CN105227219B - 微功耗蓝牙通信线路板 - Google Patents
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Abstract
为了克服现有技术中基于蓝牙的通信设备普遍存在功耗过高的弊端，本发明提供了一种微功耗蓝牙通信线路板。该线路板包括：信号预处理单元、通信单元和充放电单元，其中信号预处理单元为待发送的信号或者接收到的信号进行预处理，通信单元在蓝牙芯片的控制下把经过预处理的信号发送出去或进行接收，所述充放电单元在被充电达到一定容量后为所述信号预处理单元供电，且所述信号预处理单元为所述充放电单元提供控制信号。通过上述方案，在接收到或者要发送信号时，蓝牙通信线路板将利用充放电单元电量储备的电量为通信单元提供待机电力，减小了不传输信号时通信单元，尤其是发射天线及其相关电路造成的功耗浪费。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种微功耗蓝牙通信线路板。
背景技术
当前，基于蓝牙的通信技术越来越成熟，带有蓝牙通信功能(BlueTooth)的通信设备也被日益广泛地应用。其中，蓝牙是通过低带宽电波实现点对点或点对多点连接之间的信息交流；它是一种低成本、短距离的无线连接技术。带有蓝牙模块的基于蓝牙的通信设备可在人员密集、网络拥堵的商业场所进行广告的发布、人员的查找等，它既没有普通广播的噪声污染，也没有群发短信的成本忧虑。但是，带有蓝牙模块的基于蓝牙的通信设备存在功耗偏大、待机时间短等问题。如何解决上述问题，成为有待解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术中基于蓝牙的通信设备普遍存在功耗过高的弊端，本发明提供了一种微功耗蓝牙通信线路板。该线路板包括：信号预处理单元、通信单元和充放电单元，其中信号预处理单元为待发送的信号或者接收到的信号进行预处理，通信单元在蓝牙芯片的控制下把经过预处理的信号发送出去或进行接收，所述充放电单元在被充电达到一定容量后为所述信号预处理单元供电，且所述信号预处理单元为所述充放电单元提供控制信号。
进一步地，所述信号预处理单元包括信号调制子单元。
进一步地，所述信号调制子单元包括放大子单元、信号处理单元以及混频单元。
进一步地，所述放大子单元包括：晶体管Q1—晶体管Q11、电阻R1—电阻R6，其中，晶体管Q1的基极连接开启信号，该开启信号由本发明的蓝牙通信线路板的工作开关提供；集电极连接输入信号，发射极连接晶体管Q2的集电极，晶体管Q2的发射极通过电阻R1接地；晶体管Q2的基极连接晶体管Q3的集电极、晶体管Q4的集电极、晶体管Q5的集电极以及晶体管Q8的基极，晶体管Q3的发射极、晶体管Q4的发射极以及晶体管Q5的发射极连接在一起，且均连接晶体管Q1的发射极；晶体管Q6的集电极连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q7的发射极连接晶体管Q4的集电极，晶体管Q6和Q7的发射极均通过电阻R4接地；晶体管Q8的发射极连接晶体管Q9的基极，晶体管Q8的发射极通过电阻R2接地；晶体管Q9的集电极连接晶体管Q10的基极，晶体管Q10的发射极通过电阻R3连接晶体管Q1的发射极，晶体管Q5的基极连接晶体管Q11的基极，晶体管Q11的集电极通过电阻R6连接晶体管Q1的发射极，晶体管Q10的发射极连接晶体管Q12的发射极，晶体管Q6的基极连接晶体管Q12的基极，晶体管Q11的发射极连接晶体管Q12的集电极。
进一步地，所述通信单元包括的输出端采用跟随式放大单元进行输出。
进一步地，所述跟随式放大电路包括差分运放单元。
进一步地，所述混频单元采用吉尔伯特混频器。
进一步地，所述差分运放单元包括电阻R1—电阻R4、电容C1—电容C7、电感L1—电感L2，以及天线，其中，电容C4的一端连接Vout，电容C5的一端连接Ctrl信号且通过电感L1连接Vout，电容C5的另一端接地，电容C5的另一端串接电阻R1后再连接R2，R2的另一端接地，电容C1与电阻R2并联；电容C5的连接V’out的一端串接R3后再连接电阻R4额差分运算放大器的负输入端，电容C3与电阻R4并联，电阻R1与电阻R2的交点连接运算放大器的正输入端，运算放大器的输出端连接电容C2的一端、电容C6的一端、电感L2的一端，电容C2、C6的另一端分别接地，电感L2的另一端分别连接电容C7的一端和天线，点从C7的另一端接地。
进一步地，所述充放电单元包括：充放电子单元、多个电阻器和晶体管，其中多个电阻器组成电阻网络，将ctrl信号调节为适于控制晶体管基极的电压，晶体管集电极连接充放电子单元的输出端，晶体管的发射极输出V’out信号，充放电子单元的输入端连接通信线路板的电源。
进一步地，所述充放电子单元包括二次电池。
本发明的有益效果是：本发明的放大子单元能够在蓝牙通信线路板正常工作期间为充放电单元提供控制信号，以便开启或关闭充放电单元。这样，在接收到或者要发送信号时，蓝牙通信线路板将利用充放电单元电量储备的电量为通信单元提供待机电力，减小了不传输信号时通信单元，尤其是发射天线及其相关电路造成的功耗浪费。
附图说明
图1示出了根据本发明的蓝牙通信线路板的放大子单元的电路图；
图2示出了根据本发明的蓝牙通信线路板的差分运放单元的电路图。
具体实施方式
本发明中，微功耗蓝牙通信线路板。该线路板包括：信号预处理单元、通信单元和充放电单元，其中信号预处理单元为待发送的信号或者接收到的信号进行预处理，通信单元在蓝牙芯片的控制下把经过预处理的信号发送出去或进行接收，所述充放电单元在被充电达到一定容量后为所述信号预处理单元供电，且所述信号预处理单元为所述充放电单元提供控制信号。
所述信号预处理单元包括信号调制子单元，其进一步包括放大子单元、信号处理单元以及混频单元。
所述放大子单元包括：晶体管Q1—晶体管Q11、电阻R1—电阻R6，其中，晶体管Q1的基极连接开启信号，该开启信号由本发明的蓝牙通信线路板的工作开关提供；集电极连接输入信号，发射极连接晶体管Q2的集电极，晶体管Q2的发射极通过电阻R1接地；晶体管Q2的基极连接晶体管Q3的集电极、晶体管Q4的集电极、晶体管Q5的集电极以及晶体管Q8的基极，晶体管Q3的发射极、晶体管Q4的发射极以及晶体管Q5的发射极连接在一起，且均连接晶体管Q1的发射极；晶体管Q6的集电极连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q7的发射极连接晶体管Q4的集电极，晶体管Q6和Q7的发射极均通过电阻R4接地；晶体管Q8的发射极连接晶体管Q9的基极，晶体管Q8的发射极通过电阻R2接地；晶体管Q9的集电极连接晶体管Q10的基极，晶体管Q10的发射极通过电阻R3连接晶体管Q1的发射极，晶体管Q5的基极连接晶体管Q11的基极，晶体管Q11的集电极通过电阻R6连接晶体管Q1的发射极，晶体管Q10的发射极连接晶体管Q12的发射极，晶体管Q6的基极连接晶体管Q12的基极，晶体管Q11的发射极连接晶体管Q12的集电极。
所述通信单元包括的输出端采用跟随式放大单元进行输出，包括差分运放单元。所述差分运放单元包括电阻R1—电阻R4、电容C1—电容C7、电感L1—电感L2，以及天线，其中，电容C4的一端连接Vout，电容C5的一端连接V’out信号且通过电感L1连接Vout，电容C5的另一端接地，电容C5的另一端串接电阻R1后再连接R2，R2的另一端接地，电容C1与电阻R2并联；电容C5的连接Ctrl的一端串接R3后再连接电阻R4额差分运算放大器的负输入端，电容C3与电阻R4并联，电阻R1与电阻R2的交点连接运算放大器的正输入端，运算放大器的输出端连接电容C2的一端、电容C6的一端、电感L2的一端，电容C2、C6的另一端分别接地，电感L2的另一端分别连接电容C7的一端和天线，点从C7的另一端接地。
本发明中的信号处理单元包括蓝牙芯片U4_1，电感L4_1～L4_7，电容C4_1～C4_12，晶振X4_1，天线A4_1；电感L4_1、L4_2的一端分别与主机电源模块中电源管理芯片U1_1的14脚相连接，电感L4_1的另一端与蓝牙芯片U4_1的1脚、12脚相连接，蓝牙芯片U4_1的1脚、12脚分别通过电容C4_3、电容C4_2与锂电池BAT1的负极相连接；电感L4_2的另一端与蓝牙芯片U4-1的35脚、36脚及电感L4_3的一端相连接，蓝牙芯片U4-1的35脚通过电容C4_7与锂电池BAT1的负极相连接，电感L4_3的一端通过电容C4_1与锂电池BAT1的负极相连接；电感L4_3的另一端通过电感L4_4与蓝牙芯片U4_1的2脚相连接；蓝牙芯片U4_1的37脚通过电感C4_6与锂电池BAT1的负极相连接，并通过晶振X4_1与蓝牙芯片U4_1的38脚相连接，蓝牙芯片U4_1的38脚通过电容C4_5与锂电池BAT1的负极相连接；蓝牙芯片U4_1的39脚通过电容C4_4与锂电池BAT1的负极相连接；蓝牙芯片U4_1的29脚通过电容C4_9与锂电池BAT1的负极相连接；蓝牙芯片U4_1的33、34脚与锂电池BAT1的负极相连接；蓝牙芯片U4_1的32脚与电容C4_8的一端、电感L4_5的一端相连接，电感L4_5的一端通过电感L4_6与电容C4_10的一端相连接，电容C4_10的另一端与锂电池BAT1的负极相连接；电感L4_5与电感L4_6的公共端与蓝牙芯片U4_1的31脚相连接，电感L4_6与电容C4_10的公共端与蓝牙芯片U4_1的30脚相连接；电容C4_8的另一端与电容C4_11的一端相连接，并通过电感L4_7与天线A4_1及电容C4_12的一端相连接；电容C4_11的另一端与电容C4_12的另一端与锂电池BAT1的负极相连接；蓝牙芯片U4_1的4脚分别与电阻R1_10与电阻R1_11的公共端相连接，蓝牙芯片U4_1的5脚与电阻R2_2与电阻R2_3的公共端相连接，蓝牙芯片U4_1的6脚与运算放大器U3_2的负向输入端、运算放大器U3_2的输出端相连接，蓝牙芯片U4_1的45脚与电阻R1_5的另一端相连接，蓝牙芯片U4_1的46脚通过电阻R1_8与三极管Q1_2的基极相连接，蓝牙芯片U4_1的47脚与电阻R3_2的另一端相连接，蓝牙芯片U4_1的48脚与电阻R3_4的另一端相连接。
所述充放电单元包括：充放电子单元、多个电阻器和晶体管，其中多个电阻器组成电阻网络，将ctrl信号调节为适于控制晶体管基极的电压，晶体管集电极连接充放电子单元的输出端，晶体管的发射极输出V’out信号，充放电子单元的输入端连接通信线路板的电源。
优选地，所述充放电子单元包括二次电池。
本发明中，混频单元采用吉尔伯特混频器。应当理解的是，还可以采用其他类型的混频器。
在工作时，通信单元的差分运放单元中，运算放大器的放大倍数可通过调整R1、R2和R3、R4的值来改变，差分运放单元的负极输入端由V’out供电，从而只有在放大子单元存在输出信号，即存在要发送或者接收到信号时，该差分运放单元才开始工作，降低了平时待机所消耗的电量。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案作出其他各种不同的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种微功耗蓝牙通信线路板，其特征在于，包括：信号预处理单元、通信单元和充放电单元，其中信号预处理单元为待发送的信号或者接收到的信号进行预处理，通信单元在蓝牙芯片的控制下把经过预处理的信号发送出去或进行接收，所述充放电单元在被充电达到一定容量后为所述信号预处理单元供电，且所述信号预处理单元为所述充放电单元提供控制信号；所述信号预处理单元包括信号调制子单元；所述信号调制子单元包括放大子单元、信号处理单元以及混频单元；所述放大子单元包括：晶体管Q1—晶体管Q11、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，其中，晶体管Q1的基极连接开启信号，该开启信号由本发明的蓝牙通信线路板的工作开关提供；集电极连接输入信号，发射极连接晶体管Q2的集电极，晶体管Q2的发射极通过电阻R1接地；晶体管Q3的基极连接晶体管Q3的发射极，晶体管Q4的基极连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q7的基极连接晶体管Q9的发射极，晶体管Q2的基极连接晶体管Q3的集电极、晶体管Q4的集电极、晶体管Q5的集电极以及晶体管Q8的基极，晶体管Q3的发射极、晶体管Q4的发射极以及晶体管Q5的发射极连接在一起，且均连接晶体管Q1的发射极；晶体管Q6的集电极连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q7的发射极连接晶体管Q4的集电极，晶体管Q6的发射极和Q7的集电极均通过电阻R4接地；晶体管Q8的集电极连接晶体管Q9的基极，晶体管Q8的发射极通过电阻R2接地；晶体管Q9的集电极连接晶体管Q10的基极，晶体管Q10的集电极通过电阻R3连接晶体管Q1的发射极，晶体管Q5的基极连接晶体管Q11的基极，晶体管Q11的集电极通过电阻R6连接晶体管Q1的发射极，晶体管Q10的发射极连接晶体管Q12的集电极，晶体管Q6的基极连接晶体管Q12的基极，晶体管Q11的发射极连接晶体管Q12的集电极，晶体管Q12的集电极连接所述放大子单元的输出端Vout端，晶体管Q12的发射极输出Ctrl信号；所述通信单元包括的输出端采用跟随式放大单元进行输出所述跟随式放大单元包括差分运放单元，所述放大子单元能够在蓝牙通信线路板正常工作期间为充放电单元提供控制信号，以便开启或关闭充放电单元；所述差分运放单元包括电阻R’1—电阻R’4、电容C1—电容C7、电感L1—电感L2、差分运算放大器，以及天线，其中，电容C4的一端连接Vout端，电容C5的一端连接为所述充放电单元的晶体管发射极的信号V’out信号且通过电感L1连接Vout端，电容C5的另一端接地，电容C4的另一端串接电阻R’1后再连接电阻R’2，电阻R’2的另一端接地，电容C1与电阻R’2并联；电容C5的连接V’out的一端串接电阻R’3后再连接电阻R’4的一端和差分运算放大器的负输入端，电容C3与电阻R’4并联，电阻R’1与电阻R’2的交点连接运算放大器的正输入端，运算放大器的输出端连接电阻R’4的另一端、电容C2的一端、电容C6的一端、电感L2的一端，电容C2、C6的另一端分别接地，电感L2的另一端分别连接电容C7的一端和天线，电容C7的另一端接地；所述充放电单元包括：充放电子单元、多个电阻器和晶体管，其中多个电阻器组成电阻网络，将Ctrl信号调节为适于控制晶体管基极的电压，晶体管集电极连接充放电子单元的输出端，晶体管的发射极输出V’out信号，充放电子单元的输入端连接通信线路板的电源。
2.根据权利要求1的蓝牙通信线路板，其特征在于，所述混频单元采用吉尔伯特混频器。
3.根据权利要求1的蓝牙通信线路板，其特征在于，所述充放电子单元包括二次电池。
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