CN102457460A - 一种以射频天线共用为fm调制天线的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以射频天线共用为FM调制天线的装置及方法，包括：射频天线，接收FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；匹配隔离电路，与射频天线连接，用于对射频信号进行隔离，对FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；低噪声放大电路，与匹配隔离电路连接，用于放大接收到的FM调频信号；FM调制解调芯片，与低噪声放大电路连接，对接收到的FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。本发明将射频天线共用为FM天线，通过匹配隔离电路将两路信号有效分离，FM信号质量良好，抗干扰能力强，既可以支持耳机播放，也可以接喇叭外放；而且不会带来结构装配上的问题，成本低，易于设计实现，适用于所有支持FM功能的无线终端产品。

Description

一种以射频天线共用为FM调制天线的装置及方法
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种以射频天线共用为FM调制天线的装置及方法。
背景技术
目前，FM(Frequency Modulation，频率调制)在电子消费类和无线通讯终端产品中非常普及，已经成为无线通讯终端产品的标配功能。当前业界用于实现FM天线的方式主要分为两大类：第一类是外置天线，例如普遍采用耳机线来实现FM信号的接收；第二类是内置FM天线，包括陶瓷天线、FPC(Flexibleand Rigid-Flex，柔性电路板)天线、PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)铜箔天线等。
现有技术中，利用充电接口和/或数据接口线缆实现便携终端产品的FM天线，实际上属于第一类外置天线设计，存在弊端是不但成本较高，且无法实现FM外放功能，即没有充电器、数据线时FM就不能收听。对于第二类内置天线，在成本上有所降低，也可以实现FM外放，但对于小型化、超薄化的终端产品趋势，非常不利于硬件设计和结构装配，且内置天线由于尺寸、面积有限，接收信号都不是很理想，且极易受干扰，甚至与人体接触和方位都有很大关系。另外，现有技术中应用于无线终端产品的内置FM天线和外置耳机天线切换控制装置，相当于对两类FM天线的组合控制，但仍然摆脱不了上述两类FM天线的固有弊端。
目前，业界尚未发现可以有效解决上述弊端的FM天线装置，本发明大胆的提出了借用无线终端产品的射频天线作为FM天线的想法，这种想法之前尚未实现的原因可能有以下几点：首先，射频天线主要是接收高频信号，长度难以满足FM天线要求；其次，射频天线接收的射频信号极其微弱，属于敏感信号，处理不好可能就会影响正常通讯。本发明有效地解决了以上问题，实现了一种新颖的FM天线装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以射频天线共用为FM调制天线的装置及方法，用以解决现有技术中使用外置FM天线成本较高且未携带时无法外放及使用内置FM天线效果较差的问题。
为解决上述问题，一方面，本发明提供一种以射频天线共用为FM调制天线的装置，所述装置包括：
射频天线，接收FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；
匹配隔离电路，与所述射频天线连接，用于对所述射频信号进行隔离，对所述FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；
低噪声放大电路，与所述匹配隔离电路连接，用于放大接收到的所述FM调频信号；
FM调制解调芯片，与所述低噪声放大电路连接，对接收到的所述FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。
进一步，所述装置还包括：
滤波选频电路，连接在所述所述低噪声放大电路与FM调制解调芯片之间，对经过所述低噪声放大电路放大的FM调频信号进行滤波，并且进行选频，然后，将处理后的FM调频信号输出给所述FM调制解调芯片。
进一步，所述匹配隔离电路包括第一电感和第一电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接。
进一步，所述匹配隔离电路包括第一电感、第一电容和第二电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接，所述第二电容一端接地，另一端连接于所述第一电感和第一电容之间。
进一步，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；
其中，所述三极管的基极与所述匹配隔离电路连接；所述三极管的集电极依次连接有所述第五电阻、第一电阻和直流电源，所述直流电源一端接地；所述第二电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端连接于所述第五电阻和第一电阻之间；所述第三电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述第四电阻与所述第四电容并联后，一端与所述三极管的发射极连接，另一端接地；所述第三电容一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述滤波选频电路连接。
进一步，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；
其中，所述三极管的基极与所述匹配隔离电路连接；所述三极管的集电极依次连接有所述第一电阻和直流电源，所述直流电源一端接地；所述第二电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端与所述直流电源连接；所述第三电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述第四电阻与所述第四电容并联后，一端与所述三极管的发射极连接，另一端接地；所述第三电容一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述滤波选频电路连接。
进一步，所述滤波选频电路包括第二电感和第五电容，所述第二电感一端与所述FM调制解调芯片连接，另一端接地；所述第五电容一端与所述低噪声放大电路连接，另一端接地。
进一步，所述射频天线以压接或者焊接的方式直接连接在天线接触焊盘上。
另一方面，本发明还提供一种以射频天线共用为FM调制天线的方法，所述方法包括以下步骤：
射频天线接收FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；
对所述射频信号进行隔离，并对所述FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；
放大匹配后的FM调频信号；
对放大后的FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。
进一步，对放大后的FM调频信号进行解调之前，还包括：
对经过放大的FM调频信号进行滤波，并且进行选频。
本发明有益效果如下：
本发明将射频天线共用为FM天线，通过匹配隔离电路将两路信号有效分离，FM信号质量良好，抗干扰能力强，既可以支持耳机播放，也可以接喇叭外放；而且不会带来结构装配上的问题，成本低，易于设计实现，适用于所有支持FM功能的无线终端产品。
附图说明
图1是本发明实施例中一种以射频天线共用为FM调制天线的装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中再一种以射频天线共用为FM调制天线的装置的结构示意图；
图3是本发明实施例中又一种以射频天线共用为FM调制天线的装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中一种以射频天线共用为FM调制天线的方法的流程图。
具体实施方式
为了解决现有技术中使用外置FM天线成本较高且未携带时无法外放及使用内置FM天线效果较差的问题，本发明提供了一种以射频天线共用为FM调制天线的装置及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示，本发明实施例涉及一种以射频天线共用为FM调制天线的装置，包括：
射频天线101，用于接收射频信号和FM调频信号；射频天线目前有很多形式，装配方式有内置也有外置，材料也有很多，用于接收微弱的空中信号，本发明适用所有的射频天线。
匹配隔离电路102，与射频天线101连接，用于对射频信号进行隔离，对FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；匹配隔离电路102接收到射频天线101传来的信号，可以进行有效的频率分离，对于FM调频信号达到最佳匹配状态，只选通FM波段(65-108MHz)，对于其它频率呈高阻抗状态，以防止射频信号泄露；即实现对射频信号的隔离，这样就可以保证在不影响正常通讯的情况下使用FM功能。匹配隔离电路102采用目前的分频电路也可以实现上述功能。
低噪声放大电路103，与匹配隔离电路102连接，用于放大接收到的FM调频信号；低噪声放大电路103将匹配隔离电路102传来的FM波段信号进行适度放大，对于噪声放大倍数极小，可以有效地提高信噪比，同比FM独立内置天线，抗干扰能力增强。
FM调制解调芯片104，与低噪声放大电路103连接，对接收到的FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。FM解调芯片104对于从低噪声放大电路103接收到的FM信号进行解调，输出为模拟音频，可外接耳机或者喇叭收听。
下面以两个具体实施例进行详细说明，如图2所示，本发明再一实施例涉及一种以射频天线共用为FM调制天线的装置，包括：
射频天线21，以压接或者焊接的方式直接连接在天线接触焊盘22上，射频单元23接收到天线接触焊盘22传来的射频信号用于正常通讯。
匹配隔离电路24，采用最简单的LC串联谐振网络来实现两种天线信号的隔离，选用适当的参数，可使LC网络谐振于100MHz，对于较高的射频信号该网络呈现高阻抗，对于百兆的FM信号，则达到最佳匹配状态。匹配隔离电路24包括第一电感L1和第一电容C1，其中，第一电感L1和第一电容C1串联，第一电感L1的一端与连接有射频天线21的天线接触焊盘22连接，第一电容C1的一端与低噪声放大电路25连接。
低噪声放大电路25，采用的放大管为高频三极管，使用干净的DC电源提供直流偏置电压，当然也可以使用经过滤波处理的有效电源。经过适当的参数调整使三极管处于放大区，对于交流的FM信号处于合适的放大倍数。低噪声放大电路25具体包括三极管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3、第四电容C4以及直流电源DC；其中，三极管的基极与匹配隔离电路24连接；三极管的集电极依次连接有第五电阻R5、第一电阻R1和直流电源DC，直流电源DC一端接地；第二电阻R2一端与三极管的基极连接，另一端连接于第五电阻R5和第一电阻R1之间；第三电阻R3一端与三极管的基极连接，另一端接地；第四电阻R4与第四电容C4并联后，一端与三极管的发射极连接，另一端接地；第三电容C3一端与三极管的集电极连接，另一端与滤波选频电路26连接。
滤波选频电路26，对于经过低噪声放大电路25放大的FM信号进行滤波，消除掉一些由于电路本身或者环境带来的干扰噪声，同时实现选频的功能，该处采用LC并联网络，经过参数匹配可使其谐振在100MHz，对于FM波段信号呈现高阻抗状态，对于其它高频干扰信号处于低阻抗状。滤波选频电路26包括第二电感L2和第五电容C5，其中，第二电感L2一端与FM调制解调芯片27连接，另一端接地；第五电容C5一端与低噪声放大电路25连接，另一端接地。
FM解调芯片27，负责解调从滤波选频电路26接收到的FM信号，输出为模拟音频，可直接驱动外部发声器件，可外接耳机或者喇叭收听。
如图3所示，本发明又一实施例涉及一种以射频天线共用为FM调制天线的装置，包括：
射频天线31、天线接触焊盘32、射频单元33、匹配隔离电路34、低噪声放大电路35、滤波选频电路36和FM解调芯片37，其中，射频天线31、天线接触焊盘32、射频单元33、滤波选频电路36和FM解调芯片37与上一实施例中的射频天线21、天线接触焊盘22、射频单元23、滤波选频电路26和FM解调芯片27在电路结构和功能上相同，在此不再详述。
匹配隔离电路34，采用典型的T形网络，经试验，通过参数调整，可使该部分电路对于百兆FM信号和高频射频信号具有很好的隔离作用。匹配隔离电路34包括第一电感L1、第一电容C1和第二电容C2，其中，第一电感L1和第一电容C1串联，第一电感L1的一端与连接有射频天线31的天线接触焊盘32连接，第一电容C1的一端与低噪声放大电路35连接，第二电容C2一端接地，另一端连接于第一电感L1和第一电容C1之间。
低噪声放大电路35，采用的放大管为高频三极管，使用干净的DC电源提供直流偏置电压，当然也可以使用经过滤波处理的有效电源。经过适当的参数调整使三极管处于放大区，对于交流的FM信号处于合适的放大倍数，该放大电路与上个实施例的不同之处在于基极偏置电阻和集电极的限流电阻连接形式不同，采用分离形式，不再加入反馈，比较通用。具体为：低噪声放大电路35包括三极管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3、第四电容C4以及直流电源DC；其中，三极管的基极与匹配隔离电路34连接；三极管的集电极依次连接有第一电阻R1和直流电源DC，直流电源DC一端接地；第二电阻R2一端与三极管的基极连接，另一端与直流电源DC连接；第三电阻R3一端与三极管的基极连接，另一端接地；第四电阻R4与第四电容C4并联后，一端与三极管的发射极连接，另一端接地；第三电容C3一端与三极管的集电极连接，另一端与滤波选频电路36连接。
如图4所示，本发明实施例还涉及一种以射频天线共用为FM调制天线的方法，包括以下步骤：
步骤S401，射频天线接收FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；
步骤S402，对射频信号进行隔离，并对FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；
步骤S403，放大匹配后的FM调频信号；
步骤S404，对放大后的FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。
其中，对放大后的FM调频信号进行解调之前，还包括：
对经过放大的FM调频信号进行滤波，并且进行选频。
由上述实施例可以看出，本发明将射频天线共用为FM天线，通过低噪声放大电路满足了FM天线要求的长度要求；通过匹配隔离电路将两路信号有效分离，既保证了射频天线接收射频信号，不会影响正常通讯，又保证了FM信号质量良好，抗干扰能力强，既可以支持耳机播放，也可以接喇叭外放；而且不会带来结构装配上的问题，成本低，易于设计实现，适用于所有支持FM功能的无线终端产品。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述装置包括：
射频天线，接收FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；
匹配隔离电路，与所述射频天线连接，用于对所述射频信号进行隔离，对所述FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；
低噪声放大电路，与所述匹配隔离电路连接，用于放大接收到的所述FM调频信号；
FM调制解调芯片，与所述低噪声放大电路连接，对接收到的所述FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。
2.如权利要求1所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述装置还包括：
滤波选频电路，连接在所述所述低噪声放大电路与FM调制解调芯片之间，对经过所述低噪声放大电路放大的FM调频信号进行滤波，并且进行选频，然后，将处理后的FM调频信号输出给所述FM调制解调芯片。
3.如权利要求1或2所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述匹配隔离电路包括第一电感和第一电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接。
4.如权利要求1或2所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述匹配隔离电路包括第一电感、第一电容和第二电容，其中，所述第一电感和第一电容串联，所述第一电感的一端与所述射频天线连接，所述第一电容的一端与所述低噪声放大电路连接，所述第二电容一端接地，另一端连接于所述第一电感和第一电容之间。
5.如权利要求2所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；
其中，所述三极管的基极与所述匹配隔离电路连接；所述三极管的集电极依次连接有所述第五电阻、第一电阻和直流电源，所述直流电源一端接地；所述第二电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端连接于所述第五电阻和第一电阻之间；所述第三电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述第四电阻与所述第四电容并联后，一端与所述三极管的发射极连接，另一端接地；所述第三电容一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述滤波选频电路连接。
6.如权利要求2所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述低噪声放大电路包括三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容以及直流电源；
其中，所述三极管的基极与所述匹配隔离电路连接；所述三极管的集电极依次连接有所述第一电阻和直流电源，所述直流电源一端接地；所述第二电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端与所述直流电源连接；所述第三电阻一端与所述三极管的基极连接，另一端接地；所述第四电阻与所述第四电容并联后，一端与所述三极管的发射极连接，另一端接地；所述第三电容一端与所述三极管的集电极连接，另一端与所述滤波选频电路连接。
7.如权利要求2所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述滤波选频电路包括第二电感和第五电容，所述第二电感一端与所述FM调制解调芯片连接，另一端接地；所述第五电容一端与所述低噪声放大电路连接，另一端接地。
8.如权利要求1所述的以射频天线共用为FM调制天线的装置，其特征在于，所述射频天线以压接或者焊接的方式直接连接在天线接触焊盘上。
9.一种以射频天线共用为FM调制天线的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
射频天线接收FM调频信号和用于正常通讯的射频信号；
对所述射频信号进行隔离，并对所述FM调频信号进行匹配，输出设定频段内的FM调频信号；
放大匹配后的FM调频信号；
对放大后的FM调频信号进行解调，输出模拟音频信号。
10.如权利要求9所述的以射频天线共用为FM调制天线的方法，其特征在于，对放大后的FM调频信号进行解调之前，还包括：
对经过放大的FM调频信号进行滤波，并且进行选频。
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