CN112398500B - 无线收发器和led显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种无线收发器，包括：柔性线缆，用于传输数据信号和电源信号且具有第一端和相对于所述第一端的第二端，其中所述第一端设有USB接口；以及主体部，包括：电路板以及设在所述电路板上的无线发送芯片和无线接收芯片；其中，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片在所述电路板长度方向上间隔设置、并通过所述电路板电连接所述柔性线缆的所述第二端，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片的工作频率位于毫米波频段。所述无线收发器适用于装设在LED显示屏的显示箱体中，以实现显示箱体之间图像数据信号的无线传递。

Description

无线收发器和LED显示屏

技术领域

本发明涉及数据传输及显示技术领域，尤其涉及一种无线收发器以及一种LED显示屏。

背景技术

LED显示屏控制系统行业，显示箱体之间基本上都使用网线等有线方式做信号传输。随着LED显示屏技术的不断发展，LED显示屏像素间距越来越小，屏体面积越来越大，其意味着LED显示屏所使用的显示箱体的数量越来越多，那么连接的线材数量也会大量的增加。网口水晶头易损坏，而且需要大量的网线连接对于工作人员后续的调试与维护也会造成极大的困扰，这些一直以来都是LED显示屏控制系统行业的痛点问题，亟待解决。

发明内容

为克服相关技术中存在的缺陷和不足，本发明的实施例提供一种无线收发器以及一种LED显示屏。

一方面，本发明实施例提出的一种无线收发器，包括：柔性线缆，用于传输数据信号和电源信号且具有第一端和相对于所述第一端的第二端，其中所述第一端设有USB接口；以及主体部，包括：电路板以及设在所述电路板上的无线发送芯片和无线接收芯片；其中，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片在所述电路板长度方向上间隔设置、并通过所述电路板电连接所述柔性线缆的所述第二端，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片的工作频率位于毫米波频段。

本实施例无线收发器，其将数据发送和数据接收分别交由无线发送芯片和无线接收芯片来完成，且这些芯片工作在毫米波频段进行数据发送或接收，因此可以有效确保数据无线传输的稳定性和可靠性。再者，将柔性线缆和主体部整合为一体化结构，通过柔性线缆来获取电源信号供给主体部，在LED显示屏应用场合方便连接显示箱体的模组控制器，实现与模组控制器之间的高速信号传递。

在本发明的一个实施例中，所述无线发送芯片的几何中心和所述无线接收芯片的几何中心在所述电路板长度方向上的距离大于10毫米。

在本发明的一个实施例中，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片的所述工作频率位于频率范围57GHZ～67GHZ或71GHZ～87GHZ。

在本发明的一个实施例中，所述主体部还包括：第一环形吸波材料元件和第二环形吸波材料元件；所述第一环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线发送芯片设置；所述第二环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线接收芯片设置。

在本发明的一个实施例中，所述无线发送芯片在所述第一环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置，以及所述无线接收芯片在所述第二环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置。

在本发明的一个实施例中，所述主体部还包括直流转直流电路和焊盘组；所述直流转直流电路电连接所述焊盘组、所述无线发送芯片和所述无线接收芯片；所述无线发送芯片和所述无线接收芯片分别通过差分信号线对电连接所述焊盘组；以及所述柔性线缆的所述第二端电连接所述焊盘组。

在本发明的一个实施例中，所述直流转直流电路和所述焊盘组位于所述电路板的第一侧，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述电路板的与所述第一侧相对的第二侧。

在本发明的一个实施例中，所述主体部还包括壳体和填充材料，所述电路板、所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述壳体内，所述填充材料充填于所述壳体内以环绕所述电路板并位于所述无线发送芯片与所述无线接收芯片之间；以及所述填充材料的柔性大于所述壳体的柔性。

在本发明的一个实施例中，所述USB接口为USB3.0接口，所述壳体的材料为聚氯乙烯，所述填充材料为聚乙烯。

另一方面，本发明实施例提出的一种LED显示屏，包括：拼接在一起的多个显示箱体，每个所述显示箱体包括箱体主体、LED显示模组、模组控制器和至少一个前述任意一种无线收发器，所述LED显示模组、所述模组控制器和所述无线收发器设置在所述箱体主体上，所述模组控制器电连接所述LED显示模组且用于驱动控制所述LED显示模组进行图像显示，以及所述无线收发器插接至所述模组控制器的USB接口；其中，相邻两个所述显示箱体包括第一显示箱体和第二显示箱体，所述第一显示箱体的所述无线收发器用于以有线方式接收所述第一显示箱体的所述模组控制器的所述USB接口输出的图像数据信号、并将接收的图像数据信号经由所述无线发送芯片以无线方式发送至所述第二显示箱体的所述无线收发器的所述无线接收芯片。

本实施例的LED显示屏利用无线收发器进行显示箱体之间的图像数据信号传输，其可以实现显示箱体与显示箱体之间的无线连接，显示箱体间不使用线缆例如网线即可连接进行通信，并以极快速率发送或接收数据，提供了更高的LED显示屏连接便捷性，并显著降低了安装、拆卸、维修显示箱体的时间成本与人工成本。

在本发明的一个实施例中，所述第一显示箱体的所述无线收发器的所述无线发送芯片和所述第二显示箱体的所述无线收发器的所述无线接收芯片之间的距离不大于30毫米。

在本发明的一个实施例中，所述模组控制器设置有两个USB接口以分别用于插接两个所述无线收发器，所述模组控制器还设置有两个以太网接口，以及同一个模组控制器的所述两个USB接口和所述两个以太网接口电连接至所述模组控制器的同一个可编程逻辑器件。

综上所述，本发明实施例上述技术方案可以具有如下一个或多个有益效果：本发明实施例的无线收发器，其将数据发送和数据接收分别交由无线发送芯片和无线接收芯片来完成，可以有效确保数据无线传输的稳定性和可靠性。再者，将柔性线缆和主体部整合为一体化结构，通过柔性线缆来获取电源信号供给主体部，在LED显示屏应用场合方便连接显示箱体的模组控制器，实现与模组控制器之间的高速信号传递。此外，通过将焊盘组与无线发送芯片及无线接收芯片布置在电路板的不同侧且使无线发送芯片及无线接收芯片在电路板的长度方向上间隔设置，这种对电路板上的电路元件的严谨布局，使得整个无线收发器的尺寸较小，便于镶嵌在LED显示屏的显示箱体的侧面位置。另外，本发明实施例的LED显示屏利用无线收发器进行显示箱体之间的图像数据信号传输，其可以实现显示箱体与显示箱体之间的无线连接，显示箱体间不使用线缆例如网线即可连接进行通信，并以极快速率发送或接收数据，提供了更高的LED显示屏连接便捷性，并显著降低了安装、拆卸、维修显示箱体的时间成本与人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无线收发器的立体结构示意图。

图2和图3为图1所示主体部中的电路板正面和背面元件布局示意图。

图4为图1所示主体部的剖面结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种LED显示屏的结构示意图。

图6示意出图5中的显示箱体的箱体主体、LED显示模组和模组控制器。

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。

参见图1，本发明实施例提供的一种无线收发器10，包括：柔性线缆11、USB接口13和主体部15。其中，柔性线缆11用于传输数据信号和电源信号，其具有第一端111和相对于第一端111的第二端113，且第一端111设有USB接口13；此处的USB接口13例如是microUSB3.0接口或者其他类型的USB3.0接口。主体部15与柔性线缆11的第二端113电性连接。

结合图1、图2和图3可知，主体部15包括：电路板151以及设在电路板151上的无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx；无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx间隔设置并通过电路板151电连接柔性线缆11的第二端113。无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx的工作频率位于毫米波频段。

具体地，无线发送芯片Tx例如用于工作在毫米波频段将经由柔性线缆11输入的数据转换成电磁信号形式以无线方式输出，以及无线接收芯片Rx例如用于工作在毫米波频段以无线方式(比如电磁信号形式)接入数据并转换成电信号形式传送至柔性线缆11以有线方式输出。此处的毫米波频段典型地是指频率范围为30GHz～300GHz，相应波长为1毫米～10毫米。本实施例这种工作在毫米波频段的无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx非常适合于LED显示屏中显示箱体的应用场合，因为LED显示屏典型地由多个显示箱体拼接而成，当将无线收发器10装设在各个显示箱体之后，首要考虑的问题是如何避免同一个LED显示屏中不需要进行数据收发的两个无线收发器10之间的无线信号串扰，而本实施例无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx工作在毫米波频段，相较于现有技术中的WiFi模块、蓝牙模块而言可以大大降低无线信号串扰可能。再者，基于目前无线芯片的性能和频段的易获得性，本实施例优选为无线发送芯片Tx工作的毫米波频段为57GHZ-67GHZ、或71GHZ-87GHZ，例如无线发送芯片Tx工作在60GHZ或80GHZ；类似地，无线接收芯Rx工作的毫米波频段为57GHZ-67GHZ、或71GHZ-87GHZ，例如无线接收芯片Rx工作在60GHZ或80GHZ。此外，值得一提的是，本实施例将数据无线发送和数据无线接收工作分别由两个独立芯片来执行，其可以有效确保数据接收和发送的稳定性及可靠性。

承上述，再参见图2和图3，电路板151具有相对的第一侧151a和第二侧151b，电路板151的第一侧151a设置有直流转直流电路154和焊盘组155，直流转直流电路154电连接焊盘组155的电源信号引脚(例如电源电压引脚及接地引脚)以获取输入直流电压比如5V；本实施例的直流转直流电路154例如采用电源管理芯片(PMIC)，用于电连接无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx，以向无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx提供所需工作电压。再者，柔性线缆11的第二端113具体为电连接焊盘组155以实现与主体部15之间的电连接。

电路板151的第二侧151b设置有无线发送芯片Tx、无线接收芯片Rx以及环形吸波材料元件152、153。无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx在电路板151的长度方向上(图3的纵向方向上)间隔排列，并且通过试验得知，无线发送芯片Tx的几何中心和无线接收芯片Rx的几何中心之间的距离L1取大于10毫米为宜，比如15毫米，以便于尽可能降低无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx之间的串扰，保证无线的良好通信。再者，无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx分别通过差分信号线对电连接焊盘组155，例如无线发送芯片Tx通过两根差分信号线连接焊盘组155中的一对差分信号引脚，且无线接收芯片Rx通过两根差分信号线连接焊盘组155中的另一对差分信号引脚；这种利用差分信号线对来实现与无线发送芯片Tx及无线接收芯片Rx的连接可以有效提升数据传输的速率和稳定性。此外，环形吸波材料元件152、153的设置可以进一步减少无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx之间信号串扰，增强芯片的无线通信能力。环形吸波材料元件152固定在电路板151上且环绕无线接收芯片Rx设置，并且优选地为防止影响无线接收芯片Rx内置天线的天线信号，将无线接收芯片Rx在环形吸波材料元件152的中心孔内偏心设置，也即无线接收芯片Rx不居中设置，例如图3所示在靠近芯片天线的一侧留出距离D1；当然，在芯片的其他侧也可以相对于环形吸波材料元件152留出一定距离。本实施例的环形吸波材料元件152例如采用Lidar JCS-9型吸波材料。类似地，环形吸波材料元件153固定在电路板151上且环绕无线发送芯片Tx设置，并且优选地为防止影响无线发送芯片Tx内置天线的天线信号，将无线发送芯片Tx在环形吸波材料元件153的中心孔内偏心设置，也即无线发送芯片Tx不居中设置，例如图3所示在靠近芯片天线的一侧留出距离D2；当然，在芯片的其他侧也可以相对于环形吸波材料元件153留出一定距离。本实施例的环形吸波材料元件153例如采用Lidar JCS-9型吸波材料。作为非限制性举例，本实施例的无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx可以采用市售的KQG104-B3系列芯片，当然也可以采用其他适合工作在毫米波频段的无线发送及接收芯片。

参见图4，本实施例的主体部15例如还包括：壳体156和填充材料157。电路板151、无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx位于壳体156内，填充材料157充填于壳体156内以环绕电路板151并位于无线发送芯片Tx与无线接收芯片Rx之间。作为一种优选方案，填充材料157的柔性大于壳体156的柔性。举例来说，壳体156的材料选为聚氯乙烯，填充材料157选为聚乙烯；当然也可以选用其他合适的绝缘材料。本实施例中，填充材料157的设置，可以维持无线发送芯片Tx和无线接收芯片Rx到壳体156的外表面的距离，从而确保数据传输的稳定性和可靠性。

综上所述，本发明前述实施例的无线收发器10，其将数据发送和数据接收分别交由无线发送芯片和无线接收芯片来完成，可以有效确保数据无线传输的稳定性和可靠性。再者，将柔性线缆11和主体部15整合为一体化结构，通过柔性线缆11来获取电源信号供给主体部15，在LED显示屏应用场合方便连接显示箱体的模组控制器，实现与模组控制器之间的高速信号传递。此外，通过将焊盘组155与无线发送芯片Tx及无线接收芯片Rx布置在电路板151的不同侧且使无线发送芯片Tx及无线接收芯片Rx在电路板151的长度方向上间隔设置，这种对电路板上的电路元件的严谨布局，使得整个无线收发器的尺寸较小，便于镶嵌在LED显示屏的显示箱体的侧面位置。

参见图5，本发明实施例提供的一种LED显示屏100，其包括拼接在一起的多个显示箱体。图5中仅示出两个显示箱体，且为了后续方便描述，将这两个相邻显示箱体分别标号为120和140。

结合图5和图6可知，显示箱体120包括：箱体主体121、LED显示模组123、模组控制器125以及无线收发器127a、127b。箱体主体121例如为矩形镂空结构，其具有围成容置空间的的四个侧面，且相对的两个侧面设有用于安置无线收发器127a、127b的安装区域1210，而无线收发器127a、127b可以通过螺钉锁固在各个安装区域1210并通过线缆例如网线连接至模组控制器125。LED显示模组123例如安装固定在箱体主体121的正面(或称显示表面)，其例如通过排线穿过箱体主体121与装设于箱体主体121的所述容置空间内的模组控制器125形成电连接。LED显示模组123例如包括多个LED灯板，且单个LED灯板上设有多个LED显示像素，比如RGB全彩LED像素。此处的模组控制器125用于驱动控制LED显示模组123进行图像显示，其设置有USB接口1250例如micro USB3.0接口或其他类型USB3.0接口。在图5所示实施例中，模组控制器125设置有两个USB接口1250，可编程逻辑器件甚至两个以太网接口1252比如RJ45接口；这两个USB接口1250可以分别插接两个无线收发器127a、127b；可编程逻辑器件例如配置有两路SerDes接口以分别连接两个USB接口1250，从而可以向每个USB接口1250提供5Gbps甚至更高传输带宽的数据通信。至于两个以太网接口1252，其与两个USB接口1250电连接至同一个可编程逻辑器件；且这两个以太网接口1252的设置有利于兼容显示箱体之间的有线连接。至于显示箱体140，其包括箱体主体、LED显示模组、模组控制器145以及无线收发器147a、147b；由于显示箱体140的各个构成部分可以与显示箱体120相同，为简化说明，在此不再赘述。

承上述，本实施例的无线收发器127a、127b、147a及147b均可以采用前述实施例的无线收发器10。相应地，显示箱体120的无线收发器127b用于以有线方式接收显示箱体120的模组控制器125的USB接口1250输出的图像数据信号(例如包含RGB数据等)、并将接收的图像数据信号经由无线收发器的127b的无线发送芯片Tx转换为电磁信号形式以无线方式发送至显示箱体140的无线收发器147a的无线接收芯片Rx，之后无线收发器147a的无线接收芯片Rx将接收到的图像数据信号(电磁信号形式)转换成电信号例如差分信号提供给显示箱体140的模组控制器145来驱动控制显示箱体140的LED显示模组进行图像显示。

再者，经发明人试验验证得知，显示箱体120的无线收发器127b的无线发送芯片Tx和显示箱体140的无线收发器147a的无线接收芯片Rx之间的距离不大于30毫米时信号传输可靠度最高，未发现明显的丢码现象；而当该距离增大至35毫米时，存在一定的丢码可能性。

另外，需要说明的是，单个显示箱体装设无线收发器的数量可以根据实际应用情形来决定，例如在LED显示屏只有两个显示箱体时，则可以每个显示箱体只装设一个无线收发器；又或者在LED显示屏有两个以上显示箱体时，级联的多个显示箱体的最末一级显示箱体可以只装设一个无线收发器；又或者在模组控制器设有以太网接口的情形下，级联的多个显示箱体的最末一级显示箱体和第一级显示箱体分别只装设一个无线收发器。

综上所述，本发明实施例的LED显示屏利用无线收发器进行显示箱体之间的图像数据信号传输，其可以实现显示箱体与显示箱体之间的无线连接，显示箱体间不使用线缆例如网线即可连接进行通信，并以极快速率发送或接收数据，提供了更高的LED显示屏连接便捷性，并显著降低了安装、拆卸、维修显示箱体的时间成本与人工成本。本实施例的LED显示屏适用于LED电视、租赁、高端固装等领域。

此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种无线收发器，其特征在于，包括：

柔性线缆，用于传输数据信号和电源信号且具有第一端和相对于所述第一端的第二端，其中所述第一端设有USB接口；以及

主体部，包括：电路板以及设在所述电路板上的无线发送芯片和无线接收芯片；

其中，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片在所述电路板长度方向上间隔设置、并通过所述电路板电连接所述柔性线缆的所述第二端，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片的工作频率位于毫米波频段；

其中，所述主体部还包括有焊盘组，所述无线发送芯片通过两根差分信号线连接所述焊盘组中的一对差分信号引脚，所述无线接收芯片通过两根差分信号线连接所述焊盘组中的另一对差分信号引脚；

其中，所述主体部还包括直流转直流电路，所述直流转直流电路采用电源管理芯片，且所述直流转直流电路电连接所述无线发送芯片和所述无线接收芯片；

其中，可编程逻辑器件上设置有SerDes接口，所述无线收发器通过所述USB接口和所述SerDes接口与所述可编程逻辑器件连接。

2.如权利要求1所述的无线收发器，其特征在于，所述无线发送芯片的几何中心和所述无线接收芯片的几何中心在所述电路板长度方向上的距离大于10毫米。

3.如权利要求1所述的无线收发器，其特征在于，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片的所述工作频率位于频率范围57GHZ～67GHZ或71GHZ～87GHZ。

4.如权利要求1所述的无线收发器，其特征在于，所述主体部还包括：第一环形吸波材料元件和第二环形吸波材料元件；所述第一环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线发送芯片设置；所述第二环形吸波材料元件固定在所述电路板上且环绕所述无线接收芯片设置。

5.如权利要求4所述的无线收发器，其特征在于，所述无线发送芯片在所述第一环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置，以及所述无线接收芯片在所述第二环形吸波材料元件的中心孔内偏心设置。

6.如权利要求1所述的无线收发器，其特征在于，所述直流转直流电路电连接所述焊盘组；以及所述柔性线缆的所述第二端电连接所述焊盘组。

7.如权利要求6所述的无线收发器，其特征在于，所述直流转直流电路和所述焊盘组位于所述电路板的第一侧，所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述电路板的与所述第一侧相对的第二侧。

8.如权利要求1所述的无线收发器，其特征在于，所述主体部还包括壳体和填充材料，所述电路板、所述无线发送芯片和所述无线接收芯片位于所述壳体内，所述填充材料充填于所述壳体内以环绕所述电路板并位于所述无线发送芯片与所述无线接收芯片之间；以及所述填充材料的柔性大于所述壳体的柔性。

9.如权利要求8所述的无线收发器，其特征在于，所述USB接口为USB3.0接口，所述壳体的材料为聚氯乙烯，所述填充材料为聚乙烯。

10.一种LED显示屏，其特征在于，包括：拼接在一起的多个显示箱体，每个所述显示箱体包括箱体主体、LED显示模组、模组控制器和至少一个如权利要求1至9任意一项所述的无线收发器，所述LED显示模组、所述模组控制器和所述无线收发器设置在所述箱体主体上，所述模组控制器电连接所述LED显示模组且用于驱动控制所述LED显示模组进行图像显示，以及所述无线收发器插接至所述模组控制器的USB接口；

其中，相邻两个所述显示箱体包括第一显示箱体和第二显示箱体，所述第一显示箱体的所述无线收发器用于以有线方式接收所述第一显示箱体的所述模组控制器的所述USB接口输出的图像数据信号、并将接收的图像数据信号经由所述无线发送芯片以无线方式发送至所述第二显示箱体的所述无线收发器的所述无线接收芯片。

11.如权利要求10所述的LED显示屏，其特征在于，所述第一显示箱体的所述无线收发器的所述无线发送芯片和所述第二显示箱体的所述无线收发器的所述无线接收芯片之间的距离不大于30毫米。

12.如权利要求10所述的LED显示屏，其特征在于，所述模组控制器设置有两个USB接口以分别用于插接两个所述无线收发器，所述模组控制器还设置有两个以太网接口，以及同一个模组控制器的所述两个USB接口和所述两个以太网接口电连接至所述模组控制器的同一个可编程逻辑器件。

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