手持设备的制作方法

1.本技术涉及读写器技术领域，特别是涉及一种手持设备。


背景技术：

2.射频识别技术具有读写距离远、安全性高等优点，广泛应用于物流、酒类防伪、服装等行业。手持设备的作用是向至少一个标签发送调制波信号，标签通过同样的调制射频载波接收功率，被激活的标签反向散射信号，手持设备内的射频读写模块通过对标签反向散射的信号进行解调、放大及解码等处理，实现对标签内部存储的数据的读取，也可对标签的数据进行改写。
3.目前的手持设备还存在这功耗大、费电等问题。


技术实现要素：

4.本技术主要的目的是提供一种手持设备，以降低手持设备的功耗，并节约电能。
5.为达到上述目的，本技术采用的一个技术方案是：提供一种手持设备，该手持设备包括控制芯片、射频读写芯片、射频前端电路和电源电路。
6.射频读写芯片与控制芯片连接；
7.射频前端电路与控制芯片和射频读写芯片连接；
8.电源电路包括至少两个支路、第一电阻和第一三极管，至少两个支路的输入端电性连接，至少两个支路包括与射频前端电路电性连接的第一支路以及与控制芯片电性连接的第二支路；
9.其中，第一支路中的电压转换器的使能脚与第一三极管的输入端连接，第一三极管的输入端通过第一电阻与第二支路的输出端电性连接，第一三极管的输出端接地，第一三极管的基级与控制芯片的第一端电性连接。
10.其中，射频前端电路包括稳压器和功率放大器，稳压器的使能脚与控制芯片的第二端电性连接，稳压器的输出端与功率放大器的控制端电性连接，射频读写芯片的射频信号输出端与功率放大器的输入端电性连接，功率放大器的输出端与天线连接。
11.其中，射频前端电路包括：
12.滤波器，射频读写芯片的射频信号输出端通过滤波器与功率放大器的输入端电性连接，滤波器的输入端通过第一电容与滤波器的输出端连接；
13.收发隔离单元，功率放大器的输出端与收发隔离单元的输入端相连，收发隔离单元的直通端与天线相连，收发隔离单元的耦合端与射频读写芯片的第一输入端电性连接，收发隔离单元的隔离端与射频读写芯片的第二输入端电性连接；
14.功率检测器，收发隔离单元的耦合端通过功率检测器与控制芯片的第三端电性连接。
15.其中，手持设备包括第一平衡—非平衡转换器和第二平衡—非平衡转换器，收发隔离单元的耦合端通过第一平衡—非平衡转换器与射频读写芯片的第一输入端电性连接，
收发隔离单元的隔离端通过第二平衡—非平衡转换器与射频读写芯片的第二输入端电性连接。
16.其中，第一支路的输出端与功率放大器的电源端连接；至少两个支路中的第三支路的输出端与稳压器的输入端连接；
17.电源电路还包括至少一个子路，所有子路的输入端与第三支路的输出端连接，至少一个子路包括第一子路、第二子路和第三子路，第一子路与功率检测器的电源端和输入端电性连接，第二子路和第三子路与射频读写芯片连接。
18.其中，电源电路还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻和第二三极管；
19.每个子路中的稳压器的使能脚与第二三极管的输入端连接，第二支路的输出端通过第四电阻与第二三极管的输入端电性连接，第二支路的输出端通过第五电阻和第六电阻与第二三极管的基级电性连接，第五电阻和第六电阻的连接端与控制芯片的第四端电性连接。
20.其中，手持设备还包括温度检测器，温度检测器由至少两个支路中的第三支路供电，温度检测器的输出端与控制芯片的第五端连接。
21.其中，手持设备还包括串行外设接口、调试接口和通用异步收发传输接口中的至少一种，串行外设接口、调试接口和通用异步收发传输接口均与控制芯片电性连接。
22.其中，手持设备包括第一晶体谐振器和第二晶体谐振器，第一晶体谐振器与射频读写芯片电性连接，第二晶体谐振器与控制芯片电性连接。
23.其中，第一晶体谐振器为温补晶体谐振器，第一三极管为npn三极管。
24.本技术的电源电路包括与射频前端电路电性连接的第一支路和与控制芯片电性连接的第二支路，其中，第一支路中的电压转换器的使能脚与第一三极管的输入端连接，第一三极管的输入端通过第一电阻与第二支路的输入端电性连接，第一三极管的输出端接地，第一三极管的基级与控制芯片的第一端电性连接，这样可以在通过第一支路为控制芯片供电使控制芯片启动运行的情况下，基于控制芯片第一端输出的控制信号控制第一三极管的开关状态，并在第一三极管开启时控制第一三极管输入端的电压，并且第一三极管输入端电压的改变会使第一支路中的电压转换器的开关状态发生变化，从而本技术的手持设备可通过控制芯片控制第一支路的通断状态，从而可以在不需要收发射频信号时通过控制芯片使第一支路处于断路状态，可以节省电能，并且通过第一三极管使得输入到电压转换器使能脚的电压在电压转换器承受范围内，以保护电压转换器。
附图说明
25.图1是本技术手持设备一实施方式的结构示意图；
26.图2是本技术手持设备中电源电路一实施方式的结构示意图；
27.图3是本技术手持设备一实施例的结构示意图；
28.图4是本技术手持设备中射频前端电路一实施方式的结构示意图；
29.图5是本技术手持设备中射频读写芯片一实施方式的示意图；
30.图6是本技术手持设备中控制芯片一实施方式的示意图；
31.图7是本技术手持设备中串行外设接口一实施方式的示意图。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
33.需要说明，若本技术实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
34.另外，若本技术实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
35.请参阅图1，图1是本技术手持设备1一实施方式的结构示意图。其中，手持设备可以为手持扫描机等设备。如图1所示，手持设备1包括控制芯片13、射频读写芯片11、射频前端电路14和电源电路12。
36.其中，本技术的射频读写芯片11可集成有uhf协议规定的对射频信号调制解调、编码解码、基带信号的扩频等功能，内部还可集成锁相环、压控振荡器和/或鉴相器等。
37.电源电路12可与控制芯片13、射频读写芯片11和射频前端电路14电性连接，以为控制芯片13、射频读写芯片11和射频前端电路14提供工作所需电能。
38.如图2所示，电源电路12可包括至少两个支路、第一电阻r3和第一三级管q1。所有支路的输入端均电性连接。至少两个支路包括第一支路121和第二支路122。第一支路121的输出端与射频前端电路14电性连接，第二支路122的输出端与控制芯片13电性连接，以通过第一支路121为射频前端电路14供电，并通过第二支路122为控制芯片13供电。
39.其中，第一支路121中的电压转换器u1的使能脚与第一三极管q1的输入端连接，第一三极管q1的输入端通过第一电阻r3与第二支路122的输出端电性连接，第一三极管q1的输出端接地，第一三极管q1的基级与控制芯片13的第一端电性连接，这样可以在通过第二支路122为控制芯片13供电使控制芯片13启动运行的情况下，基于控制芯片13第一端输出的控制信号控制第一三极管q1的开关状态，并在第一三极管q1开启时控制第一三极管q1输入端的电压，并且第一三极管q1输入端电压的改变会使第一支路121中的电压转换器u1的开关状态发生变化，从而本技术的手持设备1可通过控制芯片13控制第一支路121的通断状态，从而可以在不需要收发射频信号时通过控制芯片13使第一支路121处于断路状态，可以节省电能，并且通过第一三极管q1使得输入到电压转换器u1使能脚的电压在电压转换器u1的承受范围内，以保护电压转换器u1。其中，第一三极管q1可以为npn三极管，此时第一三极管q1的集电极为第一三极管q1的输入端，第一三极管q1的发射极为第一三极管q1的输出端。当然，在其他实施例中，第一三极管q1也可以为pnp三极管，此时第一三极管q1的集电极为第一三极管q1的输出端，第一三极管q1的发射极为第一三极管q1的输入端。
40.可选地，电源电路12还可包括串联的第二电阻r4和第三电阻r5，第二支路122的输
出端通过串联的第二电阻r4和第三电阻r5与第一三极管q1的基级连接，第二电阻r4和第三电阻r5连接的一端与控制芯片13的第一端连接，以通过第二电阻r4和第三电阻r5组成的分压电压对控制芯片13的第一端输出的控制信号的变化起到放大作用，在控制芯片13的第一端输出的控制信号变化较小时第一三极管q1的基级电压也会出现相对较大的变化，以提高控制芯片13的控制效率。
41.如图3和图4所示，本技术的射频前端电路14可包括功率放大器142、稳压器144、滤波器141、收发隔离单元143和/或功率检测器145，以与射频读写芯片11和天线150配合实现射频信号的接收和发送。
42.示例性地，射频前端电路14包括功率放大器142、滤波器141和收发隔离单元143。射频信号发射过程可以包括：发射信号先由射频读写芯片11的射频信号输出端输出至滤波器141，滤波器141对发射信号进行滤波并输出至功率放大器142，功率放大器142对发射信号进行功率放大，放大后的发射信号由收发隔离单元143输出到天线150，然后天线150将发射信号转换为电磁波辐射到空中。射频信号接收过程可以包括：由天线150接收标签信号并经过收发隔离单元143输入到射频读写芯片11的输入端，以由射频读写芯片11对接收信号进行解码。具体地，收发隔离单元143可以将接收信号转化为两路信号，一路信号从收发隔离单元143的隔离端输出到射频读写芯片11，另一路信号从收发隔离单元143的耦合端输出到射频读写芯片11。可选地，接收和发射天线150可采用同一天线150，当然也可采用不同的天线150。
43.其中，功率放大器142的输入端可与射频读写芯片11的射频信号输出端电性连接，功率放大器142的输出端与天线150电性连接，以通过功率放大器142对射频读写芯片11输出的射频信号进行放大处理，并将放大后的信号传输给天线150，以让天线150将射频信号转化为电磁波辐射出去。
44.稳压器144的使能脚与控制芯片13的第二端电性连接，稳压器144的输出端与功率放大器142的控制增益端电性连接，从而可以通过控制芯片13控制稳压器144的开关状态，进而控制功率放大器142的工作状态，使得功率放大器142的控制增益的电压为一定占空比的方波，功率放大器142的工作方式为非连续性，通过占空比的不同实现不同程度功耗的降低。
45.可选地，滤波器141设置在射频读写芯片11的射频信号输出端和功率放大器142之间，以通过滤波器141先对射频读写芯片11输出的射频信号进行滤波，并将滤波后的射频信号输出到功率放大器142，从而通过滤波器141减少带外干扰信号以及信号的衰减，还可实现阻抗匹配。其中，滤波器141和功率放大器142之间还可设置有至少一个电容，例如图4的c21和c22。
46.另外，收发隔离单元143设置在功率放大器142和天线150之间，收发隔离单元143可以将发射信号和接收信号隔离，还可以起到阻抗匹配的作用。本技术的收发隔离单元143可以为环形器或耦合器，当然不限于此。例如，收发隔离单元143为耦合器，功率放大器142的输出端与收发隔离单元143的输入端相连，收发隔离单元143的直通端与天线150相连，收发隔离单元143的耦合端与射频读写芯片11的第一输入端电性连接，收发隔离单元143的隔离端与射频读写芯片11的第二输入端电性连接。
47.其中，收发隔离单元143的耦合端还可通过功率检测器145与控制芯片13的第三端
电性连接，以通过功率检测器145检测接收信号或发射信号的功率，并将接收信号或发射信号的功率发送给控制芯片13，控制芯片13可判断接收信号或发射信号的功率是否在正常范围内以及电路是否处于正常工作状态，并可基于接收信号或发射信号的功率对电源前端电路进行控制，以保证手持设备1的正常运行。
48.可选地，为保证射频读写芯片11对接收信号正常处理，如图5所示，可以在射频信号的接收回路中的收发隔离单元143与射频读写芯片11之间设有平衡—非平衡转换器，以通过平衡—非平衡转换器将收发隔离单元143输出的不平衡信号处理为射频读写芯片11能够分析处理的平衡信号，而由射频读写芯片11进行接收和解码。示例性地，如图5所示，手持设备1包括第一平衡—非平衡转换器u14和第二平衡—非平衡转换器u13，收发隔离单元143的耦合端通过第一平衡—非平衡转换器u14与射频读写芯片11的第一输入端电性连接，收发隔离单元143的隔离端通过第二平衡—非平衡转换器u13与读写芯片的第二输入端电性连接。
49.进一步地，第一平衡—非平衡转换器u14与射频读写芯片11之间还可设有lcr匹配电路，以通过lcr匹配电路对第一平衡—非平衡转换器输出的平衡信号进行电平和频率匹配以及低通滤波。其中，lcr匹配电路可包括第一电感l9、第二电容c47和第三电容c48，第二电容c47连接在第一平衡—非平衡转换器u14与射频读写芯片11之间，第三电容c48连接在第一平衡—非平衡转换器u14与射频读写芯片11之间，第一电感l9一端连接在第一平衡—非平衡转换器u14与第二电容c47的线路上，第一电感l9另一端连接在第一平衡—非平衡转换器u14与第三电容c48的线路上，其中，第二电容c48和第三电容c48容值越小，频率越高，带宽越好，反之则相反。
50.可选地，本技术的手持设备1还可包括与射频读写芯片11电性连接的第一晶体谐振器y1，以通过第一晶体谐振器y1产生基带信号源，然后通过射频读写芯片11的内部锁相环将基带信号源转换形成射频发射信号。其中，第一晶体谐振器y1可以为温补晶体谐振器。
51.另外，如图6所示，手持设备1还可包括与控制芯片13电性连接的第二晶体谐振器y2。
52.请继续参阅图4，手持设备1还可包括温度检测器u11，温度检测器u11用于检测手持设备1内部的温度，并将检测到的温度通过温度检测器u11的输出端发送到控制芯片13的第五端，控制芯片13可以基于检测到的温度控制电源电路12和/或射频前端电路14的工作状态，以保证手持设备1的正常运行，以避免手持设备1过高导致出现故障或烧坏。可选地，温度检测器u11的输入端可与至少两个支路中的第三支路123连接，以通过电源电路12中的第三支路123为温度检测器u11供电。另外，温度检测器u11的输入端和/或输出端还可与滤波电容(c42、c43)连接，以通过滤波电容(c42、c43)对输入到温度检测器u11的信号和/或温度检测器u11的输出信号进行滤波。较为具体地，温度检测器可用于检测射频前端电路14的温度，在射频前端温度过高时，控制控制芯片13第二端输出信号的占空比以降低功率放大器142功耗，从而使射频前端电路14的温度控制在适应温度范围内。
53.为匹配手持设备1中的诸多器件，电源电路12可将外部电源(例如锂电池等)转换成为适合上述各器件使用的电源，为整个系统正常供电。
54.具体地，请继续参阅图2，至少两个支路还可包括第三支路123。第三支路123的输出端与射频前端电路14中的稳压器144的输入端连接。
55.电源电路12还可包括至少一个子路，所有子路的输入端与第三支路123的输出端连接。其中，子路的数量不受限制。例如，至少一个子路包括第一子路125、第二子路124和第三子路126这三个子路，其中第一子路125与功率检测器145的电源端和输入端电性连接。第一子路125、第二子路124和第三子路126与射频读写芯片连接。第二子路124还可与第一晶体谐振器y1电性连接。
56.电源电路12还可包括第四电阻r6、第五电阻r7、第六电阻r8和第二三极管q2。每个子路中的稳压器(u4,u5,u6)的使能脚与第二三极管q2的输入端连接，第二支路122的输出端通过第四电阻r6与第二三极管q2的输入端电性连接，第二三极管q2的输出端接地，第二三极管q2的基级通过串联的第五电阻r7和第六电阻r8与第二支路122的输出端电性连接，第五电阻r7与第六电阻r8的连接端和控制芯片13的第四端电性连接，可以基于控制芯片13第四端输出的控制信号控制第二三极管q2的开关状态，并在第二三极管q2开启时控制第二三极管q2输入端的电压，并且第二三极管q2输入端电压的改变会使子路中的稳压器(u4,u5,u6)的开关状态发生变化，从而本技术的手持设备1可通过控制芯片13控制子路的通断状态，从而可以在不需要收发射频信号时通过控制芯片13使第一支路121和所有子路处于断路状态，可以节省电能，并且通过第二三极管q2使得输入到稳压器(u4,u5,u6)使能脚的电压在稳压器(u4,u5,u6)承受范围内，以保护稳压器(u4,u5,u6)。另外还可以通过控制芯片13使得每个子路的电压为一定占空比的方波，通过占空比的不同实现不同程度功耗的降低。同样地，第二三极管q2也可为npn三极管或pnp三极管。
57.可选地，如图6和图7所示，手持设备1还包括串行外设接口j1、调试接口j2和通用异步收发传输(universal asynchronous receiver/transmitter uart)接口j3中的至少一种。所述串行外设接口j1、所述调试接口j2和所述通用异步收发传输接j3口均与所述控制芯片13电性连接。
58.另外，电源电路12上还可设有测试点，以便于测试。例如，如图2所示，假设电源电路12包括3个支路和3个子路，每一个支路的输出端和每一个子路的输出端上均设有一个测试点，总共6个测试点。
59.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。