低功耗无线通信电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无线通信电路，尤其涉及一种低功耗无线通信电路。
【背景技术】
[0002]目前大型电子设备维护端口一般是RS232或Ethernet网口有线方式，现场走线受限制，此种方式下的电子设备维护端口通信速率低(最高速为1kbps);而现有的无线通信电路，电路功耗较高，器件数量较多，既无法做进设备内部，又增加设备功耗负荷。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种低功耗且通信速率高的低功耗无线通信电路。
[0004]本实用新型提供的这种低功耗无线通信电路，包括天线阻抗匹配电路、RF收发电路、控制器和外部接口电路；外部接口电路与控制器连接，控制器通过RF收发电路再经由天线阻抗匹配电路与RF天线连接。
[0005]所述天线阻抗匹配电路采用由两个电容和一个电感组成的型滤波器。
[0006]所述RF收发电路包括电容C2、电容C6、电容C11、电容C12、电感L2和电感L4，射频信号负端通过电容C2串联电容C6与天线阻抗匹配电路连接，该射频信号负端还通过电容C2经由电感L2接地；射频信号正端通过电容Cll串联电感L4与天线阻抗匹配电路连接，该射频信号正端还通过电容Cll经由电容C12接地。
[0007]所述控制器采用德州仪器公司的型号为CC2510F16芯片，为从节点。
[0008]本实用新型是一种低成本、低功耗、高速的无线通信电路，不增加设备本身的电源功耗。本实用新型采用无线通信方式，通信速率达到500kbps，解决了数据传输延时问题。电路简单，器件数量仅20个，能够嵌入到设备电路内部；在进行设备现场控制与数据维护时，本实用新型解决了设备现场走线困难、开盖接线施工复杂等技术或管理问题。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的原理框图。
[0010]图2是本实用新型的天线阻抗匹配电路图。
[0011]图3是本实用新型的RF收发电路图。
[0012]图4是本实用新型的控制器电路图。
[0013]图5是本实用新型的外部接口电路图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本实用新型包括天线阻抗匹配电路、RF收发电路、控制器(包含外围电路)和外部接口电路；外部接口电路与控制器连接，控制器通过RF收发电路再经由天线阻抗匹配电路与RF天线连接。
[0015]如图2所示，天线阻抗匹配电路一共包含3个器件电容C9、电容ClO和电感L3。依据天线阻抗50Ω匹配原则，将这三个器件设计成一款最简单型滤波器，既可以增大RF天线的增益，减少信号反射系数，又可以实现接收和发送无线信号的滤波。
[0016]如图3所示，RF收发电路一共包含电容C2、电容C6、电容C11、电容C12、电感L2、电感L4六个器件，射频信号负端RFN通过电容C2串联电容C6与天线阻抗匹配电路连接，该射频信号负端RFN还通过电容C2经由电感L2接地；射频信号正端RFP通过电容Cll串联电感L4与天线阻抗匹配电路连接，该射频信号正端RFP还通过电容Cll经由电容C12接地。
[0017]当本实用新型的控制器处于接收模式时，RF收发电路作为接收电路——LNA滤波电路；其中，电容C6和电感L4组成一个2.4GHz谐振电路，将天线ANT_IN信号分为一组差分信号；电感L2和电容C12调整差分信号幅值，使其满足芯片LNA信号输入范围，电容C2和电容Cl I是信号耦合滤波电容，减少信号输入共模噪声。
[0018]当控制器处于发送模式时，RF收发电路又作为发送电路一一PA外部匹配电路；其中，电容C2和电容Cll依旧是信号耦合滤波电容，隔离天线干扰噪声和芯片内部电源纹波噪声。电容C12和电感L4组成一个差模信号低通滤波器，电容C6和电感L2组成一个差模信号高通滤波器。两个滤波器一起组成一个带通滤波器，通频带宽为3MHz，中心频点为
2.4GHzo
[0019]如图4所示，本实用新型的控制器采用德州仪器公司的型号为CC2510F16芯片；其工作频段是2.4-2.4835GHz，芯片内嵌8051处理器，包含16kB的flash存储器和4kB RAM,采用24MHz ±15ppm晶体。通过配置芯片内部SFR寄存器PERCFG.UOCFG (UARTO硬件为P0.2和P0.3)，配置寄存器不同bit位，能够设置UARTO接口参数(波特率、校验位、数据格式等)。
[0020]该控制器电路包括控制器D1、晶体XL1、电容Cl、电容C3、电源滤波电容C16、电流基准电阻Rl。
[0021]本电路采用内置PA，数据通信时工作电流是4.6mA，发射功率是IdBm ;本电路采用内置LNA和AGC，接收电流是1.2mA，接收灵敏度_103dBm，自动增益调节器范围是0~32dB ；本电路采用低功耗软件设计，电路休眠时工作电流仅为5uA ;本电路采用内部RSSI检测，无线通信速率为2.4kbps时，RSSI检测阈值为74dB，当高速模式下500kbps时，RSSI检测阈值为72dB。
[0022]为了保证射频信号频率偏差在±5kHz范围内，晶体XLl采用±15ppm高品质晶体。
[0023]为了保证射频发射时信号强度达到ldBm，电流基准电阻Rl采用精度0.5%电阻。
[0024]本电路工作在从节点模式。
[0025]如图5所示，本实用新型的外部接口电路包括电感L1、电容C5、电容C8共三个器件。L1、电容C5、电容C8组成3.3v数字电源到模拟电源滤波电路，XSl为印制板焊盘接口，V3P3和GND是供电线，TXDO和RXDO是数据通信线，RST是模块复位控制线。本实用新型通过该接口电路嵌入到设备内部电路设计中，实现无线数据通信功能。
[0026]本实用新型采用低功耗设计，运行模式采用主从模式，从节点电路简单，能够嵌入到设备内部电路设计中，数据通信时，从节点由主节点唤醒，从节点在设备内部长期处于低功耗模式，既解决现场高速无线控制与数据维护问题，又不增加设备本身的电源功耗。
【主权项】
1.一种低功耗无线通信电路，其特征在于，包括天线阻抗匹配电路、RF收发电路、控制器和外部接口电路；外部接口电路与控制器连接，控制器通过RF收发电路再经由天线阻抗匹配电路与RF天线连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗无线通信电路，其特征在于，所述天线阻抗匹配电路采用由两个电容和一个电感组成的π型滤波器。
3.根据权利要求1所述的低功耗无线通信电路，其特征在于，所述RF收发电路包括电容C2、电容C6、电容C11、电容C12、电感L2和电感L4，射频信号负端通过电容C2串联电容C6与天线阻抗匹配电路连接，该射频信号负端还通过电容C2经由电感L2接地；射频信号正端通过电容Cll串联电感L4与天线阻抗匹配电路连接，该射频信号正端还通过电容Cll经由电容C12接地。
4.根据权利要求1所述的低功耗无线通信电路，其特征在于，所述控制器采用德州仪器公司的型号为CC2510F16芯片，为从节点。
【专利摘要】本实用新型公开了一种低功耗无线通信电路，包括天线阻抗匹配电路、RF收发电路、控制器和外部接口电路；外部接口电路与控制器连接，控制器通过RF收发电路再经由天线阻抗匹配电路与RF天线连接。本实用新型是一种低成本、低功耗、高速的无线通信电路，不增加设备本身的电源功耗。本实用新型采用无线通信方式，通信速率达到500kbps，解决了数据传输延时问题。电路简单，器件数量仅20个，能够嵌入到设备电路内部；在进行设备现场控制与数据维护时，本实用新型解决了设备现场走线困难、开盖接线施工复杂等技术或管理问题。
【IPC分类】G08C17-02
【公开号】CN204423622
【申请号】CN201520128803
【发明人】王成, 朱政坚, 陈剑
【申请人】威胜集团有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月6日