CN108111187B - 无源驱动板发射信号驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无源驱动板发射信号驱动电路，包括用于产生信号的控制单元、用于接收/发送信号的天线通道单元、译码器、模拟开关单元及放大电路单元，所述控制单元分别与所述天线通道单元和所述模拟开关单元连接，所述天线通道单元连接至所述模拟开关单元的选择端，所述放大电路单元连接至所述模拟开关单元的共公端，用于对所述发射信号进行放大处理后输出。与相关技术相比，本发明的无源驱动板发射信号驱动电路结构简单、成本低且可靠性及稳定性好。

Description

无源驱动板发射信号驱动电路
【技术领域】
本发明涉及一种电子电路领域，尤其涉及一种无源驱动板发射信号驱动电路。
【背景技术】
在集成电路的应用中，无源驱动板发射信号驱动电路为重要电路之一，特别是在电磁式无源笔等产品领域中，运用较为广泛。
相关技术的无源驱动板发射信号驱动电路中，包括微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)，通过所述MCU发出控制信号控制天线进行信号的发射和接收。
然而，相关技术的无源驱动板发射信号驱动电路中，所述MCU需要通过额外的转换电路对所述天线的接收和发射信号进行控制，这就意味着所述MCU需要较多的I/O口设计，从而使得所述无源驱动板发射信号驱动电路结构复杂，成本高。
因此，有必要提供一种新的无源驱动板发射信号驱动电路以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种结构简单且成本低的无源驱动板发射信号驱动电路。
为了达到上述目的，本发明提供了一种无源驱动板发射信号驱动电路，包括：
控制单元，用于产生信号，所述控制单元包括第一地址线端、第二地址线端、片选线端、发射信号端及信号控制端；
天线通道单元，用于接收/发送信号，包括多个相互并联设置的天线通道；每一所述天线通道包括第一晶体管、二极管及天线模块，所述第一晶体管的栅极连接至所述控制单元，所述第一晶体管的源极连接至电源端，所述第一晶体管的漏极连接至接地端；所述二极管串联连接于所述第一晶体管的漏极与所述接地端之间，其正极与接地端连接，其负极与所述第一晶体管的漏极连接；所述天线模块一端连接至所述第一晶体管的漏极，另一端连接至接地端；
译码器，所述译码器的输入端分别连接所述控制单元的所述第二地址线端、片选线端及所述发射信号端；所述译码器的输出端分别连接至多个所述天线通道的所述第一晶体管的栅极；
模拟开关单元，所述模拟开关单元为多选一开关，所述模拟开关单元包括多个开关通道和用于控制所述开关通道断开/接通的逻辑控制模块；所述开关通道包括选择端和公共端，多个所述开关通道的所述公共端相互连通；所述模拟开关单元通过所述逻辑控制模块连接至所述控制单元的所述第一地址线端和片选线端，多个所述开关通道的选择端分别连接至多个所述第一晶体管的漏极；及
放大电路单元，所述放大电路单元连接至多个所述开关通道的公共端，用于对所述发射信号进行放大处理后输出。
优选的，所述无源驱动板发射信号驱动电路还包括串联连接于所述模拟开关单元与所述放大电路单元之间的第二晶体管，所述第二晶体管的栅极连接至所述控制单元的信号控制端，所述第二晶体管的源极连接至所述放大电路单元，所述第二晶体管的漏极连接至多个所述开关通道的所述公共端。
优选的，所述第二晶体管为NMOS管。
优选的，所述二极管为续流二极管
优选的，所述天线模块用分布于PCB上的环形印制线实现或者用漆包线绕制形成等效电感。
优选的，所述译码器为3-8译码器或4-16译码器。
优选的，所述控制单元为MCU。
优选的，所述模拟开关单元为八选一模拟开关或十六选一模拟开关。
与相关技术相比，本发明的无源驱动板发射信号驱动电路直接加在天线模块上并通过天线模块接收/发送信号；通过所述模拟开关单元和所述译码器共用所述控制单元的片选线端，且共同实现选择所述天线通道的导通与断开，不仅减少了所述控制单元的I/O需求，且电路结构更简单；所述天线通道单元连接至所述模拟开关单元的所述选择端，不仅节省所述天线通道发射信号的电路结构，且因发射信号功率消耗小，使得天线模块发射信号强度大，可靠性更好。
【附图说明】
图1为本发明无源驱动板发射信号驱动电路的电路结构图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1，为本发明无源驱动板发射信号驱动电路的电路结构图。本发明提供了一种无源驱动板发射信号驱动电路100，包括：控制单元1、天线通道单元2、译码器3、模拟开关单元4以及放大电路单元5。
本实施方式中，所述无源驱动板发射信号驱动电路100为电磁式无源手写驱动板(简称无源驱动板)发射信号驱动电路。
所述控制单元1用于产生信号，比如所述控制单元1为MCU芯片。所述控制单元1包括第一地址线端A、第二地址线端B、片选线端CS、发射信号端RFO及信号控制端WE；
所述天线通道单元2用于接收/发送信号，即所述控制单元1工作时选经所述天线通道单元2发射信号，发射停止后再经所述天线通道单元2接收信号。
具体的，所述天线通道单元2包括多个相互并联设置的天线通道21，用于实现多路信号可同时发送/接收，或根据需要选择其中一路所述天线通道21进行信号的发送/接收，提高工作效率。图1中仅显示四路天线通道21，其余省略，但不论多少路，其原理都一样。
本实施方式中，每一所述天线通道21包括第一晶体管M1、二极管D及天线模块211。其中，所述二极管D为续流二极管；所述天线模块211等效为电感L，比如用分布于PCB上的环形印制线实现或者用漆包线绕制形成等效电感L；所述第一晶体管M1为PMOS管或PNP三极管，本实施方式选用PMOS管。
所述第一晶体管M1的栅极连接至所述控制单元1，所述第一晶体管M1的源极连接至电源端VDD，所述第一晶体管M1的漏极连接至接地端GND。所述二极管D串联连接于所述第一晶体管M1的漏极与所述接地端GND之间，所述二极管D的正极与接地端GND连接，所述二极管D的负极与所述第一晶体管M1的漏极连接。所述天线模块211一端连接至所述第一晶体管M1的漏极，另一端连接至接地端GND。
比如，选择快速恢复二极管或者肖特基二极管作为“续流二极管”。在电路中用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏，以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端，并与其形成回路，使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗，从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。当所述第一晶体管M1导通时，给所述天线模块211充电，当所述第一晶体管M1截止时，所述天线模块211产生反电动势经过所述二极管D放电，这样所述天线模块211中电流是实现连续，从而会增强发射信号的强度。
更优的，本实施方式中，所述天线通道单元2通过所述译码器3连接至所述控制单元1。比如选用3-8译码器，如74HC138芯片实现，当然，所述译码器3也可为4-16译码器，本实施方式中优选为3-8译码器。
所述译码器3的输入端分别连接所述控制单元1的所述第二地址线端B、片选线端CS及所述发射信号端RFO；所述译码器3的输出端分别连接至多个所述天线通道21的所述第一晶体管M1的栅极。
通过所述译码器3的设置，可很大程度上节省所述控制单元1的I/O的使用数量，简化了电路结构，使得所述无源驱动板发射信号驱动电路100结构更简单，且生产成本低。
需要说明的是，当所述天线通道21超过8路时，可根据实际需要用多个所述译码器3并接实现。
所述模拟开关单元4为多选一开关，比如八选一模拟开关或十六选一模拟开关。所述模拟开关单元4包括多个开关通道41和用于控制所述开关通道41断开/接通的逻辑控制模块42，其中，所述开关通道41的数量与所述天线通道21的数量匹配。
所述开关通道41包括选择端411和公共端412，多个所述开关通道41的所述公共端412相互连通。
所述模拟开关单元4通过所述逻辑控制模块42连接至所述控制单元1的所述第一地址线端A和片选线端CS；多个所述开关通道41的选择端411分别连接至多个所述第一晶体管M1的漏极。上述电路结构实现所述模拟开关单元4和所述控制单元1共同控制选择所述天线通道21的导通或断开。
所述模拟开关单元4与所述译码器3共用所述控制单元1的片选线端CS，从而减少了所述控制单元1的I/O口数量的需求，即实现了所述无源驱动板发射信号驱动电路100的结构更简单。
由于所述模拟开关单元4导通电阻比较大，发射信号的驱动电路不能加在所述模拟开关单元4的所述公共端412，否则虽能节省发射电路，但发射信号的功率会有很大部分被所述模拟开关单元4消耗，从而减弱了所述天线通道21发射信号的强度。因此，本发明的无源驱动板发射信号驱动电路100中，将多个所述天线通道21的多个所述第一晶体管M1的漏极分别连接于所述选择端411。
所述放大电路单元5连接至多个所述开关通道41的所述公共端412，用于对所述发射信号进行放大处理后输出。
本实施方式中，为了提高所述放大电路单元5的抗干扰能力，所述无源驱动板发射信号驱动电路100还包括串联连接于所述模拟开关单元4与所述放大电路单元5之间的第二晶体管M2。所述第二晶体管M2具体选用NMOS管。
所述第二晶体管M2的栅极连接至所述控制单元1的信号控制端WE，所述第二晶体管M2的源极连接至所述放大电路单元5，所述第二晶体管M2的漏极连接至多个所述开关通道41的所述公共端412。
所述第二晶体管M2是在发射信号时阻断发射信号对所述放大电路单元5的干扰。为了节省所述控制单元1的I/O口，所述模拟开关单元4和所述译码器3共用所述片选信号端CS，这就使得发射信号时，相应通道的所述模拟开关单元4也会接通，发射信号就会到所述放大电路单元5，由于发射信号很强，会使所述放大电路单元5深度饱和，无法在接收信号时及时退出饱和状态，从而对所述放大电路单元5造成干扰，影响所述无源驱动板发射信号驱动电路100的可靠性和稳定性。因此，通过所述第二晶体管M2的设置，有效阻断发射信号对所述放大电路单元5的干扰，进而提高了所述无源驱动板发射信号驱动电路100的可靠性和稳定性。
与相关技术相比，本发明的无源驱动板发射信号驱动电路直接加在天线模块上并通过天线模块接收/发送信号；通过所述模拟开关单元和所述译码器共用所述控制单元的片选线端，且共同实现选择所述天线通道的导通与断开，不仅减少了所述控制单元的I/O需求，且电路结构更简单；所述天线通道单元连接至所述模拟开关单元的所述选择端，不仅节省所述天线通道发射信号的电路结构，且因发射信号功率消耗小，使得天线模块发射信号强度大，可靠性更好。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，包括：
控制单元，用于产生信号，所述控制单元包括第一地址线端、第二地址线端、片选线端、发射信号端及信号控制端；
天线通道单元，用于接收/发送信号，包括多个相互并联设置的天线通道；每一所述天线通道包括第一晶体管、二极管及天线模块，所述第一晶体管的栅极连接至所述控制单元，所述第一晶体管的源极连接至电源端，所述第一晶体管的漏极连接至接地端；所述二极管串联连接于所述第一晶体管的漏极与所述接地端之间，其正极与接地端连接，其负极与所述第一晶体管的漏极连接；所述天线模块一端连接至所述第一晶体管的漏极，另一端连接至接地端；
译码器，所述译码器的输入端分别连接所述控制单元的所述第二地址线端、片选线端及所述发射信号端；所述译码器的输出端分别连接至多个所述天线通道的所述第一晶体管的栅极；
模拟开关单元，所述模拟开关单元为多选一开关，所述模拟开关单元包括多个开关通道和用于控制所述开关通道断开/接通的逻辑控制模块；所述开关通道包括选择端和公共端，多个所述开关通道的所述公共端相互连通；所述模拟开关单元通过所述逻辑控制模块连接至所述控制单元的所述第一地址线端和片选线端，多个所述开关通道的选择端分别连接至多个所述第一晶体管的漏极；及
放大电路单元，所述放大电路单元连接至多个所述开关通道的公共端，用于对所述发射信号进行放大处理后输出。
2.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述无源驱动板发射信号驱动电路还包括串联连接于所述模拟开关单元与所述放大电路单元之间的第二晶体管，所述第二晶体管的栅极连接至所述控制单元的信号控制端，所述第二晶体管的源极连接至所述放大电路单元，所述第二晶体管的漏极连接至多个所述开关通道的公共端。
3.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述第二晶体管为NMOS管。
4.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述二极管为续流二极管。
5.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述天线模块用分布于PCB上的环形印制线实现或者用漆包线绕制形成等效电感。
6.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述译码器为3-8译码器或4-16译码器。
7.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述控制单元为MCU。
8.根据权利要求1所述的无源驱动板发射信号驱动电路，其特征在于，所述模拟开关单元为八选一模拟开关或十六选一模拟开关。
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