CN110635820B

CN110635820B - 带天线功能和按键功能的电路及物联网终端

Info

Publication number: CN110635820B
Application number: CN201910931120.6A
Authority: CN
Inventors: 吴国峰; 郑国富
Original assignee: Shenzhen Agenew Intelligent Software Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Agenew Intelligent Software Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: CN110635820A

Abstract

本发明公开了一种带天线功能和按键功能的电路及物联网终端，其中，带天线功能和按键功能的电路包括功能按键、连接线路、滤波电路、按键检测电路和射频收发电路。功能按键通过连接线路与滤波电路连接，按键检测电路和射频收发电路分别与滤波电路连接。功能按键，用于在被按压触发时，产生按键信号。连接线路，用于将按键信号传递至滤波电路和接收/发射射频信号。滤波电路，对按键信号或射频信号进行分离处理。本发明将功能按键与滤波电路之间的连接线路作为天线来接收或辐射电磁波，实现连接线路的按键功能的同时，也达到了天线的效果，减少了装配空间，节省了物料成本。

Description

带天线功能和按键功能的电路及物联网终端

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种带天线功能和按键功能的电路及物联网终端。

背景技术

现如今带蓝牙、WIFI和Zigbee等无线联网的物联网终端越来越流行。各种智能家居设备、可穿戴智能硬件、智慧办公产品等物联网终端设备对尺寸、联网的稳定性、成本等都有着较高的要求。

现有的物联网终端设备的连接线路通常从柔性线路板(FPC，Flexible PrintedCircuit)引到设备机壳的内表面，通常情况下开机按键与机壳内表面之间的连接线路会占用一定的净空间，空间利用率较低。

其中，天线是无线信号传输不可忽视的重要部件，具有优质性能的天线能确保联网的可靠性，但天线会占用设备一定的空间，有时为了达到良好的性能，不得不牺牲产品的外观来安装大尺寸的天线，从而满足用户对无线联网的需求，降低了产品的工业美感。同时，优质的天线有着较高的物料成本，影响物联网终端设备的便捷性，高昂的价格也不利于物联网终端设备的普及。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种带天线功能和按键功能的电路及物联网终端，旨在减少天线空间占用率，降低物料成本。

为实现上述目的，本发明提出一种带天线功能和按键功能的电路，所述带天线功能和按键功能的电路包括功能按键、连接线路、滤波电路、按键检测电路和射频收发电路，所述功能按键通过所述连接线路与所述滤波电路连接，所述按键检测电路和所述射频收发电路分别与所述滤波电路连接；

所述功能按键，用于在被按压触发时，产生按键信号；

所述连接线路，用于将所述按键信号传递至所述滤波电路以及接收/发射射频信号；

所述滤波电路，用于在接收到按键信号时，对所述按键信号进行分离处理，在接收到射频信号时，对所述射频信号进行分离处理；

所述按键检测电路，用于检测识别滤波处理后的按键信号；

所述射频收发电路，与所述滤波电路连接，用于通过所述滤波电路从所述连接线路接收或者发送射频信号。

可选地，所述滤波电路包括第一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感；

所述第一电容的第一端、所述第二电容的第二端和所述第二电感的第一端与所述连接线路的正极相互连接，所述连接线路的正极与所述功能按键连接，所述第一电容的第二端和第一电感的第一端与所述连接线路的负极相互连接，所述连接线路的负极与所述功能按键连接，所述第一电感的第二端接地，所述第二电容的第一端与所述射频收发电路连接，所述第二电感的第二端、所述第三电容的第二端和所述第一电阻的第一端相互连接，所述第三电容的第一端接地，所述第一电阻与所述按键检测电路连接。

可选地，所述带天线功能和按键功能的电路还包括阻抗匹配电路，所述射频收发电路通过所述阻抗匹配电路与所述滤波电路连接。

可选地，所述阻抗匹配电路包括第三电感和第四电容，所述第三电感的第二端、所述第二电容的第一端和第四电容的第二端相互连接，所述第三电感的第一端接地，所述第四电容的第一端与所述射频收发电路连接。

可选地，所述功能按键为开机键。

可选地，所述连接线路为柔性线路板或者扁平的金属线。

可选地，所述射频收发电路为蓝牙通讯电路、WIFI通讯电路、Zigbee通讯电路、GPS接收电路或者2G/3G/4G/5G通讯电路。

本发明发提出了一种物联网终端，所述物联网终端包括壳体、主板及如上所述的带天线功能和按键功能的电路；所述带天线功能和按键功能的电路包括功能按键、连接线路、滤波电路、按键检测电路和射频收发电路，所述功能按键通过所述连接线路与所述滤波电路连接，所述按键检测电路和所述射频收发电路分别与所述滤波电路连接；

所述功能按键，用于在被按压触发时，产生按键信号；

所述按键检测电路，用于检测识别分离处理后的按键信号；

所述射频收发电路，与所述滤波电路连接，用于通过所述滤波电路从所述连接线路接收或者发送射频信号；

所述主板安装于所述壳体内，所述滤波电路、按键检测电路和射频收发电路均设置于所述主板上。

可选地，所述主板与所述壳体的周壁之间具有间隙，所述连接线路置于所述间隙内。

可选地，所述壳体设有容置槽，所述主板容置于所述壳体的容置槽内。

本发明通过采用连接线路来连接功能按键与滤波电路，滤波电路再与按键检测电路和射频收发电路连接。滤波电路用来滤除连接线路与按键检测电路之间的射频信号，允许功能按键在被按压触发时产生的按键信号通过并传输至按键检测电路，实现了按键功能；此外，滤波电路还可滤除连接线路与射频收发电路之间的按键信号，允许射频信号通过并传输至射频收发电路或连接线路，实现了连接线路作天线来收发信号功能。本发明将连接线路作为天线，达到了接收或辐射电磁波的效果，减少了天线空间占用率，也降低了物料成本。

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为本发明物联网终端一实施例的结构示意图；

图2为本发明带按键功能和天线功能的电路一实施例中连接线路和滤波电路原理图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	连接线路	50	主板
20	滤波电路	60	壳体
				30	按键检测电路	C<sub>1</sub>	第一电容
40	射频收发电路	C<sub>2</sub>	第二电容
				K	功能按键	C<sub>3</sub>	第三电容
L<sub>1</sub>	第一电感	C<sub>4</sub>	第四电容
				L<sub>2</sub>	第二电感	L<sub>3</sub>	第三电感
R<sub>1</sub>	第一电阻

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付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，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。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。

本发明提出一种带天线功能和按键功能的电路，可用于智能家居设备、可穿戴智能硬件、智慧办公产品等物联网终端设备。

参照图1和图2，图1为本发明物联网终端一实施例的结构示意图，图2为本发明带按键功能和天线功能的电路一实施例中连接线路和滤波电路原理图。在本发明一实施例中，该带天线功能和按键功能的电路包括功能按键K、连接线路10、滤波电路20、按键检测电路30和射频收发电路40。功能按键K通过连接线路10与滤波电路20连接，按键检测电路30和射频收发电路40分别与滤波电路20连接。

功能按键K，用于在被按压触发时，产生按键信号；

连接线路10，用于将按键信号传递至滤波电路20以及接收/发射射频信号；

滤波电路20，用于在接收到按键信号时，对按键信号进行分离处理，在接收到射频信号时，对射频信号进行分离处理；

按键检测电路30，用于检测识别滤波电路20处理分离处理后的按键信号；

射频收发电路40，与滤波电路20连接，用于通过滤波电路20从连接线路10接收或者发送射频信号。

在本实施例中，一方面，采用滤波电路20来滤除连接线路10与按键检测电路30之间的射频信号，允许功能按键K在被按压触发时产生的按键信号通过连接线路10传输至滤波电路20，滤波电路20对按键信号进行分离处理后再传输至按键检测电路30，实现了按键功能。另一方面，滤波电路20还可滤除连接线路10与射频收发电路40之间的按键信号，允许射频信号通过并传输至射频收发电路40或连接线路10，实现了连接线路10作为天线收发信号的功能。如此设置，使得连接线路10不仅具有按键功能，还兼备天线接收或辐射电磁波的功能。利用连接线路10来替代天线，既达到了天线无线传输信号的效果，也减少了天线的物料成本，提高了空间利用率。

在一实施例中，主要参考图2，为了提高空间利用率，降低天线的物料成本，本发明一实施例作出了以下改进：

在本实施例中，功能按键K为开机键。滤波电路20包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1和第二电感L2。第一电容C1的第一端、第二电容C2的第二端和第二电感L2的第一端与连接线路10的正极相互连接，连接线路10的正极与功能按键K连接，第一电容C1的第二端和第一电感L1的第一端与连接线路10的负极相互连接，连接线路10的负极与功能按键K连接，第一电感L1的第二端接地，第二电容C2的第一端与射频收发电路40连接，第二电感L2的第二端和第三电容C3的第二端与第一电阻R1的第一端相互连接，第三电容C3的第一端接地，第一电阻R1与按键检测电路30连接。

需要说明的是，开机键可以采用MOS管、IGBT等功率管来实现，开机键还可设置指纹识别模块，将指纹识别模块与实体按键开关之间直接连接，指纹识别模块与按键开关成为一个整体，在设备内体积小，从而保护用户隐私安全，提升用户体验。

值得注意的是，在本实施例中，连接线路10可采用柔性线路板或扁平的金属性。连接线路10可为其它功能键的电路或者其它需要走出PCB电路板的线路，还可为PCB电路板与FPC柔性线路板的组合，此处不做限定。在本实施例中，按键检测电路30和射频收发电路40属于本领域常规的技术，可选用小体积的芯片来实现相关功能，因此，其具体的电路结构在此不再赘述。

功能按键K正常为悬空状态，按下功能按键K之后使连接线路10负极与连接线路10正极相连通。第一电阻R1、第三电容C3、第二电感L2、第二电容C2、第一电容C1和第一电感L1组成滤波电路20，按键信号在按键检测电路30、第一电阻R1、第二电感L2、连接线路10正极、功能按键K、连接线路10负极、第一电感L1和地线之间形成按键信号回路，实现了按键功能。

在一实施例中，带天线功能和按键功能的电路还包括阻抗匹配电路，射频收发电路40通过阻抗匹配电路与滤波电路20连接。

进一步地，阻抗匹配电路包括第三电感L3和第四电容C4，第三电感L3的第二端、第四电容C4的第二端和滤波电路20的第二电容C2的第一端连接相互连接，第三电感L3的第一端接地，第四电容C4的第一端与射频收发电路40连接。阻抗匹配电路的设置，可以增强射频收发电路40与功能按键K之间射频信号的传输效率。

射频收发电路40通过第四电容C4、第三电感L3、第二电容C2、第一电容C1与连接线路10负极和连接线路10正极相通，连接线路10负极和连接线路10正极形成射频信号回路，实现了天线功能。

其中，滤波电路20中第一电阻R1、第三电容C3和第二电感L2允许按键信号通过，阻止射频信号通过；第一电感L1允许按键信号通过，阻止射频信号通过。滤波电路20中第一电容C1和第二电容C2允许射频信号通过，阻止按键信号通过。与第二电容C2连接的天线匹配电路中的第三电感L3和第四电容C4，使射频收发电路40与连接线路10正负极之间的射频信号传输更加有效。

需要说明的是，在本实施例中，射频收发电路40可为蓝牙通讯电路、WIFI通讯电路、Zigbee通讯电路、GPS接收电路或者2G/3G/4G/5G通讯电路等，此处不限。本实施例中，采用的是蓝牙通讯电路，连接线路10通过滤波电路20连接到蓝牙射频收发电路实现作为蓝牙天线的功能。

本发明还提出一种物联网终端，该物联网终端包括包括主板50、壳体60及如上所述的带天线功能和按键功能的电路。该带天线功能和按键功能的电路的具体结构参照上述实施例，由于本发明提出的物联网终端包括上述带天线功能和按键功能的电路的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与带天线功能和按键功能的电路相同的技术效果，此处不一一阐述。

参考图1和图2，壳体60设有容置槽(图中未示出)，主板50容置于壳体60的容置槽内，滤波电路20、按键检测电路30和射频收发电路40均设置于主板50上。多个电路可集成于同一主板50之上，能够最大化的节省空间，加工制造也相对简单。

进一步地，主板50与壳体60的周壁之间具有间隙，连接线路10可置于间隙内。功能按键K可设置于壳体60上并与连接线路10一端连接，连接线路10另一端与滤波电路20连接，按键检测电路30和射频收发电路40分别与滤波电路20连接。

值得注意的是，壳体60和主板50可设置为椭圆形，方便加工制造。连接线路10可采用柔性线路板，连接线路10将壳体60上的功能按键K与壳体60内主板50上的滤波电路20相连接，主板50与功能按键K之间存在一定的空间，可作为天线辐射空间，增强天线传输信号的效率。此外，柔性线路板的尺寸越大，射频谐振频率越高，可以通过调整柔性线路板上的走线使其射频谐振频率为所需的工作频率，从而使连接线路10作为天线使用时辐射性能达到较好的状态。

需要说明的是，该物联网终端可实现蓝牙、WIFI或Zigbee等无线通讯功能。当连接线路10作为天线使用时，为了使滤波电路20获得较好的滤除效果，各电子元器件参数值可选用：第一电阻R1为19KΩ，第三电容C3为10pF，第二电感L2为22nH，第二电容C2为10pF，第一电容C1为10pF，第一电感L1为22nH。当然，根据实际的电路测试情况，还可以采用不同参数的电器元件来达到较好的滤除效果，此处不做限定。

以上所述仅为本发明的可选实施例，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

1.一种带天线功能和按键功能的电路，其特征在于，所述带天线功能和按键功能的电路包括功能按键、连接线路、滤波电路、按键检测电路和射频收发电路，所述功能按键通过所述连接线路与所述滤波电路连接，所述按键检测电路和所述射频收发电路分别与所述滤波电路连接；

所述功能按键，用于在被按压触发时，产生按键信号；

所述按键检测电路，用于检测识别分离处理后的按键信号；

所述滤波电路包括第一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感；

2.如权利要求1所述的带天线功能和按键功能的电路，其特征在于，所述带天线功能和按键功能的电路还包括阻抗匹配电路，所述射频收发电路通过所述阻抗匹配电路与所述滤波电路连接。

3.如权利要求2所述的带天线功能和按键功能的电路，其特征在于，所述阻抗匹配电路包括第三电感和第四电容，所述第三电感的第二端、所述第二电容的第一端和第四电容的第二端相互连接，所述第三电感的第一端接地，所述第四电容的第一端与所述射频收发电路连接。

4.如权利要求1至3任一项所述的带天线功能和按键功能的电路，其特征在于，所述功能按键为开机键。

5.如权利要求1至3任一项所述的带天线功能和按键功能的电路，其特征在于，所述连接线路为柔性线路板或者扁平的金属线。

6.如权利要求1至3任一项所述的带天线功能和按键功能的电路，其特征在于，所述射频收发电路为蓝牙通讯电路、WIFI通讯电路、Zigbee通讯电路、GPS接收电路或者2G/3G/4G/5G通讯电路。

7.一种物联网终端，其特征在于，所述物联网终端包括壳体、主板及如权利要求1至6任一项所述的带天线功能和按键功能的电路；

8.如权利要求7所述的物联网终端，其特征在于，所述主板与所述壳体的周壁之间具有间隙，所述连接线路置于所述间隙内。

9.如权利要求7所述的物联网终端，其特征在于，所述壳体设有容置槽，所述主板容置于所述壳体的容置槽内。