CN202949416U - 支持wifi和蓝牙通信的电路结构及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种支持WIFI和蓝牙通信的电路结构及移动终端，包括WIFI/蓝牙芯片，通过射频通路连接射频天线，在所述射频通路中设置有功率放大器、电子开关和带通滤波器；所述功率放大器接收芯片输出的发射信号，进行增益放大处理后输出至电子开关；所述电子开关根据芯片输出的开关控制信号控制射频通路中发射通路和接收通路的开关时序；所述带通滤波器对射频通路中传输的发射信号和接收信号进行滤波处理。本实用新型采用COB设计方案代替传统的WIFI/蓝牙模组方案，使得终端厂家可以直接在终端的PCB板上完成WIFI/蓝牙电路的PCB设计，不仅减少了对PCB板的空间占用，而且使得产品的硬件成本和维修难度大幅降低。
Description
技术领域
本实用新型属于移动通信终端技术领域，具体地说，是涉及一种支持WIFI和蓝牙通信的电路结构设计以及采用所述电路结构设计的移动终端。
背景技术
随着移动通信技术的不断发展，在目前的移动终端产品中集成了越来越多的功能，例如无线网络通信功能（即WIFI功能）、蓝牙功能、FM调频广播功能等。对于WIFI/蓝牙功能的实现，目前的移动终端普遍采用WIFI/蓝牙模组方案，即由模组厂家设计、制作、校准、测试、封装完成整个WIFI/蓝牙模组，交给移动终端厂家直接使用。这种模组设计方案对于移动终端厂家来说，技术要求比较低，电路设计相对简单，但是硬件成本较高，生产时故障维修比较困难，一旦出现故障，需要更换整个模组，由此也导致维修成本的大幅上升。除此之外，采用这种模组方案设计的电路板，由于WIFI/蓝牙模组的封装尺寸较大，对于像手机这类尺寸要求小巧的移动终端产品来说，显然不利于其PCB板小型化的设计要求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，通过采用COB设计方案，解决了传统使用WIFI/蓝牙模组方案设计PCB板所存在的成本高、维修困难的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，包括用于处理WIFI和蓝牙信号的WIFI/蓝牙芯片，所述WIFI/蓝牙芯片通过射频通路连接射频天线，在所述射频通路中设置有功率放大器、电子开关和带通滤波器；所述功率放大器接收WIFI/蓝牙芯片输出的发射信号，进行增益放大处理后输出至电子开关；所述电子开关连接WIFI/蓝牙芯片，根据WIFI/蓝牙芯片输出的开关控制信号控制射频通路中发射通路和接收通路的开关时序；所述带通滤波器连接在电子开关与射频天线之间，对射频通路中传输的发射信号和接收信号进行滤波处理。
优选的，所述功率放大器和电子开关设置在一颗集成芯片中，所述集成芯片的控制端口接收WIFI/蓝牙芯片输出的开关控制信号，集成芯片的蓝牙信号收发端口和WIFI信号收发端口分别与WIFI/蓝牙芯片的相应管脚对应连接。
为了节约接口资源。所述集成芯片优选复用其一路信号端口分时传输蓝牙接收信号和蓝牙发射信号，以满足蓝牙信号的收发要求。
为了方便对所设计出的WIFI/蓝牙通信电路进行校准和测试，在所述带通滤波器与射频天线之间还连接有用于插接测试仪表的测试开关。
进一步的，所述WIFI/蓝牙芯片通过串行总线连接主处理器，传输蓝牙信号和WIFI信号。
优选的，所述WIFI/蓝牙芯片与主处理器之间优选通过PCM总线传输蓝牙信号，通过SDIO接口传输WIFI信号。
为了降低移动终端的整机功耗，所述WIFI/蓝牙芯片通过其GPIO口连接主处理器，接收主处理器发出的唤醒信号，通过主处理器控制WIFI/蓝牙芯片仅在需要其运行时才将该芯片从休眠中唤醒过来，进入启动运行状态，由此可以避免能源的无谓浪费。
对于WIFI/蓝牙芯片运行和休眠时所需的时钟信号，本实用新型采用以下两种方式提供：将所述WIFI/蓝牙芯片连接用于提供主时钟的晶振电路，通过晶振电路为WIFI/蓝牙芯片提供运行时所需的主时钟信号；将所述WIFI/蓝牙芯片的休眠时钟输入端连接一与门的输出端，所述与门的两个输入端分别接收主处理器输出的休眠时钟信号和使能信号，在WIFI/蓝牙芯片进入休眠状态时，利用主处理器为该芯片提供休眠时钟。
在所述电路结构中还包含有用于为WIFI/蓝牙芯片中的WIFI模块和蓝牙模块提供工作电源的线性稳压器，为了进一步降低功耗，利用所述线性稳压器的使能端接收主处理器输出的使能信号，仅在使能信号有效时接收系统的供电电源并转换成WIFI模块和蓝牙模块的工作电源输出至所述的WIFI/蓝牙芯片。通过控制线性稳压器在WIFI/蓝牙芯片进入休眠时停止运行，从而进一步节约整机能源。
基于上述支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，本实用新型还提供了一种采用所述支持WIFI和蓝牙通信的电路结构设计的移动终端，包括用于处理WIFI和蓝牙信号的WIFI/蓝牙芯片，所述WIFI/蓝牙芯片通过射频通路连接射频天线，在所述射频通路中设置有功率放大器、电子开关和带通滤波器；所述功率放大器接收WIFI/蓝牙芯片输出的发射信号，进行增益放大处理后输出至电子开关；所述电子开关连接WIFI/蓝牙芯片，根据WIFI/蓝牙芯片输出的开关控制信号控制射频通路中发射通路和接收通路的开关时序；所述带通滤波器连接在电子开关与射频天线之间，对射频通路中传输的发射信号和接收信号进行滤波处理。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型采用COB设计方案代替传统的WIFI/蓝牙模组方案，实现WIFI信号和蓝牙信号的接收、发射和处理功能。由此一来，移动终端的生产厂家可以直接在终端产品的PCB板上完成WIFI/蓝牙电路的PCB设计，不仅布板灵活，减少了对PCB板的空间占用，符合移动终端产品的小型化设计要求，而且使得产品的硬件成本大幅降低，且故障时可以针对不同电路单独维修，由此也使得维修难度和维修成本大幅降低。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构的一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
本实施例采用COB（chip on board，即将IC裸片固定于印刷线路板上。也就是将IC芯片直接设计在PCB上，用引线键合达到芯片与PCB的电气联结）设计方案，将用于处理WIFI和蓝牙信号的WIFI/蓝牙芯片直接贴装在移动终端的PCB板上，并通过在PCB板上贴装相应的外围电路，形成可以支持WIFI和蓝牙通信的功能电路，并利用其代替传统的WIFI/蓝牙模组，进行移动终端的PCB板设计，以实现硬件成本和维修难度的大幅降低。
下面以手机作为所述的移动终端为例，对采用COB方案设计的WIFI/蓝牙电路的具体组建结构及其工作原理进行详细地说明。
参见图1所示，本实施例将具有蓝牙和WIFI信号处理功能的集成芯片或者同时具有蓝牙、WIFI和FM三种信号处理功能的集成芯片（以下均称为WIFI/蓝牙芯片IC1204）贴装在手机的PCB板上，并通过射频通路连接PCB板上的天线馈点CN1201、CN1202，通过在天线馈点CN1201、CN1202上焊接射频天线，以构成发射信号和接收信号的传输通路。
在本实施例中，所述WIFI/蓝牙芯片IC1204优选采用一颗支持WIFI的IEEE 802.11a/b/g/n协议以及蓝牙3.0协议（包括蓝牙2.1+EDR协议）的IC芯片，通过SDIO、SPI、PCM多种接口实现与外围主处理器的连接通信。
在所述射频通路中设置有功率放大器、电子开关和带通滤波器Z1202，均贴装在手机的PCB板上。其中，功率放大器用于对WIFI/蓝牙芯片IC1204输出的发射信号进行增益的放大控制，进而通过电子开关传输至带通滤波器Z1202，并经由带通滤波器Z1202进行滤波处理后，通过射频天线转换成电磁波，辐射到空中的无线网络中。所述电子开关用于对蓝牙信号、WIFI信号的发射通路和接收通路的打开时序和关闭时序进行控制，以满足两种信号的双向传输要求。在本实施例中，优选采用一颗兼具有对WIFI信号和蓝牙信号进行增益放大处理的功率放大器以及电子开关的集成芯片Z1201进行所述射频通路的具体设计，参见图1所示。将所述集成芯片Z1201的PORT1端口和TXIN端口分别连接WIFI/蓝牙芯片IC1204的一组收发接口RX2_IN、TX2_OUT，用于传输WIFI接收信号RX_2和WIFI发射信号TX_2；将集成芯片Z1201的PORT2端口作为传输蓝牙接收信号和蓝牙发射信号的复用端口，连接WIFI/蓝牙芯片IC1204的BRF_ANT接口。所述集成芯片Z1201通过其三路控制端口CPORT1、CPORT2、CTX接收WIFI/蓝牙芯片IC1204发出的三路控制信号。其中，CTX信号负责发射通路的开关逻辑控制；CPORT1、CPORT2信号分别负责PORT1和PORT2端口的开关逻辑控制。在传输蓝牙信号时，通过CPORT2信号控制蓝牙发射信号和蓝牙接收信号分时传输；在传输WIFI信号时，通过CTX信号对WIFI的发射通道（即TXIN端口）进行开关控制，通过CPORT1信号对WIFI的接收通道（即PORT1端口）进行开关控制。将集成芯片Z1201的ANT端口连接带通滤波器Z1202，一方面对于经由WIFI/蓝牙芯片IC1204处理输出的WIFI发射信号或者蓝牙发射信号，通过集成芯片Z1201中的功率放大器进行增益放大处理后，通过其ANT端口输出至带通滤波器Z1202，进而经由带通滤波器Z1202滤除掉其发射信号工作频段以外的杂波信号后，传输至射频天线，对外发射输出。另一方面，对于通过射频天线接收到的WIFI信号和蓝牙信号，则经由带通滤波器Z1202滤波掉接收信号所在工作频段以外的干扰信号后，通过ANT端口输入到集成芯片Z1201中，进而在电子开关的通路切换控制下，经由PORT1端口或者PORT2端口传输至所述的WIFI/蓝牙芯片IC1204进行处理。
所述WIFI/蓝牙芯片IC1204通过串行总线连接手机PCB板上的主处理器，以传输蓝牙信号和WIFI信号，参见图1所示。作为本实施例的一种优选设计方案，所述WIFI/蓝牙芯片IC1204优选通过PCM总线（BT_PCM_RX0、BT_PCM_TX0、BT_PCM_CLK、BT_PCM_SYNC）连接主处理器，传输蓝牙信号。对于WIFI信号，所述WIFI/蓝牙芯片IC1204优选通过其SDIO接口（SD_CLK、SD_CMD、SD_DATA3、SD_DATA2、SD_DATA1、SD_DATA0、RESETN、PDN）连接主处理器，实现WIFI信号的双向传输。SDIO是安全数字输入输出卡Secure Digital Input and Output Card的英文缩写，是SD标准中定义的一种外设接口。
对于WIFI/蓝牙芯片IC1204工作所需的主时钟信号，优选由晶振电路X1201提供，连接WIFI/蓝牙芯片IC1204的晶振端子XTAL_IN、XTAL_OUT，参见图1所示。
考虑到用户在使用手机的过程中，经常会出现长时间不使用WIFI功能和蓝牙功能的情况，此时为了降低整机功耗，优选通过主处理器输出高电平的使能信号PXA_EN分别输出至用于为WIFI/蓝牙芯片IC1204中的WIFI模块和蓝牙模块提供工作电源的线性稳压器IC1203、IC1201的使能端EN。所述线性稳压器IC1203、IC1201的使能端EN低电平有效，当接收到WIFI/蓝牙芯片IC1204输出的使能信号PXA_EN为高电平时，进入不工作状态，停止向WIFI/蓝牙芯片IC1204输出WIFI模块和蓝牙模块所需的工作电源，进而控制WIFI/蓝牙芯片IC1204进入休眠状态。对于WIFI/蓝牙芯片IC1204在休眠期间所需的休眠时钟信号CLK_OUT由主处理器输出提供，如图1所示。将所述休眠时钟信号CLK_OUT和使能信号PXA_EN通过一与门IC1202进行逻辑与运算后，输出至所述的WIFI/蓝牙芯片IC1204。由于主处理器在WIFI/蓝牙芯片IC1204处于休眠期间内输出的使能信号PXA_EN为高电平，因此可以保证休眠时钟信号CLK_OUT通过与门IC1202直通到WIFI/蓝牙芯片IC1204中，满足WIFI/蓝牙芯片IC1204在休眠期间的运行需求。
当手机启用WIFI功能或者蓝牙功能时，主处理器首先将使能信号PXA_EN置为低电平，控制线性稳压器IC1203、IC1201启动运行，将系统电源VSYS分别转换成3.3V和1.8V的直流电源，为所述WIFI/蓝牙芯片IC1204中WIFI模块和蓝牙模块供电。然后，主处理器输出唤醒信号BT_WAKEUP至WIFI/蓝牙芯片IC1204的一路GPIO口，例如GPIO4，以将所述WIFI/蓝牙芯片IC1204从休眠中唤醒，进入工作状态。在此过程中，由于使能信号PXA_EN呈低电平，因此可以通过与门IC1202阻断休眠时钟信号CLK_OUT向所述WIFI/蓝牙芯片IC1204的传输，转由晶振电路X1202为所述WIFI/蓝牙芯片IC1204提供工作所需的主时钟信号。
本实施例的WIFI/蓝牙的COB设计方案，由于从WIFI/蓝牙芯片IC1204到外部的功率放大器和电子开关都是直接贴装在PCB板上的，所以原来由模组封装厂家做的校准就需要在手机生产商这边完成。为了方便手机研发人员对所述的WIFI/蓝牙电路进行校准，本实施例在所述带通滤波器Z1202与射频天线的天线馈点CN1202之间还连接了一个测试开关S1201，如图1所示。所述测试开关S1201在没有测试仪表插入时，直接将所述的带通滤波器Z1202与射频天线连通；当有测试仪表插入时，可以实现测试仪表与带通滤波器Z1202的连通，利用测试仪表对所述的WIFI/蓝牙电路进行校准。
在校准时，由电脑通过USB数据线与手机中的主处理器进行通信，通过主处理器控制WIFI/蓝牙芯片IC1204进入校准模式。然后，将WIFI/蓝牙测试仪表和手机中的WIFI/蓝牙射频通路连接，运行校准程序，即可进行校准。校准主要是调整测试WIFI/蓝牙的频率和功率控制，可以对100部手机进行校准测试，并对获得的校准数据取平均值，然后将平均值写入到手机的出厂软件中，从而保证了WIFI/蓝牙的COB设计方案的一致性和准确性。
当然，本实施例所提出的WIFI/蓝牙的COB设计方案也可以应用在除手机产品以外的其他支持WIFI和蓝牙功能的移动终端产品中，例如平板电脑等，本实施例对此不进行具体限制。
应当指出的是，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：包括用于处理WIFI和蓝牙信号的WIFI/蓝牙芯片，所述WIFI/蓝牙芯片通过射频通路连接射频天线，在所述射频通路中设置有功率放大器、电子开关和带通滤波器；所述功率放大器接收WIFI/蓝牙芯片输出的发射信号，进行增益放大处理后输出至电子开关；所述电子开关连接WIFI/蓝牙芯片，根据WIFI/蓝牙芯片输出的开关控制信号控制射频通路中发射通路和接收通路的开关时序；所述带通滤波器连接在电子开关与射频天线之间，对射频通路中传输的发射信号和接收信号进行滤波处理。
2.根据权利要求1所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：所述功率放大器和电子开关设置在一颗集成芯片中，所述集成芯片的控制端口接收WIFI/蓝牙芯片输出的开关控制信号，集成芯片上用于接收和发射蓝牙信号的端口以及用于接收和发射WIFI信号的端口分别与WIFI/蓝牙芯片的相应管脚对应连接。
3.根据权利要求2所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：所述集成芯片复用其一路信号端口分时传输蓝牙接收信号和蓝牙发射信号。
4.根据权利要求1所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：在所述带通滤波器与射频天线之间连接有用于插接测试仪表的测试开关。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：所述WIFI/蓝牙芯片通过串行总线连接主处理器，传输蓝牙信号和WIFI信号。
6.根据权利要求5所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：所述WIFI/蓝牙芯片与主处理器通过PCM总线传输蓝牙信号，通过SDIO接口传输WIFI信号。
7.根据权利要求5所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：所述WIFI/蓝牙芯片通过其GPIO口连接主处理器，接收主处理器发出的唤醒信号。
8.根据权利要求7所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：所述WIFI/蓝牙芯片连接用于提供主时钟的晶振电路；所述WIFI/蓝牙芯片的休眠时钟输入端连接一与门的输出端，所述与门的两个输入端分别接收主处理器输出的休眠时钟信号和使能信号。
9.根据权利要求5所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构，其特征在于：在所述电路结构中还包含有用于为WIFI/蓝牙芯片中的WIFI模块和蓝牙模块提供工作电源的线性稳压器，所述线性稳压器的使能端接收主处理器输出的使能信号，在使能信号有效时接收系统的供电电源并转换成WIFI模块和蓝牙模块的工作电源输出至所述的WIFI/蓝牙芯片。
10.一种移动终端，其特征在于：包括如权利要求1至9中任一项权利要求所述的支持WIFI和蓝牙通信的电路结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130522 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |