還通過電容C2經(jīng)由電感L2接地；射頻信號正端通過電容Cll串聯(lián)電感L4與天線阻抗匹配電路連接，該射頻信號正端還通過電容Cll經(jīng)由電容C12接地。
[0007]所述控制器采用德州儀器公司的型號為CC2510F16芯片，為從節(jié)點。
[0008]本實用新型是一種低成本、低功耗、高速的無線通信電路，不增加設備本身的電源功耗。本實用新型采用無線通信方式，通信速率達到500kbps，解決了數(shù)據(jù)傳輸延時問題。電路簡單，器件數(shù)量僅20個，能夠嵌入到設備電路內(nèi)部；在進行設備現(xiàn)場控制與數(shù)據(jù)維護時，本實用新型解決了設備現(xiàn)場走線困難、開蓋接線施工復雜等技術或管理問題。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的原理框圖。
[0010]圖2是本實用新型的天線阻抗匹配電路圖。
[0011]圖3是本實用新型的RF收發(fā)電路圖。
[0012]圖4是本實用新型的控制器電路圖。
[0013]圖5是本實用新型的外部接口電路圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，本實用新型包括天線阻抗匹配電路、RF收發(fā)電路、控制器(包含外圍電路)和外部接口電路；外部接口電路與控制器連接，控制器通過RF收發(fā)電路再經(jīng)由天線阻抗匹配電路與RF天線連接。
[0015]如圖2所示，天線阻抗匹配電路一共包含3個器件電容C9、電容ClO和電感L3。依據(jù)天線阻抗50Ω匹配原則，將這三個器件設計成一款最簡單型濾波器，既可以增大RF天線的增益，減少信號反射系數(shù)，又可以實現(xiàn)接收和發(fā)送無線信號的濾波。
[0016]如圖3所示，RF收發(fā)電路一共包含電容C2、電容C6、電容C11、電容C12、電感L2、電感L4六個器件，射頻信號負端RFN通過電容C2串聯(lián)電容C6與天線阻抗匹配電路連接，該射頻信號負端RFN還通過電容C2經(jīng)由電感L2接地；射頻信號正端RFP通過電容Cll串聯(lián)電感L4與天線阻抗匹配電路連接，該射頻信號正端RFP還通過電容Cll經(jīng)由電容C12接地。
[0017]當本實用新型的控制器處于接收模式時，RF收發(fā)電路作為接收電路——LNA濾波電路；其中，電容C6和電感L4組成一個2.4GHz諧振電路，將天線ANT_IN信號分為一組差分信號；電感L2和電容C12調整差分信號幅值，使其滿足芯片LNA信號輸入范圍，電容C2和電容Cl I是信號耦合濾波電容，減少信號輸入共模噪聲。
[0018]當控制器處于發(fā)送模式時，RF收發(fā)電路又作為發(fā)送電路一一PA外部匹配電路；其中，電容C2和電容Cll依舊是信號耦合濾波電容，隔離天線干擾噪聲和芯片內(nèi)部電源紋波噪聲。電容C12和電感L4組成一個差模信號低通濾波器，電容C6和電感L2組成一個差模信號高通濾波器。兩個濾波器一起組成一個帶通濾波器，通頻帶寬為3MHz，中心頻點為
2.4GHzo
[0019]如圖4所示，本實用新型的控制器采用德州儀器公司的型號為CC2510F16芯片；其工作頻段是2.4-2.4835GHz，芯片內(nèi)嵌8051處理器，包含16kB的flash存儲器和4kB RAM,采用24MHz ±15ppm晶體。通過配置芯片內(nèi)部SFR寄存器PERCFG.UOCFG (UARTO硬件為P0.2和P0.3)，配置寄存器不同bit位，能夠設置UARTO接口參數(shù)(波特率、校驗位、數(shù)據(jù)格式等)。
[0020]該控制器電路包括控制器D1、晶體XL1、電容Cl、電容C3、電源濾波電容C16、電流基準電阻Rl。
[0021]本電路采用內(nèi)置PA，數(shù)據(jù)通信時工作電流是4.6mA，發(fā)射功率是IdBm ;本電路采用內(nèi)置LNA和AGC，接收電流是1.2mA，接收靈敏度_103dBm，自動增益調節(jié)器范圍是0~32dB ；本電路采用低功耗軟件設計，電路休眠時工作電流僅為5uA ;本電路采用內(nèi)部RSSI檢測，無線通信速率為2.4kbps時，RSSI檢測閾值為74dB，當高速模式下500kbps時，RSSI檢測閾值為72dB。
[0022]為了保證射頻信號頻率偏差在±5kHz范圍內(nèi)，晶體XLl采用±15ppm高品質晶體。
[0023]為了保證射頻發(fā)射時信號強度達到ldBm，電流基準電阻Rl采用精度0.5%電阻。
[0024]本電路工作在從節(jié)點模式。
[0025]如圖5所示，本實用新型的外部接口電路包括電感L1、電容C5、電容C8共三個器件。L1、電容C5、電容C8組成3.3v數(shù)字電源到模擬電源濾波電路，XSl為印制板焊盤接口，V3P3和GND是供電線，TXDO和RXDO是數(shù)據(jù)通信線，RST是模塊復位控制線。本實用新型通過該接口電路嵌入到設備內(nèi)部電路設計中，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信功能。
[0026]本實用新型采用低功耗設計，運行模式采用主從模式，從節(jié)點電路簡單，能夠嵌入到設備內(nèi)部電路設計中，數(shù)據(jù)通信時，從節(jié)點由主節(jié)點喚醒，從節(jié)點在設備內(nèi)部長期處于低功耗模式，既解決現(xiàn)場高速無線控制與數(shù)據(jù)維護問題，又不增加設備本身的電源功耗。
【主權項】
1.一種低功耗無線通信電路，其特征在于，包括天線阻抗匹配電路、RF收發(fā)電路、控制器和外部接口電路；外部接口電路與控制器連接，控制器通過RF收發(fā)電路再經(jīng)由天線阻抗匹配電路與RF天線連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的低功耗無線通信電路，其特征在于，所述天線阻抗匹配電路采用由兩個電容和一個電感組成的π型濾波器。
3.根據(jù)權利要求1所述的低功耗無線通信電路，其特征在于，所述RF收發(fā)電路包括電容C2、電容C6、電容C11、電容C12、電感L2和電感L4，射頻信號負端通過電容C2串聯(lián)電容C6與天線阻抗匹配電路連接，該射頻信號負端還通過電容C2經(jīng)由電感L2接地；射頻信號正端通過電容Cll串聯(lián)電感L4與天線阻抗匹配電路連接，該射頻信號正端還通過電容Cll經(jīng)由電容C12接地。
4.根據(jù)權利要求1所述的低功耗無線通信電路，其特征在于，所述控制器采用德州儀器公司的型號為CC2510F16芯片，為從節(jié)點。
【專利摘要】本實用新型公開了一種低功耗無線通信電路，包括天線阻抗匹配電路、RF收發(fā)電路、控制器和外部接口電路；外部接口電路與控制器連接，控制器通過RF收發(fā)電路再經(jīng)由天線阻抗匹配電路與RF天線連接。本實用新型是一種低成本、低功耗、高速的無線通信電路，不增加設備本身的電源功耗。本實用新型采用無線通信方式，通信速率達到500kbps，解決了數(shù)據(jù)傳輸延時問題。電路簡單，器件數(shù)量僅20個，能夠嵌入到設備電路內(nèi)部；在進行設備現(xiàn)場控制與數(shù)據(jù)維護時，本實用新型解決了設備現(xiàn)場走線困難、開蓋接線施工復雜等技術或管理問題。
【IPC分類】G08C17-02
【公開號】CN204423622
【申請?zhí)枴緾N201520128803
【發(fā)明人】王成, 朱政堅, 陳劍
【申請人】威勝集團有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月6日