CN1921331B - 无线发送和接收数据的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于无线通信的系统(100)。该系统(100)包括用于发送和接收感应耦合信号的感应天线电路(110)，连接到感应天线电路(110)并在发送模式期间驱动感应天线电路的驱动装置(102，104)，还包括连接到感应天线电路(110)并在接收模式期间检测和差分放大接收的信号的放大器装置(112)。
Description
技术领域
本发明涉及用于例如在远程控制器和助听器之间无线通信的系统，助听器如耳背式(BTE)、耳内式(ITE)、耳道式(ITC)、深耳道式(CIC)或植入式助听器。
背景技术
助听器中的发送/接收转换装置，如在申请号为US 2005/111682的美国专利申请中公开的，用于提供助听器中无线通信的发送和接收模式之间的转换。该美国专利申请中描述了其中具有用作天线的感应线圈的系统，该感应线圈在降低发送模式电感负载的等效串联谐振电路和提高接收模式电感负载的等效并联谐振电路之间切换。该系统进一步利用发送/接收开关在用于放大接收模式期间所接收数据的低噪声放大器(LNA)的发送模式期间建立电压保护。
此外，第2005/0110700号美国专利公开了包括发送/接收天线、驱动器、差分放大器和在两个阻抗之间切换差分放大器阻抗的开关的磁场通信系统。
尽管上述发送-接收转换装置已经在助听器技术领域内实现了进步，但是仍然需要提供接收模式期间噪声抑制的改进、电压保护元件的改进，以及提供在发送和接收模式之间切换无需改变天线匹配的装置。
发明内容
本发明的目的之一是提供具有改进的噪声抑制的无线通信系统。
本发明的另一目的是提供包含在助听器和远程控制器之间及在一套助听器的两耳之间进行无线通信的系统的助听器。
本发明特有的优点是提供了对放大所接收信息的低噪声放大器的简易保护。
另一个优点是提供了不降低性能的发送/接收转换。
通过以下描述将变得明确的上述目标和优点及大量其他目标、优点和特性由根据本发明第一方面的无线通信系统实现，该系统包括适于发送和接收感应耦合信号并具有第一和第二组终端的感应天线电路，连接到所述第一组终端并适于在发送模式期间驱动所述感应天线电路的驱动装置，连接到所述第二组终端并适于在接收模式期间检测和放大输入的差分信号的放大器装置。
根据第一方面的系统实现了对电耦合到两天线终端的信号的共模抑制。因此，作为差分放大器耦合的放大器装置确保大大改进降低噪声方案。
根据本发明第一方面的系统可以进一步包括使所述第二组终端与所述放大器装置的正相输入端和反相输入端互相连接的电流感应装置。电流感应装置可以包括具有电流到电压变换能力的低输入阻抗缓冲器。低输入阻抗缓冲器可以将感应到的电流转化为用于放大器装置的反相和正相输入端的电压。因此，避免了与现有技术相关的在发送和接收模式之间切换的问题，也就是关于放大器装置受到发送模式期间由感应天线电路感应的高电压的破坏和寄生与隔离电容或任何保护元件干扰谐振频率的问题。
根据本发明第一方面的低阻抗缓冲器可以包括共基极耦合晶体管。因此阻抗缓冲器可以有效地将感应天线电路中产生的电流转化为将由放大器装置放大的电压。
根据本发明第一方面的驱动装置可以包括向所述第一组终端的第一终端提供方波的第一功率输出和向所述第一组终端的第二终端提供反相方波的第二功率输出。因此，有利地，感应天线电路被提供以在正负最大值之间交替的方波，其使差分电压信号能够被发送和接收，并由放大器装置差分放大。
根据本发明第一方面的感应天线电路可以包括串联连接在所述第一和第二组终端之间的发送/接收电感器两侧的调谐电容器。因此，第一和第二组终端连接在一起，从而在从发送模式变化到接收模式时不要求在元件之间进行切换。
此外，或可选择地，感应天线电路可以包括串联连接在所述第一和第二组终端之间的调谐电容器两侧的发送/接收电感器。串联连接在第一和第二组终端之间提供了清晰的零点，由于上述串联连接，还提供了在从发送模式变化到接收模式时不要求在元件之间进行切换的感应天线解决方案。
根据本发明第一方面的感应天线电路也可以包括第一串联连接在所述第一组终端之间的发送电感器两侧的调谐电容器，或者第一串联连接在所述第一组终端之间的调谐电容器两侧的发送电感器。感应天线电路还可包括第二串联连接在所述第二组终端之间的接收电感器两侧的调谐电容器，或者第二串联连接在所述第二组终端之间的调谐电容器两侧的接收电感器。
根据本发明第一方面的感应天线电路还可包括磁耦合磁芯。磁耦合磁芯有利地提高了磁通量的穿透性，因此发送电感和接收电感能够减小体积。这一点明显对根据助听器的第一方面实施该系统是特别地有利。
附图说明
通过以下参考附图说明性和非限定性地详细描述本发明的优选实施例将更好地理解本发明的上述及其它目标、特性和优点，其中：
图1为根据本发明第一实施例的无线通信系统；
图2为根据本发明第一实施例的感应天线电路；
图3为根据本发明第二实施例的感应天线电路；
图4为根据本发明第三实施例的感应天线电路；及
图5为根据本发明第四实施例的感应天线电路。
具体实施方式
以下对各个实施例的描述均参考附图进行，其通过示例展示了本发明如何实施。应当理解，在不背离本发明的范围的情况下可以使用其它实施例且可对结构与功能进行修改。
图1表示无线通信系统，其整体上由附图标记100指定。系统100包括一组在发送模式运行相位差180°的驱动器102、104，分别如106、108的图形所示，从而建立跨发送/接收天线110的方波发送信号，该信号在正的最大值和负的最小值之间交替，如109的图形所示。
在发送模式中发送/接收天线作为全桥D类发射器驱动。也就是说在方波发送信号的脉宽中包络发送数据。在可选实施例中，发送/接收天线作为半桥D类发射器驱动。可以根据本领域普通技术人员熟知的任何协议包括任何专有协议编码方波发送信号。
系统100进一步包括通过第一114和第二116输入端接收已接收信号的低噪声放大器112。低噪声放大器112包括放大第一114和第二116输入端之间的电压差和在输出端120提供已放大的差分信号的差分耦合运算放大器118。在本文中术语“放大”应视为放大范围为1到1000，如10或100，该放大显然受到电阻R1和R2的阻值控制。可以理解该差分放大电路可以在任何本领域普通技术人员熟知的结构中实施。
系统100进一步包括使发送/接收天线110的终端与低噪声放大器120的输入端114、116互相连接的电流感应放大器122、124。在本发明第一实施例中，电流感应放大器122、124包括低输入阻抗缓冲器，如共基极晶体管结构，用于将来自发送/接收天线110的电流输入信号转化为输出电压信号，并传送该信号给输入端114、116。
电流感应放大器122、124的低输入阻抗实施还确保发送/接收天线110的谐振频率不会受到该输入阻抗的复数虚部的严重干扰。
图2表示了根据本发明第一实施例的感应天线电路110，其包括串联连接在终端208、210之间的发送/接收电感器206两侧的调谐电容器202、204。终端208连接到驱动器102和电流感应放大器122，终端210连接到驱动器104和电流感应放大器124。电感可以是空芯线圈或绕制在铁氧体材料的磁芯上。
图3表示了根据本发明第二实施例的感应天线电路110，其包括串联连接在终端308、310之间的调谐电容器306两侧的发送/接收电感器302、304。终端308连接到驱动器120和电流感应放大器122，终端310连接到驱动器104和电流感应放大器124。两个电感可以是空芯线圈或绕制在单个或两个分开的铁氧体材料磁芯上。
图4表示了根据本发明第三实施例的感应天线电路110，其包括第一串联连接402在终端410、412之间的发送电感器408两侧的调谐电容404、406。终端410、412连接到驱动器102、104。
根据本发明第三实施例的感应天线电路110进一步包括第二串联连接414在终端422、424之间的接收电感器420两侧的调谐电容416、418。终端422、424连接到电流感应放大器122、124。
根据本发明第三实施例的感应天线电路110进一步包括用于支撑发送电感器408和接收电感器420的绕组的磁芯426。
图5表示了根据本发明第四实施例的感应天线电路110，其包括第一串联连接502在终端510、512之间的调谐电容器508两侧的发送电感器504、506。终端510、512连接到驱动器102、104。
根据本发明第四实施例的感应天线电路110进一步包括第二串联连接514在终端522、524之间的调谐电容器520两侧的接收电感器516、518。终端522、524连接到电流感应放大器122和124。
根据本发明第四实施例的感应天线电路110进一步包括用于支撑发送电感器504、506和接收电感器516、518的绕组的磁芯526。
Claims (7)
1.用于无线通信的系统(100)，包括适于发送和接收感应耦合信号并具有第一和第二组终端的感应天线电路(110)，连接到所述第一组终端(208，210，308，310，410，412，510，512)并适于在发送模式期间驱动所述感应天线电路(110)的驱动装置(102，104)，连接到所述第二组终端(208，210，308，310，422，424，522，524)并适于在接收模式期间检测和放大输入的差分信号的放大器装置(112)，所述驱动装置(102，104)包括向所述第一组终端的第一终端(208，308，410，510)提供方波的第一功率输出和向所述第一组终端的第二终端(210，310，412，512)提供反相方波的第二功率输出，所述系统进一步包括使所述第二组终端(208，210，308，310，422，424，522，524)与所述放大器装置(112)的正相输入端(116)和反相输入端(114)互相连接的电流感应装置(122，124)，其中所述电流感应装置(122，124)包括具有电流到电压变换能力的低输入阻抗缓冲器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述低阻抗缓冲器包括共基极耦合晶体管。
3.根据权利要求1-2任一所述的系统，其中所述感应天线电路(110)包括串联连接在所述第一和第二组终端之间的发送/接收电感器(206，408，420)两侧的调谐电容器(202，204，404，406，416，418)。
4.根据权利要求1-2任一所述的系统，其中所述感应天线电路(110)包括串联连接在所述第一和第二组终端之间的调谐电容器(306，508，520)两侧的发送/接收电感器(302，304，504，506，516，518)。
5.根据权利要求1-2任一所述的系统，其中所述感应天线电路(110)包括在所述第一组终端(410，412)之间的发送电感器(408)两侧的串联连接的调谐电容器(404，406)，或者在所述第一组终端(510，512)之间的调谐电容器(508)两侧的串联连接的发送电感器(504，506)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述感应天线电路(110)进一步包括在所述第二组终端(422，424)之间的接收电感器(420)两侧的串联连接的调谐电容器(416，418)，或者在所述第二组终端(522，524)之间的调谐电容器(520)两侧的串联连接的接收电感器(516，518)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述感应天线电路(110)进一步包括磁耦合磁芯(426，526)。
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