CN203057143U - 基于cc1120的物联网能源计量无线收发设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，涉及射频电路设计领域。本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备包括CC1120芯片以及LDO供电电路，所述LDO供电电路为CC1120芯片供电；所述CC1120芯片还连接有时钟电路；所述CC1120芯片还通过LNA-N引脚、LNA-P引脚、TRX-SW引脚和PA引脚连接有接收/发射链路，所述接收/发射链路公用射频输入/输出端口还连接有TVS管；所述CC1120芯片、所述LDO供电电路、所述时钟电路以及所述接收/发射链路都安装于同一块PCB板上。由于本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中采用四层PCB布局的方案，使得设备在使用过程中更加稳定，保证了系统的可靠性。

Description

基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备

技术领域

本实用新型涉及射频电路设计领域，特别涉及一种基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备。

背景技术

目前在物联网能源计量领域中，无线收发设备基本上采用发射链路加PA（Power amplifier，功率放大器）、接收链路加LNA（Low Noise Amplifier，低噪声放大器）的方式满足应用要求，但是该方案增加了无线收发设备中设计的难度与整体成本。

该方案采用TI公司的CC1120窄带芯片系统，工作频段470M～480M可选；CC1120芯片在系统供电3.3V下，输出功率可达16dBm，电流消耗约55mA；1.2Kbps下灵敏度可达-123dBm，电流消耗约22mA；芯片休眠电流约0.3uA；CC1120是一款高性能单芯片无线收发器，适用于物联网能源计量无线收发设备。

现有的无线收发设备中基本采用两层板的硬件方式，设备容易在使用过程中导致不稳定性，无法保证系统地的可靠性；并且现有的无线收发设备存在系统间的电磁兼容问题，无法确保设备在不同应用场合下的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中所存在的上述不足，提供一种能保证系统的可靠性、增加防护能力的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，包括CC1120芯片以及LDO（low dropout regulator，低压差线性稳压器）供电电路，所述LDO供电电路为CC1120芯片供电；所述CC1120芯片还连接有时钟电路；所述CC1120芯片还通过LNA-N引脚、LNA-P引脚、TRX-SW引脚和PA引脚连接有接收/发射链路，所述接收/发射链路公用射频输入/输出端口还连接有TVS（Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制器）管；所述CC1120芯片、所述LDO供电电路、所述时钟电路以及所述接收/发射链路都安装于同一块PCB板上，所述PCB板的布局叠层为四层，第一层为射频走线层，第二层为地层，第三层为电源层，第四层为信号控制走线。设备中采用四层PCB布局的方案，使得设备在使用过程中更加稳定，保证了系统的可靠性。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述LDO供电电路输入端为VCC，所述VCC连接有PESD管，所述LDO供电电路输出端为CC1120芯片供电，所述LDO供电电路输入输出两端还并联有电容器。PESD管对LDO供电电路进行静电防护；LDO供电电路输入输出两端并联的电容器可对电源进行滤波处理。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述发射链路通过阻抗匹配与芯片PA引脚相连组成单端到单端的发射通路，所述接收链路通过阻抗匹配、巴伦与CC1120芯片的LNA-N引脚、LNA-P引脚相连组成单端转差分的接收通路，TRX-SW引脚连接于发射链路与接收链路的阻抗匹配之间。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述时钟电路为通过所述CC1120芯片的XOSC-Q1引脚和XOSC-Q2引脚连接的晶体电路。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述时钟电路为通过所述CC1120芯片的EXT-XOSC引脚连接的TCXO（Temperature Compensate X'tal (crystal) Oscillator，温度补偿石英晶体振荡器）。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述CC1120芯片的SI引脚、SCLK引脚、SO引脚、RESET-N引脚、GPIO0引脚、GPIO2引脚、GPIO3引脚和Csn引脚为所述无线收发设备的对外接口。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述CC1120芯片、LDO供电电路、晶体电路、TCXO、接收/发射链路在PCB板布局中的同一层。

作为本实用新型的优选方案，上述基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中，所述无线收发设备上还设置有屏蔽盖。所述屏蔽盖可保证无线收发设备的电磁兼容性，可以阻隔外界的干扰和设备干扰其他电子系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1、由于本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中采用四层PCB布局的方案，使得设备在使用过程中更加稳定，保证了系统的可靠性。

2、当无线收发设备处于恶劣环境时，由TCXO为CC1120芯片提供时钟电路；当无线收发设备处于一般环境时，由晶体电路为CC1120芯片提供时钟电路；TCXO与晶体电路的兼容可确保设备在不同应用场合下使用的可靠性与稳定性。在不同场合选择不同的时钟电路，可解决设备在各种使用环境下系统运行的可靠性与稳定性。

3、由于本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中加强了电源部分与射频输入输出端口ESD的防护等级，并且设备加装了屏蔽盖，有效的提高了设备使用过程中的抗干扰的能力。

附图说明：

图1为本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中CC1120芯片电路图。

图2为本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中LDO供电电路的电路图。

图3为本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中晶体电路的电路图。

图4为本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中接收/发射链路的电路图。

图5为本实用新型基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备中实施例2的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，如图1所示，包括CC1120芯片以及LDO供电电路，所述LDO供电电路为CC1120芯片供电；如图2所示，所述LDO供电电路输入端为VCC，所述VCC连接有PESD管，所述LDO供电电路输出端为CC1120芯片供电，所述LDO供电电路输入输出两端还并联有电容器。PESD管对LDO供电电路进行静电防护；LDO供电电路输入输出两端并联的电容器可对电源进行滤波处理；VCC为5V供电，V为2.5V供电。

所述CC1120芯片还通过XOSC-Q1引脚和XOSC-Q2引脚连接有晶体电路，如图3所示，当无线收发设备处于一般环境时，由晶体电路为CC1120芯片提供时钟电路；

如图4所示，所述CC1120芯片还通过LNA-N引脚、LNA-P引脚、TRX-SW引脚和PA引脚连接有接收/发射链路，所述接收/发射链路公用射频输入/输出端口还连接有TVS管；发射链路通过阻抗匹配与芯片PA引脚相连组成单端到单端的发射通路，接收链路通过阻抗匹配、巴伦与CC1120芯片的LNA-N引脚、LNA-P引脚相连组成单端转差分的接收通路，TRX-SW引脚连接于发射链路与接收链路的阻抗匹配之间。CC1120芯片接收/发射链路通过芯片控制管脚进行切换，无需在通过单刀双掷开关进行收发链路的切换；在差分走线中要求长度尽量相当，以保证接收的信号通过巴伦进入芯片为同一个信号。

所述CC1120芯片的SI引脚、SCLK引脚、SO引脚、RESET-N引脚、GPIO0引脚、GPIO2引脚、GPIO3引脚和Csn引脚为所述无线收发设备的对外接口。

所述CC1120芯片、所述LDO供电电路、所述时钟电路以及所述接收/发射链路都安装于同一块PCB板上，所述PCB板的布局叠层为四层，第一层为射频走线层，第二层为地层，第三层为电源层，第四层为信号控制走线。所述CC1120芯片、LDO供电电路、晶体电路、TCXO、接收/发射链路在PCB布局中在同一层，在微带线特性阻抗为50欧的条件下，第一层射频微带线与第二层地的距离决定了微带线的线宽，第一层微带线走线应避免走直角，设备中各个功能块尽量集中放置布局，元器件与屏蔽盖之间要有一个安全间距，PCB覆地要求不能出现孤岛、毛刺，各层地之间要通过过孔连接以保证形成一个完整统一的参考地。

所述无线收发设备上还设置有屏蔽盖。所述屏蔽盖可保证无线收发设备的电磁兼容性，可以阻隔外界的干扰和设备干扰其他电子系统。

实施例2

一种基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，如图5所示，包括CC1120芯片以及LDO供电电路，所述LDO供电电路为CC1120芯片供电；如图2所示，所述LDO供电电路输入端为VCC，所述VCC连接有PESD管，所述LDO供电电路输出端为CC1120芯片供电，所述LDO供电电路输入输出两端还并联有电容器。PESD管对LDO供电电路进行静电防护；LDO供电电路输入输出两端并联的电容器可对电源进行滤波处理；VCC为5V供电，V为2.5V供电。

所述CC1120芯片还通过EXT-XOSC引脚连接有TCXO。当无线收发设备处于恶劣环境时，由TCXO为CC1120芯片提供时钟电路。TCXO与晶体电路的兼容可确保设备在不同应用场合下使用的可靠性与稳定性。

如图4所示，所述CC1120芯片还通过LNA-N引脚、LNA-P引脚、TRX-SW引脚和PA引脚连接有接收/发射链路，所述接收/发射链路公用射频输入/输出端口还连接有TVS管；发射链路通过阻抗匹配与芯片PA引脚相连组成单端到单端的发射通路，接收链路通过阻抗匹配、巴伦与CC1120芯片的LNA-N引脚、LNA-P引脚相连组成单端转差分的接收通路，TRX-SW引脚连接于发射链路与接收链路的阻抗匹配之间。CC1120芯片接收/发射链路通过芯片控制管脚进行切换，无需在通过单刀双掷开关进行收发链路的切换；在差分走线中要求长度尽量相当，以保证接收的信号通过巴伦进入芯片为同一个信号。

所述CC1120芯片的SI引脚、SCLK引脚、SO引脚、RESET-N引脚、GPIO0引脚、GPIO2引脚、GPIO3引脚和Csn引脚为所述无线收发设备的对外接口。

所述CC1120芯片、LDO供电电路、晶体电路、TCXO、接收/发射链路在PCB布局中在同一层，所述PCB布局叠层为四层，第一层为射频走线层，第二层为地层，第三层为电源层，第四层为信号控制走线。在微带线特性阻抗为50欧的条件下，第一层射频微带线与第二层地的距离决定了微带线的线宽，第一层微带线走线应避免走直角，设备中各个功能块尽量集中放置布局，元器件与屏蔽盖之间要有一个安全间距，PCB覆地要求不能出现孤岛、毛刺，各层地之间要通过过孔连接以保证形成一个完整统一的参考地。

所述无线收发设备上还设置有屏蔽盖。所述屏蔽盖可保证无线收发设备的电磁兼容性，可以阻隔外界的干扰和设备干扰其他电子系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，包括CC1120芯片以及LDO供电电路，所述LDO供电电路为CC1120芯片供电；所述CC1120芯片还连接有时钟电路；所述CC1120芯片还通过LNA-N引脚、LNA-P引脚、TRX-SW引脚和PA引脚连接有接收/发射链路，所述接收/发射链路公用射频输入/输出端口还连接有TVS管；所述CC1120芯片、所述LDO供电电路、所述时钟电路以及所述接收/发射链路都安装于同一块PCB板上，所述PCB板的布局叠层为四层，第一层为射频走线层，第二层为地层，第三层为电源层，第四层为信号控制走线。

2.根据权利要求1所示的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述LDO供电电路输入端为VCC，所述VCC连接有PESD管，所述LDO供电电路输出端为CC1120芯片供电，所述LDO供电电路输入输出两端还并联有电容器。

3.根据权利要求1所示的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述发射链路通过阻抗匹配与芯片PA引脚相连组成单端到单端的发射通路，所述接收链路通过阻抗匹配、巴伦与CC1120芯片的LNA-N引脚、LNA-P引脚相连组成单端转差分的接收通路，TRX-SW引脚连接于发射链路与接收链路的阻抗匹配之间。

4.根据权利要求1所述的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述时钟电路为通过所述CC1120芯片的XOSC-Q1引脚和XOSC-Q2引脚连接的晶体电路。

5.根据权利要求1所述的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述时钟电路为通过所述CC1120芯片的EXT-XOSC引脚连接的TCXO。

6.根据权利要求1所述的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述CC1120芯片的SI引脚、SCLK引脚、SO引脚、RESET-N引脚、GPIO0引脚、GPIO2引脚、GPIO3引脚和Csn引脚为所述无线收发设备的对外接口。

7.根据权利要求1所述的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述CC1120芯片、所述LDO供电电路、所述时钟电路、所述接收/发射链路在PCB板布局中的同一层。

8.根据权利要求7所述的基于CC1120的物联网能源计量无线收发设备，其特征在于，所述无线收发设备上还设置有屏蔽盖。

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