CN112834831A - 一种天线状态检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线状态检测电路。该天线状态检测电路包括：供电电路模块、负载电路模块以及主控模块；其中：所述供电电路模块，用于向所述负载电路模块的第一端提供稳定电压；所述负载电路模块的第二端与待检测天线连接，所述负载电路模块的第三端与所述主控模块的ADC接口端连接；所述主控模块，用于检测所述负载电路模块的第三端电压，并依据检测到电压大小确定所述待检测天线的天线状态；其中，在所述待检测天线的天线状态发生改变的情况下，所述负载电路模块的负载分压发生改变。本发明提出的天线状态检测电路利用负载电路模块的负载分压发生改变实现对天线状态的全面性检测。

Description

一种天线状态检测电路

技术领域

本发明实施例涉及信号检测领域，尤其涉及一种天线状态检测电路。

背景技术

车载无线网络繁多，且自动驾驶的实现与无线传输功能都离不开可靠的网络无线连接。在满足无线功能设计的基础上，更需要保障设计的稳定性，而车载天线状态的检测就是一种天线连接稳定性的保障。但是目前的天线状态检测并不全面，例如在短路到电源状态检测很难实现，一旦发生电流倒灌导致外部电源通过检测电路对板内器件产生影响。因此，需要提高天线状态检测的全面性，避免因为漏检引起不可估量的后果。

发明内容

本发明提供一种天线状态检测电路，利用负载电路模块的负载分压发生改变实现对天线状态的全面性检测。

本发明实施例提供了一种天线状态检测电路，包括：供电电路模块、负载电路模块以及主控模块；其中：

所述供电电路模块，用于向所述负载电路模块的第一端提供稳定电压；

所述负载电路模块的第二端与待检测天线连接，所述负载电路模块的第三端与所述主控模块的ADC接口端连接；

所述主控模块，用于检测所述负载电路模块的第三端电压，并依据检测到电压大小确定所述待检测天线的天线状态；其中，在所述待检测天线的天线状态发生改变的情况下，所述负载电路模块的负载分压发生改变。

本发明实施例提供一种天线状态检测电路，该天线状态检测电路包括供电电路模块、负载电路模块以及主控模块；供电电路模块用于向负载电路模块的第一端提供稳定电压；负载电路模块的第二端与待检测天线连接，负载电路模块的第三端与主控模块的ADC接口端连接；主控模块用于检测负载电路模块的第三端电压，并依据检测到电压大小确定所述待检测天线的天线状态；在待检测天线的天线状态发生改变的情况下，所述负载电路模块的负载分压发生改变，进而利用负载电路模块的负载分压发生改变实现对天线状态的全面性检测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的天线状态检测电路结构框图；

图2是本发明实施例提供的另一种天线状态检测电路结构框图；

图3A是本发明实施例提供的天线正常状态负载电路等效示意图；

图3B是本发明实施例提供的天线短接到地负载电路等效示意图；

图3C是本发明实施例提供的天线开路状态负载电路等效示意图；

图3D是本发明实施例提供的天线短路到电源负载电路等效示意图；

图4是本发明实施例提供的天线状态检测电路原理图；

图5是本发明实施例提供的又一种天线状态检测电路结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的天线状态检测电路结构框图，该天线状态检测电路包括：

供电电路模块10，用于向所述负载电路模块的第一端提供稳定电压；

负载电路模块20的第二端与待检测天线40连接，所述负载电路模块的第三端与所述主控模块的ADC接口端连接；

主控模块30，用于检测所述负载电路模块的第三端电压，并依据检测到电压大小确定所述待检测天线的天线状态；其中，在所述待检测天线的天线状态发生改变的情况下，所述负载电路模块的负载分压发生改变。

本发明实施例提供的技术方案，供电电路模块通过向所述负载电路模块的第一端提供稳定电压；负载电路模块通过第二端与待测天线连接，负载电路模块的第三端与主控模块的ADC接口端连接；主控模块通过检测负载电路模块的第三端电压，依据检测到电压的大小来确定所述待检测天线的天线状态，在待检测天线的天线状态发生改变的情况下，负载电路的负载分压发生改变，利用负载电路模块的负载分压发生改变实现对天线状态的全面性检测。

如图2所示，所述负载电路包括第一负载电路21和第二负载电路22，负载电路的第一端位于第一负载电路21的第一端与第二负载电路22的第一端的电连接处，第一负载电路21的第二端与待检测天线40连接，第二负载电路的第二端与主控模块的ADC接口端电连接，第一负载电路与第二负载电路用于对供电电路模块提供的稳定电压进行分压。

具体的，所述待检测天线处于不同的天线状态时，所述第一负载电路与所述待检测天线的连接方式不同。

如图3A所示，在待检测天线的天线状态为正常状态时，所述第一负载电路的第二端与待检测天线内置的天线集成电阻进行电连接。R1可以是天线内部集成的电阻，一般在8～13kΩ，取特值10kΩ，供电电路模块的输入电压为3.3V。

R1的第二端接地，R4的第二端就是第一负载电路的第二端连接待检测天线内置的天线集成电阻R1的第一端。示例性的，当天线处于正常连接状态，并且第一负载电路中的R4取4.7kΩ，第二负载电路中的R5取20kΩ，R6取33kΩ时，第二负载电路的第二端输出到主控模块ADC接口的电压值为750mV。当负载电路的负载取上述特定值时，主控模块的ADC接口检测到750mV左右的输出电压值，就可以判断天线当前处于正常连接状态。

如图3B所示，在待检测天线的天线状态为短路到地时，第一负载电路的第二端通过待检测天线内置的天线集成电阻进行连接，且第一负载电路的第二端与地进行直接连接，也就是R4的第二端与地直接连接。示例性的，当天线处于短接到地的状态，并且第一负载电路中的R4取4.7kΩ，第二负载电路中的R5取20kΩ，R6取33kΩ时，第二负载电路的第二端输出到主控模块ADC接口的电压值为365mV。当负载电路的负载取上述特定值时，主控模块的ADC接口检测到365mV左右的输出电压值，就可以判断天线当前处于短接到地的状态。

如图3C所示，在待检测天线的天线状态为开路状态时，第一负载电路中R4的第二端与所述待检测天线内置的天线集成电阻R1的第一端进行连接。示例性的，当天线处于开路状态时，并且第一负载电路中的R4取4.7kΩ，第二负载电路中的R5取20kΩ，R6取33kΩ时，第二负载电路的第二端输出到主控模块ADC接口的电压值为1492mV。当负载电路的负载取上述特定值时，主控模块的ADC接口检测到1492mV左右的输出电压值，就可以判断当前天线处于开路状态。

如图3D所示，在待检测天线的天线状态为短路到电源的状态时，第一负载电路中R4的第二端与所述待检测天线内置的天线集成电阻R1进行连接，并且R4的第二端与12V电源进行直接连接。示例性的，当天线处于短路到电源的状态时，并且第一负载电路中的R4取4.7kΩ，第二负载电路中的R5取20kΩ，R6取33kΩ时，第二负载电路的第二端输出到主控模块ADC接口的电压值为6009mV。当负载电路的负载取上述特定值时，主控模块的ADC接口检测到6009mV左右的输出电压值，就可以判断当前天线处于短路到电源的状态。

采用上述技术方案，能够通过设计在不同天线状态下分压情况不同的负载电路，以及设计天线正常状态、短路到地状态、开路状态以及短路到电源状态的等效电路，依据等效电路在模拟四种状态下在ADC接口输出的电压值，根据实际天线状态检测的电压值比较等效电路输出的电压值，就能够完成四种状态下的天线状态检测，达到天线状态检测的全面性。

其中，负载电路模块中的负载阻值可以根据主控模块ADC接口的可检测输出电压的范围来进行设计调整，以满足多种主控模块、多种场景下的天线状态检测需求。

如图4所示，所述第一负载电路410包括第三电感L3、第二电容C2、第四电阻R4和第二瞬态二极管TVS2：

其中，第二瞬态二极管TVS2的第一端与第四电阻R4的第一端电连接，第二瞬态二极管的第二端接地，用于负载电路的静电保护。第二电容C2的第一端与第四电阻R4的第二端电连接，第二电容C2的第二端接地，所述第三电感L3的第一端与第二电容C2的第一端电连接，第三电感L3的第二端与待检测天线电连接。其中，第三电感L3和第二电容C2用于隔离射频信号并滤除射频信号；第四电阻R4用于负载电路模块的分压作用。

如图4所示，所述第二负载电路420包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三电容C3：

其中，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第一端电连接，第六电阻R6的第一端与第三电容C3的第一端电连接，所述第六电阻R6的第二端和所述第三电容C3的第二端接地，第三电容C3的第一端与主控模块的ADC接口电连接。其中，第五电阻R5和第六电阻R6用于负载电路的分压作用；第三电容C3用于与主控模块接口的端口保护作用以及滤波作用。

如图4所示，所述供电电路模块430包括NPN三极管开关电路Q1，外接电源VCC_EXT，所述NPN三极管开关电路与所述主控模块的GPIO口端连接：

其中，NPN三极管开关电路Q1用于当所述主控模块的GPIO口输出高电平时，NPN三极管开关关断，所述供电电路模块不会给负载电路模块提供电源，此时不执行天线状态检测；当所述主控模块的GPIO口输出低电平时，三极管开关导通，所述供电电路模块通过NPN三极管开关电路Q1的发射极给负载电路提供电源，此时执行天线状态检测。

主控模块U1，用于通过向GPIO接口端输出高低电平，控制所述NPN三极管开关电路Q1的导通与关断，以在导通时使所述供电电路模块向负载电路模块的第一端提供稳定电压。

采用上述技术方案，能够通过主控模块的GPIO口输出高低电平控制NPN三极管开关电路的开关关断或开启，可以根据检测的情况和需求进行控制检测电路的开关状态，实现检测的可控性。

具体的，如图4所示，所述NPN三极管开关电路包括NPN三极管开关和第五电容C5：

其中，第五电容C5的第一端与NPN三极管的集电极电连接，所述第五电容C5的第一端与NPN三极管的集电极电连接，所述第五电容的第二端接地，用于端口保护作用；所述NPN三极管的发射极与稳压电路模块的第一端电连接，用于当NPN三级管开关开启时通过发射极为稳压电路模块提供电源。

具体的，天线状态检测电路还包括稳压电路模块，所述稳压电路模块的第一端与所述供电电路模块的第二端电连接，所述稳压电路的第二端与所述负载电路的第一端连接。

如图4所示，稳压电路模块440包括稳压二极管ZD1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电容C4：

其中，所述稳压二极管ZD1的第一端与NPN三极管开关电路中NPN三极管的发射极连接，在NPN三极管导通的情况下，稳压二极管ZD1的输入电压ANT_DET_POW与VCC_EXT的输入电压相同，所述稳压二极管ZD1的第二端与所述第二电阻、第三电阻的第一端电连接，所述第二电阻R2的第二端接地，第三电阻R3的第二端与负载电路的第一端电连接。稳压二极管ZD1用于所述天线状态为短路到电源时，防止电流倒灌。第四电容C4和稳压二极管ZD1的第一端电连接，第四电容C4的第二端接地，用于端口保护；第二电阻R2和第三电阻R3用于参与天线状态检测的分压作用。

如图5所示，天线状态检测电路还可包括射频电路模块50，所述射频电路模块50与主控模块30的天线接口端ANT接口连接，用于将待检测天线40发出的天线射频信号传递到主控模块30。

其中，在日常天线使用中，不会只通过检测电路去单独只检测天线的状态，还需要天线的射频信号来对天线进行使用，因此经常会有射频电路模块将天线的射频信号通过主控模块的ANT接口传递到主控模块里，供主控模块使用。

如图4所示，所述射频电路模块450包括第一电感L1、第一电容C1和第二电感L2：

所述第一电感L1的第一端与所述第一电容C1的第一端电连接，所述第一电容C1的第二端与所述第二电感L2的第一端电连接，所述第一电感L1和第二电感L2的第二端接地。所述第一电感L1、第一电容C1以及第二电感L2用于对射频信号进行滤波；所述第一电容C1还用于隔断状态检测电路发出的检测信号，防止检测信号进入所述主控模块的天线接口。

如图4所示，天线状态检测电路还包括第一瞬态二极管TVS1，第一瞬态二极管TVS1用于对整个天线状态检测电路实现静电保护。

本实施例的技术方案，通过利用负载电路模块的负载分压发生改变实现对天线状态的全面性检测，还通过主控模块的GPIO接口输出高低电平来控制NPN三极管开关电路的开启和关断，实现了天线状态检测的可控性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种天线状态检测电路，其特征在于，包括：供电电路模块、负载电路模块以及主控模块；其中：

所述供电电路模块，用于向所述负载电路模块的第一端提供稳定电压；

所述负载电路模块的第二端与待检测天线连接，所述负载电路模块的第三端与所述主控模块的ADC接口端连接；

所述主控模块，用于检测所述负载电路模块的第三端电压，并依据检测到电压大小确定所述待检测天线的天线状态；其中，在所述待检测天线的天线状态发生改变的情况下，所述负载电路模块的负载分压发生改变。

2.根据权利要求1所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述负载电路模块包括第一负载电路与第二负载电路；

所述负载电路模块的第一端位于所述第一负载电路的第一端与所述第二负载电路的第一端的电连接处；

所述第一负载电路的第二端与待检测天线连接，所述第二负载电路的第二端与所述主控模块的ADC接口端电连接；所述第一负载电路与第二负载电路用于对所述供电电路模块提供的稳定电压进行分压。

3.根据权利要求2所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述待检测天线处于不同的天线状态时，所述第一负载电路与所述待检测天线的连接方式不同。

4.根据权利要求3所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述待检测天线内置的天线集成电阻与地进行连接；

在所述待检测天线的天线状态为正常状态时，所述第一负载电路的第二端与所述待检测天线内置的天线集成电阻进行电连接；或者，

在所述待检测天线的天线状态为短路到地时，所述第一负载电路的第二端通过所述待检测天线内置的天线集成电阻进行连接，且所述第一负载电路的第二端与地进行直接连接；或者，

在所述待检测天线的天线状态为开路状态时，所述第一负载电路的第二端与所述待检测天线内置的天线集成电阻进行连接；或者，

在所述待检测天线的天线状态为短路到电源时，所述第一负载电路的第二端与所述待检测天线内置的天线集成电阻进行连接，且所述第一负载电路的第二端与12V电源进行直接连接。

5.根据权利要求2所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述第一负载电路包括第三电感、第二电容、第四电阻和第二瞬态二极管；

所述第二瞬态二极管的第一端与第四电阻的第一端电连接，所述第二瞬态二极管的第二端接地，所述第二电容的第一端与第四电阻的第二端电连接，所述第二电容的第二端接地，所述第三电感第一端与第二电容第一端电连接，所述第三电感的第二端与待检测天线电连接。

6.根据权利要求2所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述第二负载电路包括第五电阻、第六电阻和第三电容：

所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端电连接，所述第六电阻的第一端与第三电容的第一端电连接，所述第六电阻的第二端和所述第三电容的第二端接地，所述第三电容的第一端与所述主控模块的ADC接口电连接。

7.根据权利要求1所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述供电电路中包括NPN三极管开关电路，所述NPN三极管开关电路与所述主控模块的GPIO接口端连接；

所述主控模块，用于通过向GPIO接口端输出高低电平，控制所述NPN三极管开关电路的导通与关断，以在导通时使所述供电电路模块向负载电路模块的第一端提供稳定电压。

8.根据权利要求7所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述NPN三极管开关电路包括NPN三极管开关和第五电容：

所述第五电容的第一端与NPN三极管的集电极电连接，所述第五电容的第二端接地，用于端口保护；

所述NPN三极管的发射极与稳压电路模块的第一端电连接，用于当NPN三极管开关开启时通过发射极为稳压电路模块提供电源。

9.根据权利要求1所述的天线状态检测电路，其特征在于，还包括稳压电路模块，所述稳压电路模块的第一端与所述供电电路模块的第二端电连接，所述稳压电路的第二端与所述负载电路的第一端连接。

10.根据权利要求9所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述稳压电路模块包括稳压二极管、第二电阻、第三电阻和第四电容：

所述稳压二极管的第一端与NPN三极管开关电路电连接，所述稳压二极管的第二端与所述第二电阻、第三电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与负载电路的第一端电连接。

11.根据权利要求1所述的天线状态检测电路，其特征在于，还包括射频电路模块：

所述射频电路模块与所述主控模块的天线接口端电连接，用于将待检测天线发出的天线射频信号传递到主控模块。

12.根据权利要求11所述的天线状态检测电路，其特征在于，所述射频电路模块包括第一电感、第一电容和第二电感：

所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二电感的第一端电连接，所述第一电感和第二电感的第二端接地，所述第一电感、第一电容以及第二电感用于对射频信号进行滤波；

所述第一电容还用于隔断供电电路模块发出的检测信号，防止所述检测信号进入所述主控模块的天线接口。

13.根据权利要求1所述的天线状态检测电路，其特征在于，还包括：第一瞬态二极管；所述第一瞬态二极管，用于对整个天线状态检测电路实现静电保护。

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