CN108988905A - 一种WiFi通信电路及物联网终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种WiFi通信电路及物联网终端。其中，WiFi通信电路包括第一天线、第一天线阻抗匹配电路、WiFi芯片、第一晶振电路、主芯片、第二晶振电路以及存储器；第一天线的馈电点与第一天线阻抗匹配电路连接，第一天线阻抗匹配电路与WiFi芯片的射频引脚连接，WiFi芯片的时钟引脚与第一晶振电路连接，WiFi芯片的数据传输引脚与主芯片连接，主芯片分别与第二晶振电路、存储器连接。明显地，通过以WiFi芯片为核心组件来构建WiFi通信电路，易于与主控板电路结合，降低了对主控板电路的排线影响，从而降低了电路结构的整体复杂度，解决了现有的开发方式导致的电路结构复杂度较高的技术问题。

Description

一种WiFi通信电路及物联网终端

技术领域

本发明涉及无线通信系统技术领域，尤其涉及一种WiFi通信电路及物联网终端。

背景技术

随着物联网技术的的不断发展，为了实现物联网技术所指的物与物之间的联结，多通过无线通信技术来实现互联。其中，无线通信技术存在多种，比如，无线保真技术(Wireless Fidelity，WiFi)以及蓝牙技术等。

以WiFi技术为例，若欲使物联网终端具有WiFi传输的能力，在开发物联网终端时可在物联网终端的主控板上嵌入WiFi传输的功能，常用的主控板开发框架为X86架构或者ARM(Advanced RISC Machines)系统框架。但是，该种开发方式使得主控板的电路结构较为复杂，不易于进行电路结构的后续拓展。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种WiFi通信电路及物联网终端，旨在解决现有的开发方式导致的电路结构复杂度较高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的WiFi通信电路，所述WiFi通信电路包括第一天线、第一天线阻抗匹配电路、WiFi芯片、第一晶振电路、主芯片、第二晶振电路以及存储器；所述第一天线的馈电点与所述第一天线阻抗匹配电路连接，所述第一天线阻抗匹配电路与所述WiFi芯片的射频引脚连接，所述WiFi芯片的时钟引脚与所述第一晶振电路连接，所述WiFi芯片的数据传输引脚与所述主芯片连接，所述主芯片分别与所述第二晶振电路、所述存储器连接。

优选地，所述第一晶振电路包括第一晶振、第一电容、第一电阻以及第二电容；

所述WiFi芯片的时钟引脚包括第一时钟引脚与第二时钟引脚，所述第一时钟引脚与所述第一晶振的第一端连接，所述第一晶振的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第二时钟引脚与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一晶振的第二端，所述第一晶振的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第二端。

优选地，所述WiFi通信电路还包括蓝牙芯片、第二天线阻抗匹配电路以及第一单刀双掷开关；所述主芯片与所述蓝牙芯片连接，所述蓝牙芯片与所述第二天线阻抗匹配电路连接，所述第二天线阻抗匹配电路与所述第一单刀双掷开关的第一切换端连接，所述第一天线阻抗匹配电路与所述第一单刀双掷开关的第二切换端连接，所述第一单刀双掷开关的公共端与所述第一天线连接。

优选地，所述WiFi通信电路还包括第二单刀双掷开关与第二天线；所述第二天线阻抗匹配电路与所述第二单刀双掷开关的公共端连接，所述第二单刀双掷开关的第一切换端与所述第一单刀双掷开关的第一切换端连接，所述第二单刀双掷开关的第二切换端与所述第二天线连接。

优选地，所述WiFi芯片的SDIO接口与所述蓝牙芯片连接。

优选地，所述第一天线阻抗匹配电路包括所述第三电容、第一电感、第二电感、可调电容器、可调电感器；所述第一天线的馈电点分别与所述第三电容的第一端以及所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第一端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端分别与所述可调电容器的第一端以及所述可调电感器的第一端连接，所述可调电感器的第一端与所述WiFi芯片的射频引脚连接；

所述第三电容的第二端分别与所述第一电感的第二端、所述可调电容器的第二端以及所述可调电感器的第二端连接，所述可调电感器的第二端接地。

优选地，所述WiFi通信电路还包括收发开关电路与带通滤波电路；所述WiFi芯片的射频引脚与所述收发开关电路连接，所述收发开关电路与所述带通滤波电路连接，所述带通滤波电路与所述第一天线阻抗匹配电路连接。

优选地，所述带通滤波电路包括第四电容与第二电阻；所述收发开关电路分别与所述第四电容的第一端、所述第二电阻的第一端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述第一天线阻抗匹配电路连接。

优选地，所述WiFi通信电路还包括功率放大器；所述收发开关电路与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述带通滤波电路连接。

为实现上述目的，本发明还提出一种物联网终端，所述物联网终端包括如上所述的WiFi通信电路。

本发明中通过第一天线、第一天线阻抗匹配电路、WiFi芯片、第一晶振电路、主芯片、第二晶振电路以及存储器形成了一种WiFi通信电路。明显地，通过以WiFi芯片为核心组件来构建WiFi通信电路，易于与主控板电路结合，降低了对主控板电路的排线影响，从而降低了电路结构的整体复杂度，解决了现有的开发方式导致的电路结构复杂度较高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明WiFi通信电路一实施例的功能模块图；

图2为本发明WiFi通信电路一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种WiFi通信电路，其中，图1为本发明WiFi通信电路一实施例的功能模块图，图2为本发明WiFi通信电路一实施例的电路结构示意图。

请详细参阅图1至图2，在本发明实施例中，所述WiFi通信电路包括第一天线10、第一天线阻抗匹配电路20、WiFi芯片30、第一晶振电路40、主芯片50、第二晶振电路60以及存储器70；所述第一天线10的馈电点与所述第一天线阻抗匹配电路20连接，所述第一天线阻抗匹配电路20与所述WiFi芯片30的射频引脚连接，所述WiFi芯片30的时钟引脚与所述第一晶振电路40连接，所述WiFi芯片30的数据传输引脚与所述主芯片50连接，所述主芯片50分别与所述第二晶振电路60、所述存储器70连接。

可以理解的是，如图1所示，本实施例提供了一种简化的电路结构，可以通过复杂度较低的电路结构来实现WiFi信号的传输。具体而言，将通过第一天线10来收发WiFi信号，比如，在接收到WiFi信号后，可将WiFi信号传输至WiFi芯片30，以供WiFi芯片30解调出WiFi信号中的携带信息；同时，将携带信息传输至主芯片50，以供主芯片50处理该携带信息，也就实现了WiFi信号的接收与处理。当然，上述描述的是WiFi信号的接收以及解调过程，WiFi信号的调制与发送过程可将基于上述电路结构。

需要说明的是，第一天线阻抗匹配电路20通过决定阻抗值以实现与天线的阻抗匹配，进而可保证第一天线10具有较佳的辐射效果；第一晶振电路40用于为WiFi芯片30提供时钟信号，而第二晶振电路60用于为主芯片50提供时钟信号；存储器70中可存储有可升级的WiFi标准固件与拓展功能。

在具体实现中，WiFi芯片30的型号可为BCM43362，主芯片50可为ARM处理器。

本实施例中通过以WiFi芯片30为核心组件来构建WiFi通信电路，易于与主控板电路结合，降低了对主控板电路的排线影响，从而降低了电路结构的整体复杂度，解决了现有的开发方式导致的电路结构复杂度较高的技术问题。

进一步地，所述第一晶振电路40包括第一晶振Y、第一电容C1、第一电阻R1以及第二电容C2；

所述WiFi芯片30的时钟引脚包括第一时钟引脚与第二时钟引脚，所述第一时钟引脚与所述第一晶振Y的第一端连接，所述第一晶振Y的第一端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端接地；

所述第二时钟引脚与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一晶振Y的第二端，所述第一晶振Y的第二端与所述第二电容C2的第一端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一电容C1的第二端。

可以理解的是，第一晶振电路40主要用于为WiFi芯片30提供时钟信号的参考。具体参数为，第一晶振Y的晶振频率可为26MHz；第一电容C1的电容值范围可为10≤x1≤25pF，第二电容C2的电容值范围可为10≤x2≤25pF，x1为第一电容C1的电容值，x2为第二电容C2的电容值。其中，WiFi芯片30的第一时钟引脚可简记为OSCIN，WiFi芯片30的第二时钟引脚可简记为OSCOUT。

进一步地，所述WiFi通信电路还包括蓝牙芯片80、第二天线阻抗匹配电路90以及第一单刀双掷开关100；所述主芯片50与所述蓝牙芯片80连接，所述蓝牙芯片80与所述第二天线阻抗匹配电路90连接，所述第二天线阻抗匹配电路90与所述第一单刀双掷开关100的第一切换端连接，所述第一天线阻抗匹配电路20与所述第一单刀双掷开关100的第二切换端连接，所述第一单刀双掷开关100的公共端与所述第一天线10连接。

应当理解的是，第一单刀双掷开关100用于在WiFi芯片30与蓝牙芯片80两种芯片之间选择一项进行信号处理。比如，当第一单刀双掷开关100的公共端与第一切换端连通时，第一天线10将收发蓝牙信号以供蓝牙芯片80处理；当第一单刀双掷开关100的公共端与第二切换端连通时，第一天线10将收发WiFi信号以供WiFi芯片30处理，通过使用第一单刀双掷开关100简化了电路结构，使得第一天线10可以分别为WiFi芯片30与蓝牙芯片80两种芯片收发信号。

进一步地，所述WiFi通信电路还包括第二单刀双掷开关110与第二天线120；所述第二天线阻抗匹配电路90与所述第二单刀双掷开关110的公共端连接，所述第二单刀双掷开关110的第一切换端与所述第一单刀双掷开关100的第一切换端连接，所述第二单刀双掷开关110的第二切换端与所述第二天线120连接。

可以理解的是，考虑到WiFi信号的频段主要包括2.4GHz和5.0GHz，而蓝牙信号的频段主要包括2.4GHz。所以，若第一天线10为2.4GHz的天线或者可同时服务2.4GHz和5.0GHz的分集天线，则可同时传输WiFi信号与蓝牙信号；但若第一天线10为5.0GHz的天线，则可传输WiFi信号，但不能传输蓝牙信号。可见，当第一天线10在收发WiFi信号与蓝牙信号时，仍然可能存在不适用的情况，所以，本实施例额外提供了第二单刀双掷开关110与第二天线120以解决该不适用的缺陷。若第一天线10为5.0GHz的天线，可额外添加2.4GHz的第二天线120以服务蓝牙信号的收发。

在具体实现中，由于同时存在第一单刀双掷开关100与第二单刀双掷开关110，当第一单刀双掷开关100的公共端与第一切换端连通且第二单刀双掷开关110的公共端与第一切换端连通时，第一天线10将收发蓝牙信号以供蓝牙芯片80处理；当第一单刀双掷开关100的公共端与第一切换端连通且第二单刀双掷开关110的公共端与第二切换端连通时，第二天线120将收发蓝牙信号以供蓝牙芯片80处理；当第一单刀双掷开关100的公共端与第二切换端连通且第二单刀双掷开关110的公共端与第一切换端连通时，第一天线10将收发WiFi信号以供WiFi芯片30处理；当第一单刀双掷开关100的公共端与第二切换端连通且第二单刀双掷开关110的公共端与第二切换端连通时，第一天线10将收发WiFi信号以供WiFi芯片30处理，而同时第二天线120将收发蓝牙信号以供蓝牙芯片80处理。

明显地，由于同时存在第一单刀双掷开关100、第二单刀双掷开关110、第一天线10以及第二天线120，使得WiFi芯片30与蓝牙芯片80存在多种的运行方式。而且，由于添加了第二天线120，也就较好地克服了第一天线10可能存在不适用的缺陷。

进一步地，所述WIFI芯片的安全数字输入输出(Secure Digital Input andOutput，SDIO)接口通过与所述蓝牙芯片80连接，WiFi芯片30可将解调出的携带信息发送至蓝牙芯片80，蓝牙芯片80也可从蓝牙信号中解调出的携带信息发送至WiFi芯片30，进而实现了蓝牙信号与WIFI信号之间的相互交互，使得信息的收发方式更为多样。

进一步地，所述第一天线阻抗匹配电路20包括所述第三电容C3、第一电感L1、第二电感L2、可调电容器E1、可调电感器E2；所述第一天线10的馈电点分别与所述第三电容C3的第一端以及所述第一电感L1的第一端连接，所述第一电感L1的第一端与所述第二电感L2的第一端连接，所述第二电感L2的第二端分别与所述可调电容器E1的第一端以及所述可调电感器E2的第一端连接，所述可调电感器E2的第一端与所述WiFi芯片30的射频引脚连接；

所述第三电容C3的第二端分别与所述第一电感L1的第二端、所述可调电容器E1的第二端以及所述可调电感器E2的第二端连接，所述可调电感器E2的第二端接地。

应当理解的是，为了保证第一天线10具有较佳的辐射效果，第一天线阻抗匹配电路20可通过电路结构实现与天线的阻抗匹配。并且，由于第一天线阻抗匹配电路20中引入了可以改变电容值的可调电容器E1与可以改变电感值的可调电感器E2，使得整体的第一天线阻抗匹配电路20对外提供的阻抗值具有较强的可变性，所以，可以较为灵活地对准天线的通信频率，保证了第一天线10处于有效的工作状态下。

进一步地，所述WiFi通信电路还包括收发开关电路130与带通滤波电路140；所述WiFi芯片30的射频引脚与所述收发开关电路130连接，所述收发开关电路130与所述带通滤波电路140连接，所述带通滤波电路140与所述第一天线阻抗匹配电路20连接。

可以理解的是，为了便于区分WiFi信号的收发通道，收发开关电路130中一般包括第三单刀双掷开关，而WiFi芯片30的射频引脚分为两个，分别为用于接收WiFi信号的第一射频引脚与用于发送WiFi信号的第二射频引脚。具体连接关系为，第三单刀双掷开关的第一切换端与WiFi芯片30的第一射频引脚连接，第三单刀双掷开关的第二切换端与WiFi芯片30的第二射频引脚连接，第三单刀双掷开关的公共端与带通滤波电路140连接。所以，通过第三单刀双掷开关可以灵活地切换WiFi信号的收发。

此外，通过带通滤波电路140可以对WiFi信号进行滤波，屏蔽掉WiFi信号所属频段外的其他频段。

进一步地，所述带通滤波电路140包括第四电容C4与第二电阻R2；所述收发开关电路130分别与所述第四电容C4的第一端、所述第二电阻R2的第一端连接，所述第四电容C4的第二端接地，所述第二电阻R2的第二端与所述第一天线阻抗匹配电路20连接。

应当理解的是，由第四电容C4与第二电阻R2构成的RC滤波电路不仅实现了对WiFi频段的滤波，也具有一定的选频作用。

进一步地，所述WiFi通信电路还包括功率放大器131；所述收发开关电路130与所述功率放大器131连接，所述功率放大器131与所述带通滤波电路140连接。

可以理解的是，功率放大器131可对WiFi信号进行增益放大，以便于后续的信号处理。

此外，本发明还提出一种物联网终端，该电子设备包括上述WiFi通信电路，该WiFi通信电路的具体结构参照上述实施例，由于本物联网终端采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

该物联网终端可以是路由器、移动手机以及个人电脑等电子设备。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种WiFi通信电路，其特征在于，所述WiFi通信电路包括第一天线、第一天线阻抗匹配电路、WiFi芯片、第一晶振电路、主芯片、第二晶振电路以及存储器；所述第一天线的馈电点与所述第一天线阻抗匹配电路连接，所述第一天线阻抗匹配电路与所述WiFi芯片的射频引脚连接，所述WiFi芯片的时钟引脚与所述第一晶振电路连接，所述WiFi芯片的数据传输引脚与所述主芯片连接，所述主芯片分别与所述第二晶振电路、所述存储器连接。

2.如权利要求1所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述第一晶振电路包括第一晶振、第一电容、第一电阻以及第二电容；

所述WiFi芯片的时钟引脚包括第一时钟引脚与第二时钟引脚，所述第一时钟引脚与所述第一晶振的第一端连接，所述第一晶振的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地；

所述第二时钟引脚与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一晶振的第二端，所述第一晶振的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第二端。

3.如权利要求1所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述WiFi通信电路还包括蓝牙芯片、第二天线阻抗匹配电路以及第一单刀双掷开关；所述主芯片与所述蓝牙芯片连接，所述蓝牙芯片与所述第二天线阻抗匹配电路连接，所述第二天线阻抗匹配电路与所述第一单刀双掷开关的第一切换端连接，所述第一天线阻抗匹配电路与所述第一单刀双掷开关的第二切换端连接，所述第一单刀双掷开关的公共端与所述第一天线连接。

4.如权利要求3所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述WiFi通信电路还包括第二单刀双掷开关与第二天线；所述第二天线阻抗匹配电路与所述第二单刀双掷开关的公共端连接，所述第二单刀双掷开关的第一切换端与所述第一单刀双掷开关的第一切换端连接，所述第二单刀双掷开关的第二切换端与所述第二天线连接。

5.如权利要求3所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述WiFi芯片的SDIO接口与所述蓝牙芯片连接。

6.如权利要求1所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述第一天线阻抗匹配电路包括所述第三电容、第一电感、第二电感、可调电容器、可调电感器；所述第一天线的馈电点分别与所述第三电容的第一端以及所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第一端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端分别与所述可调电容器的第一端以及所述可调电感器的第一端连接，所述可调电感器的第一端与所述WiFi芯片的射频引脚连接；

所述第三电容的第二端分别与所述第一电感的第二端、所述可调电容器的第二端以及所述可调电感器的第二端连接，所述可调电感器的第二端接地。

7.如权利要求1所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述WiFi通信电路还包括收发开关电路与带通滤波电路；所述WiFi芯片的射频引脚与所述收发开关电路连接，所述收发开关电路与所述带通滤波电路连接，所述带通滤波电路与所述第一天线阻抗匹配电路连接。

8.如权利要求7所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述带通滤波电路包括第四电容与第二电阻；所述收发开关电路分别与所述第四电容的第一端、所述第二电阻的第一端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述第一天线阻抗匹配电路连接。

9.如权利要求7所述的WiFi通信电路，其特征在于，所述WiFi通信电路还包括功率放大器；所述收发开关电路与所述功率放大器连接，所述功率放大器与所述带通滤波电路连接。

10.一种物联网终端，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的WiFi通信电路。