CN107086367B - 一种具有蓝牙天线的电路板和蓝牙设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有蓝牙天线的电路板及蓝牙设备，该电路板包括连接在一起的主板区域和长杆区域，长杆区域上印制有蓝牙天线，麦克风设置在长杆区域上远离主板区域的一端，蓝牙天线与电路板的接地端连接，麦克风的接地端口与蓝牙天线连接。通过本发明的电路板，将麦克风设置在蓝牙天线上，并将麦克风的接地端口与蓝牙天线连接，可以使得麦克风和蓝牙天线共用结构空间，提高采用该电路板的蓝牙设备的空间利用率。

Description

一种具有蓝牙天线的电路板和蓝牙设备

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，更具体地，本发明涉及一种具有蓝牙天线的电路板及蓝牙设备。

背景技术

随着市场上蓝牙耳机产品的日益丰富，各种个性化设计越来越多。

常见长杆式蓝牙耳机的电路板结构可以如图1所示，包括主板区域和长杆区域，麦克风通常设置在长杆区域的末端，与蓝牙芯片通过印制导线连接，蓝牙天线和蓝牙芯片通常设置在主板区域上，此种设计大大浪费了结构空间；另因主板较小，蓝牙天线放置在主板区域上，净空区域较小，靠近人头，受头部影响较大，使得蓝牙传输性能较差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蓝牙天线和麦克风的接地线复用的新的技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种具有蓝牙天线的电路板，包括连接在一起的主板区域和长杆区域，所述长杆区域上印制有蓝牙天线，所述麦克风设置在所述长杆区域上远离所述主板区域的一端，所述蓝牙天线与所述电路板的接地端连接，所述麦克风的接地端口与所述蓝牙天线连接。

可选的是，所述长杆区域还包括第一电容，所述蓝牙天线经所述第一电容与所述接地端连接。

可选的是，所述长杆区域靠近所述主板区域的一端还设置有匹配电路，所述蓝牙天线经所述匹配电路与设置在所述主板区域的蓝牙芯片的射频端口连接。

可选的是，所述主板区域还包括滤波器，所述滤波器连接在所述射频端口和所述匹配电路之间。

可选的是，所述匹配电路为T型匹配电路、L型匹配电路或者是π型匹配电路。

可选的是，所述麦克风的接地端口还与所述蓝牙芯片的接地端口连接。

可选的是，所述长杆区域还包括第一调节电容组和第二调节电容组，所述麦克风的信号端口经所述第一调节电容组与所述蓝牙芯片的麦克风信号接收端口连接，所述麦克风的电源端口经所述第二调节端口经所述第二调节电容组与所述蓝牙芯片的电源端口连接。

可选的是，所述麦克风和所述蓝牙天线设置在所述电路板的同一导电层上。

可选的是，所述第一调节电容组和所述第二调节电容组设置在与所述麦克风相对设置的另一导电层上。

根据本发明的第二方面，提供了一种蓝牙设备，包括根据本发明第一方面所述的电路板。

本发明的一个技术效果在于，通过本发明的电路板，将麦克风设置在蓝牙天线上，并将麦克风的接地端口与蓝牙天线连接，可以使得麦克风和蓝牙天线共用结构空间，提高采用该电路板的蓝牙设备的空间利用率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为现有技术中具有蓝牙天线的电路板的一种实施结构的电路布局图的示意图；

图2为根据本发明一种具有蓝牙天线的电路板的一种实施结构的电路原理图；

图3为图2的一种实施结构的电路布局图的顶层示意图；

图4为图2的一种实施结构的电路布局图的底层示意图。

附图标记说明：

100-主板区域； 200-长杆区域；

U1-蓝牙芯片； U2-滤波器；

MIC1、MIC2-麦克风； L1、L2-电感；

C1～C8-电容； P1-电位点；

GND-接地端； ANT-蓝牙天线。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有技术中存在的长杆式蓝牙耳机的电路设计浪费结构空间，蓝牙天线传输性能较差的问题，提供了一种具有蓝牙天线的电路板，如图3所示，包括连接在一起的主板区域100和长杆区域200，长杆区域200上印制有蓝牙天线ANT，麦克风MIC1设置在长杆区域上远离主板区域100的一端，蓝牙天线ANT与电路板的接地端GND连接，麦克风MIC1的接地端口1-2、1-4与蓝牙天线连接。

如图2和图3所示，麦克风MIC1具有四个端口，包括一个信号端口1-1、一个电源端口1-3和两个接地端口1-2、1-4，其中，图2和图3中麦克风各端口的设置方式相同，麦克风的信号端口1-1连接的导线作为信号线，电源端口1-3连接的导线作为电源线，接地端口1-2、1-4连接的导线作为接地线。

这样，通过将麦克风的接地端口与蓝牙天线连接，将麦克风的接地线与蓝牙天线复用，即麦克风和蓝牙天线共用结构空间，可以有效提高采用该电路板的蓝牙设备的空间利用率。

具体的，长杆区域200及主板区域100的形状并不局限于图3中所示的实施例，长杆区域200的宽度可以小于主板区域100的宽度，以减小该电路板的蓝牙设备的空间利用率，也可以大于或者等于主板区域100的宽度。其中，如果将主板区域100上与长杆区域200连接的一边作为第一连接边，将长杆区域200上与主板区域100连接的一边作为第二连接边，那么，主板区域100的宽度具体为主板区域100上与第一连接边相邻的两个边之间的距离，长杆区域200的宽度具体为长杆区域200上与第二连接边相邻的两个边之间的距离。而且长杆区域200和主板区域100可以是一体成型的，也可以是通过其他方式固接在一起的。

进一步地，如图3和图4所示，用于焊接麦克风的焊盘可以为贴片焊盘，且可以与蓝牙天线ANT印制在该电路板的同一导电层上，以将麦克风MIC1设置在蓝牙天线ANT上，具体的，可以在电路板上印制蓝牙天线ANT上隔离出用于设置麦克风MIC1的净空区域，并将麦克风MIC1放置于净空区域，以便于将麦克风MIC1的接地端口1-2、1-4与蓝牙天线ANT连接，并在净空区域设置通孔，以使麦克风的信号端口1-1连接的信号线、及电源端口1-3连接的电源线设置在与蓝牙天线ANT相对设置的另一导电层上，以进一步减小蓝牙天线ANT和麦克风MIC1占用的结构空间。

在此基础上，蓝牙天线ANT设置在长杆区域200，使得蓝牙天线ANT的设计空间较大，进而提高蓝牙天线ANT的传输效率。另外，由于在蓝牙设备在使用过程中麦克风MIC1的位置需靠近用户嘴巴，因此蓝牙天线ANT也会远离用户头部中心，这样，有利于克服人体头部对蓝牙传输的影响，进一步提高蓝牙天线的传输效率。

在本发明的一个具体实施例中，长杆区域200还包括第一电容C1，蓝牙天线ANT经第一电容C1与接地端GND连接。其中，第一电容C1的主要作用为连接蓝牙天线ANT接地，蓝牙天线ANT与第一电容C1组成PIFA天线，即平面倒F型天线，通过对第一电容C1的容值进行调节，可以消除蓝牙天线ANT阻抗的电抗参数，使得蓝牙天线ANT成纯阻性。

本发明的实施例中，蓝牙天线采用PIFA设计，蓝牙天线接地有助于克服人体头部及手部对蓝牙天线的传输效率的影响，使得蓝牙设备在各种佩戴状态下的适应性更好。

具体的，长杆区域200靠近主板区域100的一端还设置有匹配电路，蓝牙天线ANT经匹配电路与设置在主板区域的蓝牙芯片U1的射频端口连接。该匹配电路可以用于调节蓝牙天线ANT的阻抗，以提高蓝牙天线ANT的传输效率。

其中，该匹配电路为T型匹配电路、L型匹配电路或者是π型匹配电路。在本实施例中，匹配电路采用的是T型匹配电路，包括串联连接在射频端口和蓝牙天线ANT之间的第一电感L1和第二电感L2，第一电感L1和第二电感L2之间的电位点P1和接地端GND之间连接有第二电容C2。此时，第一电容C1还可以用于协助T型匹配网络来匹配蓝牙天线ANT的阻抗。

进一步地，该主板区域100还包括滤波器U2，滤波器U2连接在射频端口和匹配电路之间。蓝牙芯片U1的射频端口输出射频信号给到滤波器U2，滤波器U2对该射频信号进行滤波处理后传送至匹配电路。经滤波处理的射频信号经匹配电路传送至蓝牙天线ANT后，将以电磁波的形式辐射出去。

在此基础上，麦克风MIC1的接地端口1-2、1-4可以与蓝牙芯片的接地端口连接，也可以直接与接地端GND连接。

长杆区域200还包括第一调节电容组和第二调节电容组，麦克风MIC1的信号端口1-1经第一调节电容组与蓝牙芯片U1的麦克风信号接收端口连接，麦克风MIC1的电源端口1-3经第二调节端口经第二调节电容组与蓝牙芯片U1的电源端口连接。

第一调节电容组为麦克风端口输出负载，用于调节麦克风的信号端口连接的信号线的阻抗，为麦克风MIC1降噪做参数调整。第二调节电容组为麦克风电源端口负载，用于调节电源负载电路的电流。

由于电容的容值通常为固定值，为了能够精确第一调节电容组和第二调节电容组的容值，第一调节电容组和/或第二调节电容组可以是单个电容，也可以是多个电容的串联或者是并联结构。在本发明的一个具体实施例中，如图2、图4所示麦克风MIC1连接的第一调节电容组可以是由两个串联连接的电容C3、C4提供的，麦克风MIC1连接的第二调节电容组可以是由两个串联连接电容C7、C8提供的，这样，可以调节电容C3、C4的容值以使第一调节电容组的容值更加精确，调节电容C7、C8容值以使第二调节电容组的容值更加精确。

在本发明的一个具体实施例中，该电路板上设置有两个麦克风MIC1、MIC2，通过这两个麦克风实现降噪，这两个麦克风并列设置在长杆区域，其具体放置方式与单个麦克风的放置方式类似，麦克风MIC2与蓝牙芯片U1及蓝牙天线ANT之间的连接方式和麦克风MIC1与蓝牙芯片U1及蓝牙天线ANT之间的连接方式相同。

具体的，麦克风MIC2的接地端口2-2、2-4与蓝牙天线ANT连接，信号端口2-1经第一调节电容组与蓝牙芯片U1的另一麦克风信号接收端连接，电源端口2-3可以与电源端口1-3连接，其中，如图2和图4所示，麦克风MIC2连接的第一调节电容组由串联连接的电容C5、C6提供，电源端口2-3与电源端口1-3连接的第二调节电容组可以是相同的元器件，例如均是串联连接的电容C7、C8。此时，两个麦克风的信号端口连接的第一调节电容组还可以用于对信号线进行差分处理，进一步为双麦克风降噪做参数调整。

进一步地，例如在麦克风和蓝牙天线设置在电路板的顶层的情况下，可以将第一调节电容组和第二调节电容组设置在电路板的底层。如果电路板的主板区域100和长杆区域200为一体成型，电路板包括至少三层导电层时，长杆区域200顶层和底层之间的导电层可以是净空设置，即不铺铜。这样，能够减小电路占用面积，提高电路板的空间利用率。

本发明还提供了一种蓝牙设备，该蓝牙设备包括前述的具有蓝牙天线的电路板。

该蓝牙设备例如可以是蓝牙耳机等具有蓝牙和麦克风的电子产品。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种具有蓝牙天线的电路板，其特征在于，包括连接在一起的主板区域和长杆区域，所述长杆区域上印制有蓝牙天线，麦克风设置在所述长杆区域上远离所述主板区域的一端，所述蓝牙天线与所述电路板的接地端连接，所述麦克风的接地端口与所述蓝牙天线连接；所述麦克风的接地端口对应的焊盘与所述蓝牙天线连接，以将所述麦克风的地线与所述蓝牙天线复用。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述长杆区域还包括第一电容，所述蓝牙天线经所述第一电容与所述接地端连接。

3.根据权利要求2所述的电路板，其特征在于，所述长杆区域靠近所述主板区域的一端还设置有匹配电路，所述蓝牙天线经所述匹配电路与设置在所述主板区域的蓝牙芯片的射频端口连接。

4.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述主板区域还包括滤波器，所述滤波器连接在所述射频端口和所述匹配电路之间。

5.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述匹配电路为T型匹配电路、L型匹配电路或者是π型匹配电路。

6.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述麦克风的接地端口还与所述蓝牙芯片的接地端口连接。

7.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述长杆区域还包括第一调节电容组和第二调节电容组，所述麦克风的信号端口经所述第一调节电容组与所述蓝牙芯片的麦克风信号接收端口连接，所述麦克风的电源端口经所述第二调节端口经所述第二调节电容组与所述蓝牙芯片的电源端口连接。

8.根据权利要求7所述的电路板，其特征在于，所述麦克风和所述蓝牙天线设置在所述电路板的同一导电层上。

9.根据权利要求8所述的电路板，其特征在于，所述第一调节电容组和所述第二调节电容组设置在与所述麦克风相对设置的另一导电层上。

10.一种蓝牙设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电路板。

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