一种无线扩频通讯芯片的性能提升电路的制作方法

本实用新型涉及无线扩频通讯领域，尤其是涉及一种无线扩频通讯芯片的性能提升电路。

背景技术：

扩频通讯也称扩展频谱通讯，其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。扩频通讯的主要优点是抗干扰性强，误码率低，易于同频使用，提高了无线频谱利用率。SX1278是一款工作于137MHZ～525MHZ频段的高性能扩频通讯芯片，易于通过微电脑进行设置和控制，在无线区域数字通讯领域得到广泛的应用。这款芯片本身能输出最大100MW的发射功率，在传送速率为1.2kb/s时接收灵敏度达到-121dBm，但随着传送速率的提高会导致接收灵敏度会显著下降。为了使SX1278芯片的数字通讯的区域更大，这款芯片现有的外围电路性能达不到要求，需进行改进以提高其接收灵敏度和发射功率。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种无线扩频通讯芯片的性能提升电路，用于解决现有无线扩频通讯芯片及其外围电路性能不够强的问题。

实现本实用新型所用的技术特征为：

一种无线扩频通讯芯片的性能提升电路，包括天线、高频开关U2和无线扩频通讯芯片U1，其中，高频开关U2天线端连接至天线，其特征在于：还包括前置放大电路和高频功率放大电路；

高频开关U2信号输出端连接前置放大电路信号输入端，前置放大电路信号输出端连接至无线扩频通讯芯片U1输入端，无线扩频通讯芯片U1输出端连接至高频功率放大电路信号输入端，高频功率放大电路信号输出端经带通滤波电路连接高频开关U2信号输入端。

进一步的，所述前置放大电路包括双发射极射频晶体管Q1和前置电源管理电路；

所述双发射极射频晶体管Q1的基极B经电感L11和电容C5连接至高频开关U2信号输出端，双发射极射频晶体管Q1的发射极E1和E2接地，双发射极射频晶体管Q1的集电极C分为两路：一路经电阻R8连接至前置电源管理电路输出端，另一路经电阻R2和电容C4连接至无线扩频通讯芯片U1输入端。

进一步的，所述高频功率放大电路包括高频功率放大三极管Q2及高频电源管理电路；

所述高频功率放大三极管Q2的基极B分为两路：一路经电感L4、电容C5和电感L3后连接至无线扩频通讯芯片U1输出端，另一路连接至高频电源管理电路的输出端；

高频功率放大三极管Q2的发射极E接地，高频功率放大三极管Q2的集电极C分为两路：一路经电感L6后连接至第一电源，另一路连接带通滤波电路输入端。

进一步的，所述前置电源管理电路包括第一模拟开关T1，第一模拟开关T1包括第一三极管、第二三极管；

第一三极管的基极B1经电阻R3连接至高频开关U2的第二控制端，第一三极管的发射极E1接地，第一三极管的集电极C1经电阻R5和R6后连接至第二电源，第二三极管的基极C2经电阻R6后连接至第二电源，第二三极管的发射极E2连接至第二电源，第二三极管的集电极C2为前置电源管理电路的输出端，第二三极管的集电极C2经电阻R8连接至双发射极射频晶体管Q1的集电极C。

进一步的，所述高频电源管理电路包括第二模拟开关T2，第二模拟开关T2包括第三三极管、第四三极管；

第三三极管的基极B1经电阻R4连接至高频开关U2的第一控制端，第三三极管的发射极E1接地，第三三极管的集电极C1经电阻R9和R10后连接至第二电源，第四三极管的基极B2经电阻R10连接至第二电源，第四三极管的发射极E2连接至第二电源，第四三极管的集电极C2为高频功率放大电路的输出端，第四三极管的集电极C2经电阻R11和R13以及电感L5后连接至高频功率放大三极管Q2的基极B。

进一步的，电阻R8两端并联有电容C25及电感L10。

进一步的，双发射极射频晶体管Q1的基极经偏置电阻R7连接至电源管理电路输出端。

进一步的，所述第一模拟开关T1或第二模拟开关T2的型号为MMDT3946。

进一步的，所述高频功率放大三极管Q2型号为2SK3078。

进一步的，所述双发射极射频晶体管Q1型号为NE662M04。

有益效果：

本实用新型的前置放大电路将高频开关接收的信号经过放大后再输入无线扩频通讯芯片，通过高频功率放大电路增强了无线扩频通讯芯片输出信号的强度，因此提高了无线扩频通讯芯片的接收灵敏度和扩大了通讯范围，同时良好控制了功耗。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明，其中:

图1为具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种无线扩频通讯芯片的性能提升电路，包括天线、高频开关U2和无线扩频通讯芯片U1，所述无线扩频通讯芯片U1的型号为SX1278，所述高频开关U2型号为UPG2030，还包括前置放大电路和高频功率放大电路；

高频开关U2的第一控制端VH2经电阻R3连接至外部控制器的端口上，第二控制端VH1经电阻R4连接至外部控制器的端口上，高频开关U2信号输出端RF1连接前置放大电路信号输入端，前置放大电路信号输出端连接至无线扩频通讯芯片U1输入端RF1_LF，无线扩频通讯芯片U1输出端PA_BOOST连接至高频功率放大电路信号输入端，高频功率放大电路信号输出端连接高频开关U2信号输入端RF2。

前置放大电路包括双发射极射频晶体管Q1和前置电源管理电路，所述双发射极射频晶体管Q1型号为NE662M04。所述双发射极射频晶体管Q1的基极B经电感L11和电容C5连接至高频开关U2信号输出端，双发射极射频晶体管Q1的发射极E1和E2接地，双发射极射频晶体管Q1的集电极C分为两路：一路经电阻R8连接至前置电源管理电路输出端，另一路经电阻R2和电容C4连接至无线扩频通讯芯片U1输入端RF1_LF；

前置电源管理电路包括第一模拟开关T1，所述第一模拟开关T1的型号为MMDT3946，第一模拟开关T1内置两个三极管：第一三极管、第二三极管。第一三极管的基极B1经电阻R3连接至高频开关U2的第二控制端，第一三极管的发射极E1接地，第一三极管的集电极C1经电阻R5和R6后连接至第二电源，第二三极管的基极C2经电阻R6后连接至第二电源，第二三极管的发射极E2连接至第二电源，第二三极管的集电极C2为前置电源管理电路的输出端，第二三极管的集电极C2经电阻R8连接至双发射极射频晶体管Q1的集电极C，为了保护第一模拟开关T1，可在第一三极管的基极B1和电阻R3之间增加一电阻R15，其中，第二电源的电压为+3V。

高频功率放大电路包括高频功率放大三极管Q2及高频电源管理电路，所述高频功率放大三极管Q2型号为2SK3078。所述高频功率放大三极管Q2的基极B分为两路：一路经电感L4、电容C5和电感L3后连接至无线扩频通讯芯片U1输出端PA_BOOST，同时L3与C15之间引出一点经电感L2连接至无线扩频通讯芯片U1用于PA的稳压电源端子VR_PA端，另一路连接至高频电源管理电路的输出端；

高频功率放大三极管Q2的发射极E接地，高频功率放大三极管Q2的集电极C分为两路：一路经电感L6后连接至第一电源，另一路连接带通滤波电路输入端，带通滤波电路输出端连接至高频开关U2的信号输入端RF2，其中，第一电源的电压为+5V；

高频电源管理电路包括第二模拟开关T2，所述第二模拟开关T2的型号为MMDT3946，第二模拟开关T2内置两个三极管：第三三极管、第四三极管；

第三三极管的基极B1经电阻R4连接至高频开关U2的第一控制端，第三三极管的发射极E1接地，第三三极管的集电极C1经电阻R9和R10后连接至第二电源，第四三极管的基极B2经电阻R10连接至第二电源，第四三极管的发射极E2连接至第二电源，第四三极管的集电极C2为高频功率放大电路的输出端，第四三极管的集电极C2经电阻R11和R13以及电感L5后连接至高频功率放大三极管Q2的基极B，为了保护第二极管模拟开关T2，可在第三三极管的基极B1和电阻R3之间增加一电阻R14。

本实用新型的工作原理如下：

1、对天线接收信号的放大作用：

当外部控制器接收信号时，外部控制器发出第一控制信号至高频开关U2的第一控制端VH2和第二控制端VH1，高频开关U2天线端RFC与信号输出端RF1连通，高频开关U2天线端RFC与信号输入端RF2连通，并且第一控制信号也输入了第一三极管的基极B1，第一三极管基极B1与发射极E1导通，则第一三极管集电极C1与发射极E1导通，使第二三极管的发射极E2与基极B2导通，第二三极管的发射极E2与集电极C2导通，此时在双发射极射频晶体管Q1的基极B上存在偏置电压，因此可放大微弱的接收信号；

从高频开关U2信号输出端RF1的接收信号经电容C5耦合进入双发射极射频晶体管Q1的基极B，双发射极射频晶体管Q1导通后，电阻R8上的分压作为放大信号输入至无线扩频通讯芯片U1的输入端RFI_LF，无线扩频通讯芯片U1接收到放大信号后处理转换成数字形式并传输至外部控制器。

2、在信号发射过程中的功率放大作用：

当外部控制器需要通过天线发送信号时，外部控制器发出第二控制信号高频开关U2的第一控制端VH2和第二控制端VH1，高频开关U2天线端RFC与信号输出端RF1断开，高频开关U2天线端RFC与信号输入端RF2连通，并且第二控制信号也输入了第三三极管的基极B1，第三三极管基极B1与发射极E1导通，则第三三极管集电极C1与发射极E1导通，使第四三极管的发射极E1与基极B1导通，第四三极管的发射极E2与集电极C2导通，则增大了高频功率放大三极管Q2的基极电流，使高频功率放大三极管Q2的集电极电流也增大，增强了输出信号的强度；无线扩频通讯芯片U1输出端PA_BOOST输出的待发射信号进入高频放大三极管Q2的基极B后，高频电源管理电路提供的电流使流经高频放大三极管Q2基极B至发射极E的电流变大，高频放大三极管Q2的集电极C电流成倍数增大，因此高频放大三极管Q2集电极输入带通滤波电路的信号也增强，从而输入高频开关U2的信号输入端RF2的信号增强了。

3、降低功耗的作用：

在第一控制信号和第二控制信号都中断的情况下，前置放大电路、前置电源管理电路、高频功率放大电路和高频电源管理电路都是不工作的，因此在增强无线扩频通讯芯片U1性能的基础上可以节省耗能。

本实用新型的前置放大电路将高频开关U2的接收信号经过放大后再输入无线扩频通讯芯片U1，因此通过前置放大电路可使无线扩频通讯芯片U1接收处理更为微弱的接收信号，提高了无线扩频通讯芯片U1的接收灵敏度和通讯范围；

通过高频功率放大电路增强了无线扩频通讯芯片U1输出信号的强度，将加强后的输出端信号通过天线辐射至外部环境，可扩大通讯范围；

同时在增强无线扩频通讯芯片U1性能的基础上良好控制了功耗。

需要说明的是，以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。