CN106301463A - 一种可提高滤波性能的wifi电路及其方法 - Google Patents

一种可提高滤波性能的wifi电路及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可提高滤波性能的WIFI电路及其方法，该电路包括无线收发器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器以及天线，于所述无线收发器与功率放大器之间、所述收发切换器与所述低噪声放大器之间分别设置一可调带通滤波器，所述可调带通滤波器的控制端接所述无线收发器，以在所述无线收发器的控制下改变信号滤波通带范围，以适应当前信号的频宽范围，本发明可以减少无线收发的频带外干扰，提升无线WIFI的通信质量与速度。

Description

一种可提高滤波性能的WIFI电路及其方法
技术领域
本发明涉及无线技术领域，特别是涉及一种可提高滤波性能的WIFI电路及其方法。
背景技术
随着社会的发展和科学技术的进一步，人们的物质生活越来越高，通信技术也得到了突飞猛进的发展，人类进入一个全新的数字化时代，各种数字产品应运而生，各种数码产品现在基本都具备了接入网功能，而WIFI技术的发展，使得各种数码产品能够方便的接入互联网，从而实现数据的共享，因此，高效率高质量的WIFI电路成为了需求。
众所周知，WIFI是一种请允许电子设备连接到无线局域网的技术，通常使用2.4GUHF或5G SHF ISM射频频段。近年来，随着无线设备的增多，无线覆盖也越来越广泛，因而也造成了无线WIFI设备产生了干扰影响了通信质量，造成无线传输速度降低。
以2.4G频段为例，无线总频带宽度从2401～2483MHz，每22MHz一个频段划分，每2个相邻信道中心频率只有5MHz，13个信道(部分国家开放的有14个信道)划分如下表1：
表1 2.4GHz频段WLAN信道配置表
可以看到，互不干扰的信道只有1、6、11三个相隔较大的信道，如下图1所示。但实际上，22MHz的带宽也只是理想值，实际的WIFI路由器工作时，每个信道还会产生超出频带宽度的和谐波和干扰，进而影响其他频段的接收，从而影响无线网络传输的速度。
为减少其他频段的干扰，目前WIFI电路中普遍采用带通滤波器，带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。实际的电子产品在设计时，为减小干扰，会在WIFI电路的功率放大器和低噪声放大器前端加入带通滤波器，以减少对外的干扰和自身接收的干扰信号，如图2所示是现有技术中WIFI实际电路的设计示意图，该WIFI电路包括：无线收发器201、功率放大器202、低通滤波器203、收发切换器204、天线205、低噪声放大器206以及设置在功率放大器和低噪声放大器前端的带通滤波器207/208。
然而，上述WIFI电路存在如下不足之处：
1、目前WIFI电路所用的带通滤波器的滤去频段的范围都比较粗略，通带范围较大，如2.4G带通滤器，它的通带范围一般为2.3GHz-3GHz，且固定不变。这种情况下，如果用户使用信道1，它的有用频带就是2.401-2.423GHz，2.424-3GHz的频带对用户来说就是干扰，而此时目前的2.4G的带通滤波器则无法滤去干扰；
2、目前，部分带通滤波器带通频宽虽然较小，但不能调节带通范围。无法满足用户的灵活信道切换需求。例如用户使用信道1，其使用的带通滤波范围是2.4-2.423GHz，此时可以完全滤去信道频宽外的其他干扰，但当用户切换信道11时，所使用的信道频段就变为2.451-2.473GHz，此时，带通滤波器的带通滤波范围还是固定为2.4-2.423GHz，显然不能满足要求。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种可提高滤波性能的WIFI电路及其方法，其通过采用可调带通滤波器，使带通滤波的范围可随信道变动而灵活滤波，使无线WIFI在使用时对频段的干扰变小，更利于无线通信。
为达上述目的，本发明提出一种可提高滤波性能的WIFI电路，包括无线收发器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器以及天线，于所述无线收发器与功率放大器之间、所述收发切换器与所述低噪声放大器之间分别设置一可调带通滤波器，所述可调带通滤波器的控制端接所述无线收发器，以在所述无线收发器的控制下改变信号滤波通带范围，以适应当前信号的频宽范围。
进一步地，所述可调带通滤波器包括一阻抗变动单元，所述控制端具有若干根信号控制线，各信号控制线连接所述无线收发器，各信号控制线根据接收到不同高低电平来控制阻抗变动单元，使阻抗变动单元产生不同的阻抗变化。
进一步地，各信号控制线连接所述无线收发器的GPIO口。
进一步地，所述控制端具有连接所述无线收发器的四根信号控制线，该四根信号控制线的高低电平组合产生16种不同的控制信息，每一种信号组合对应WIFI频段的一个带通中心频率。
进一步地，所述无线收发器于接收到信道设定后，根据检测获得的信道值，通过GPIO输出高低电平至所述可调带通滤波器的信号控制线，所述可调带通滤波器对接收到的高低电平解析后得到控制信息，根据控制信息调整当前的带通频段使之匹配当前的信道中心频率和带宽。
为达到上述目的，本发明还提供一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，包括如下步骤：
步骤一，于无线收发器与功率放大器之间、收发切换器与低噪声放大器之间分别设置一可调带通滤波器；
步骤二，所述无线收发器接收信道设定；
步骤三，检测设定的信道值，根据设定的信道值输出高低电平至所述可调带通滤波器的控制端；
步骤四，所述可调带通滤波器对接收到的高低电平解析后得到控制信息，根据控制信息调整当前的带通频段以适应当前信号的频宽范围。
进一步地，于步骤四中，所述可调带通滤波器根据控制信息通过阻抗变化改变信号滤波通带范围以适应当前信号的频宽范围。
进一步地，所述可调带通滤波器包括一阻抗变动单元，其控制端具有若干根信号控制线，各信号控制线连接所述无线收发器，各信号控制线根据接收到不同高低电平来控制阻抗变动单元，使阻抗变动单元产生不同的阻抗变化。
进一步地，各信号控制线通过所述无线收发器的GPIO口获得高低不同的电平。
进一步地，所述控制端通过四根信号控制线连接所述无线收发器，该四根信号控制线的高低电平组合产生16种不同的控制信息，每一种信号组合对应WIFI频段的一带通中心频率。
与现有技术相比，本发明一种可提高滤波性能的WIFI电路及其方法通过于无线收发器与功率放大器之间、收发切换器与低噪声放大器之间分别设置可调带通滤波器，通过无线收发器输出控制信号至可调带通滤波器以使其通过阻抗变化调整当前的带通频段使之匹配当前的信道中心频率和带宽，使得带通滤波器的范围可随信道变动而灵活滤波，进而使无线WIFI在使用时对频段的干扰变小，更利于无线通信，提升了无线WIFI的通信质量与速度。
附图说明
图1为现有技术中WIFI信道交叉示意图；
图2为现有技术的WIFI电路结构图；
图3为本发明一种可提高滤波性能的WIFI电路的结构图；
图4为本发明较佳实施例中可调带通滤波器的结构示意图；
图5为本发明一具体实施例中可调带通滤波器的工作流程图；
图6为本发明一种WIFI电路的提高滤波性能的方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图3为本发明一种可提高滤波性能的WIFI电路的结构图。如图3所示，本发明一种可提高滤波性能的WIFI电路，包括：无线收发器301、第一可调带通滤波器302、功率放大器303、低通滤波器304、收发切换器305、第二可调带通滤波器306、低噪声放大器307以及天线308。
其中，无线收发器301通过第一可调带通滤波器302连接功率放大器302，低通滤波器304设置在功率放大器303与收发切换器305之间，第二可调带通滤波器306设置于收发切换器305与低噪声放大器307之间，低噪声放大器307输出端连接无线收发器301，收发切换器305连接天线308。
具体地，无线收发器301为无线信号处理器，控制着无线工作中所有芯片的状态；第一可调带通滤波器302的输入端连接于无线收发器301的输出端，其控制端接收无线收发器301的控制信号，以在控制信号的控制下通过阻抗变化改变信号滤波通带范围，以适应当前信号的频宽范围；功率放大器303为无线信号的功放器件，连接于第一可调带通滤波器302的输出端，用于将经第一可调带通滤波器302滤波后的微弱的无线信号功率放大，使信号传输更远，功率放大器303还连接无线收发器301，以实现发射功率的控制及检测；低通滤波器304也是一种滤波器，其连接于功率放大器303的输出端，用于抑制高频噪声，并输出至收发切换器305；收发切换器305为一个半双式的开关，其控制端连接无线收发器301，受无线收发器301控制，根据当前是收还是发的状态，选择导通接收线路或发送线路；天线308，为无线路由的发送装置，无线信号的能量通过天线才能发到远处，天线308连接收发切换器305；第二可调带通滤波器306输入端接收发切换器305，输出端接低噪声放大器307，其控制端接收无线收发器301的控制信号，以在控制信号的控制下通过阻抗变化改变信号滤波通带范围，以适应当前信号的频宽范围；低噪声放大器307，为接收信号放大器，其输入端接第二带通滤波器306，输出端接无线收发器301，控制端连接无线收发器301实现增益控制，低噪声放大器307用于将接收的信号放大，使无线收发器301更容易处理。
图4为本发明较佳实施例中可调带通滤波器的结构示意图。在本发明较佳实施例中，可调带通滤波器包括一阻抗变动单元，以第一可调带通滤波器为例，其输入端IN接无线收发器的输出端，输出端OUT接功率放大器的输入端，控制端具有若干根信号控制线(本发明中，具有四根信号控制线)，各信号控制线连接无线收发器的GPIO口(General PurposeInput Output，通用输入输出)，四根信号控制线根据接收到不同高低电平来控制阻抗变动单元，使阻抗变动单元产生不同的阻抗变化，进而使信号滤波通带范围改变以适应当前信号的频宽范围，达到调节的目的。在此需说明的是，第一可调带通滤波器与第二可调带通滤波器结构相同，均为图4的可调带通滤波器结构，在此不一一赘述。
图5为本发明一具体实施例中可调带通滤波器的工作流程图。在本发明具体实施例中，无线收发器(即CPU)利用GPIO控制可调带通滤波器。四根信号线的高低电平组合可以产生16种不同的控制信息。如0000，0001，0010…1111共16种，使每一种信号组合对应一个带通中心频率。例如，当GPIO 1234输出0010时，对应的是2.4G WIFI的3信道，可调带通滤波器的阻抗变动单元就会变动阻抗使通带频宽覆盖2.4G WIFI的3信道，即中心频率2422MHz，频宽20MHz，所以当通过无线收发器设定当前信道后就会通过GPIO输出对应的高低组合信号(0010)，可调带通滤波器就会根据GPIO的状态更改通带频率，以适应当前的无线中心频率。具体过程如下：接收信道设定，例如用户通过无线收发器设定信道3时，获取用户设定的信道值；无线收发器会检测设定的信道值，根据信道值，无线收发器通过GPIO输出高低电平至可调带通滤波器的四根信号控制线，例如，无线收发器检测到信道值为3时，则通过GPIO输出可产生控制信息0010的高低电平，可调带通滤波器对接收到的高低电平解析后得到控制信息，根据控制信息调整当前的带通频段使之匹配当前的信道中心频率和带宽，即根据控制信息使阻抗变动单元产生对应的阻抗变化，使信号滤波通带范围适应当前信号的频宽范围；无线收发器正常工作。
图6为本发明一种WIFI电路的提高滤波性能的方法的步骤流程图。如图6所示，本发明一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，包括如下步骤：
步骤601，于无线收发器与功率放大器之间、收发切换器与低噪声放大器之间分别设置一可调带通滤波器。该可调带通滤波器输入端接无线收发器的输出端，输出端接功率放大器的输入端，控制端具有若干根信号控制线(本发明较佳实施例中为4根)，各信号控制线连接无线收发器的GPIO口。
步骤602，无线收发器接收信道设定。
步骤603，检测设定的信道值，根据设定的信道值输出高低电平至可调带通滤波器的控制端。在本发明较佳实施例中，根据信道值，无线收发器通过GPIO口输出高低电平至可调带通滤波器的四根信号控制线，假如无线收发器检测到信道值为3时，则通过GPIO输出可产生控制信息0010的高低电平至可调带通滤波器的控制端。
步骤604，对接收到的高低电平解析后得到控制信息，根据控制信息调整当前的带通频段使之匹配当前的信道中心频率和带宽。即，根据解析的控制信息使可调带通滤波器的阻抗变动单元产生对应的阻抗变化，使其信号滤波通带范围适应当前信号的频宽范围。
综上所述，本发明一种可提高滤波性能的WIFI电路及其方法通过于无线收发器与功率放大器之间、收发切换器与低噪声放大器之间分别设置可调带通滤波器，通过无线收发器输出控制信号至可调带通滤波器以使其通过阻抗变化调整当前的带通频段使之匹配当前的信道中心频率和带宽，使得带通滤波器的范围可随信道变动而灵活滤波，进而使无线WIFI在使用时对频段的干扰变小，更利于无线通信，提升了无线WIFI的通信质量与速度。
任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种可提高滤波性能的WIFI电路，包括无线收发器、功率放大器、低通滤波器、收发切换器、低噪声放大器以及天线，其特征在于：于所述无线收发器与功率放大器之间、所述收发切换器与所述低噪声放大器之间分别设置一可调带通滤波器，所述可调带通滤波器的控制端接所述无线收发器，在所述无线收发器的控制下改变信号滤波通带范围，以适应当前信号的频宽范围。
2.如权利要求1所述的一种可提高滤波性能的WIFI电路，其特征在于：所述可调带通滤波器包括一阻抗变动单元，所述控制端具有若干根信号控制线，各信号控制线连接所述无线收发器，各信号控制线根据接收到不同高低电平来控制阻抗变动单元，使阻抗变动单元产生不同的阻抗变化。
3.如权利要求2所述的一种可提高滤波性能的WIFI电路，其特征在于：各信号控制线连接所述无线收发器的GPIO口。
4.如权利要求3所述的一种可提高滤波性能的WIFI电路，其特征在于：所述控制端具有连接所述无线收发器的四根信号控制线，该四根信号控制线的高低电平组合产生16种不同的控制信息，每一种信号组合对应WIFI频段的一带通中心频率。
5.如权利要求4所述的一种可提高滤波性能的WIFI电路，其特征在于：所述无线收发器于接收到信道设定后，根据检测获得的信道值，通过GPIO输出高低电平至所述可调带通滤波器的信号控制线，所述可调带通滤波器对接收到的高低电平解析后得到控制信息，根据控制信息调整当前的带通频段使之匹配当前的信道中心频率和带宽。
6.一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，包括如下步骤：
步骤一，于无线收发器与功率放大器之间、收发切换器与低噪声放大器之间分别设置一可调带通滤波器；
步骤二，所述无线收发器接收信道设定；
步骤三，检测设定的信道值，根据设定的信道值输出高低电平至所述可调带通滤波器的控制端；
步骤四，所述可调带通滤波器对接收到的高低电平解析后得到控制信息，根据控制信息调整当前的带通频段以适应当前信号的频宽范围。
7.如权利要求6所述的一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，其特征在于：于步骤四中，所述可调带通滤波器根据控制信息通过阻抗变化改变信号滤波通带范围以适应当前信号的频宽范围。
8.如权利要求7所述的一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，其特征在于：所述可调带通滤波器包括一阻抗变动单元，其控制端具有若干根信号控制线，各信号控制线连接所述无线收发器，各信号控制线根据接收到不同高低电平来控制阻抗变动单元，使阻抗变动单元产生不同的阻抗变化。
9.如权利要求8所述的一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，其特征在于：各信号控制线通过所述无线收发器的GPIO口获得高低不同的电平。
10.如权利要求9所述的一种WIFI电路的提高滤波性能的方法，其特征在于：所述控制端通过四根信号控制线连接所述无线收发器，该四根信号控制线的高低电平组合产生16种不同的控制信息，每一种信号组合对应WIFI频段的一带通中心频率。
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