CN203759856U - 用于射频信号收发的传输电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于射频信号收发的传输电路；该电路含有阻抗滤波匹配模块和射频信号选频放大模块；在阻抗滤波匹配模中，外部射频芯片的差分射频信号口通过第一电感、第二电容与第三电感连接，第三电感再依次与第四电感、第六电容串联；在射频信号选频放大模块中，第六电容与第一载波功率开关器的公共端连接，第一载波功率开关器的第一选通端通过发送信道放大电路与第二载波功率开关器的第二选通端连接，第一载波功率开关器的第二选通端通过接收信道放大电路与第二载波功率开关器的第一选通端连接，第二载波功率开关器的公共端通过第十五电容与天线连接；本实用新型提供了一种电路简单、稳定性好、可靠性高的用于射频信号收发的传输电路。

Description

用于射频信号收发的传输电路

（一）、技术领域：本实用新型涉及一种信号收发电路，特别涉及一种用于射频信号收发的传输电路。

（二）、背景技术：随着社会的发展和人们生活水平的提高，供水或供气或供热方及用户对水表、燃气表、热量表读取的方便性也有了更高的要求，目前，这些表计度量值的读取主要靠人工到现场读取，这既浪费人力，又费时间，同时给用户带来了很大的不便；很多这类表计安装在室内，人工读取的时候，需要户主在家，这就要求供方和用户一个月内必须有相同的时间，以方便读取表计的度量值，这就给用户的外出、工作、旅行等活动带来极大的不方便。

为此，国内外一些专家学者提出了一种无线抄表系统，这样供方工人就可以不去现场或者不进入用户室内，即可以读取表计度量值，但是，无线抄表容易受环境影响，比如，当无线表计周围有钢筋结构或者无线表计被水泥墙档隔时，信号就无法正常传输，因此，射频信号收发传输电路成为了无线抄表系统中的一个难点，因为射频电路的设计及参数的略微偏差就会对整个无限抄表系统产生很大影响，会极大地降低抄表率，目前绝大部分抄表系统的抄表率都不能满足要求，其主要原因就是射频信号收发的传输电路的设计及参数设计不当造成。

（三）、实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种电路简单、稳定性好、可靠性高的用于射频信号收发的传输电路。

本实用新型的技术方案：

一种用于射频信号收发的传输电路，含有阻抗滤波匹配模块和射频信号选频放大模块；阻抗滤波匹配模块含有第二电容、第六电容、第一电感、第三电感和第四电感，外部CC11XX系列射频芯片的差分射频信号口中的一脚连接第一电感的一端，第一电感的另一端与第三电感的一端连接，外部CC11XX系列射频芯片的差分射频信号中口的另一脚连接第二电容的一端，第二电容的另一端也与第三电感的一端连接，第三电感的另一端通过第四电感与第六电容的一端连接；射频信号选频放大模块含有第一载波功率开关器、第二载波功率开关器、高频场效应管、射频晶体管、三极管和天线，第六电容的另一端与第一载波功率开关器的公共端连接，第一载波功率开关器的第一选通端通过第八电容与高频场效应管的栅极连接，高频场效应管的源极接地，高频场效应管的漏极依次通过第五电感、第十一电容与第二载波功率开关器的第二选通端连接，第一载波功率开关器的第二选通端通过第十二电容与射频晶体管的集电极连接，射频晶体管的发射极接地，射频晶体管的基极依次通过第七电感、第十四电容与第二载波功率开关器的第一选通端连接，第二载波功率开关器的公共端通过第十五电容与天线连接；外部单片机输入的控制信号TC通过第二电阻进入第一载波功率开关器的第二控制端，外部单片机输入的控制信号RC通过第一电阻进入第一载波功率开关器的第一控制端，外部单片机输入的控制信号TC通过第九电阻进入第二载波功率开关器的第一控制端，外部单片机输入的控制信号RC通过第十电阻进入第二载波功率开关器的第二控制端，外部单片机输入的控制信号TC进入第三电阻的一端，第三电阻的另一端通过第五电阻与高频场效应管的栅极连接，外部单片机输入的控制信号RC通过第六电阻进入三极管的基极，三极管的集电极接电源，三极管的发射极依次通过第八电阻、第六电感与射频晶体管的集电极连接。

阻抗滤波匹配模块中还含有第一电容、第三电容、第四电容、第五电容和第二电感，第一电感的一端通过第一电容接地，第二电容的一端依次通过第二电感、第三电容接地，第三电感和第四电感的连接端通过第四电容接地，第四电感和第六电容的连接端通过第五电容接地。

射频信号选频放大模块中，第三电阻和第五电阻的连接端通过第四电阻和第七电容的并联电路接地，高频场效应管的漏极通过第八电感接电源，第五电感和第十一电容的连接端通过第十电容接地；第八电阻和第六电感的连接端通过第十三电容接地，射频晶体管的基极依次通过第七电阻、第十三电容接地，射频晶体管的基极还与二极管的负极连接，二极管的正极接地。

第一载波功率开关器和第二载波功率开关器的型号为：AS169-73；高频场效应管的型号为：2SK3078A；射频晶体管的型号为：BFP520；三极管为PNP型三极管。

二极管的型号为：RN142GT2R。

阻抗滤波匹配模块形成的阻抗为50欧姆左右，与CC11XX系列射频芯片内部阻抗匹配，可以将差分射频信号RF_N、FR_P带通输出，形成信号RF_1，或者将RF_1反相输出到RF_N、RF_P端。

射频信号选频放大模块包括接收信道放大电路、发送信道放大电路、收发切换电路、天线匹配电路；接收信道放大电路由第六电阻、第七电阻、第八电阻、三极管、第十二电容、第十三电容、第十四电容、二极管、第六电感、第七电感、射频晶体管组成，当控制信号RC为高电平、TC为低电平时，通过收发切换电路将接收电路选通；发送信道放大电路由第三电阻、第四电阻、第五电阻、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第五电感、第八电感、高频场效应管组成，当控制信号RC为低电平、TC为高电平时，通过收发切换电路将发送电路选通；收发切换电路由第一电阻、第二电阻、第一载波功率开关器、第九电阻、第十电阻、第二载波功率开关器组成，根据控制信号RC、TC的不同将射频信号选频放大电路切换为接收或发送状态，天线匹配电路由第十五电阻和天线组成，天线为470MHZ的匹配天线。

该用于射频信号收发的传输电路的接收过程如下：470MHZ的无线射频信号经过天线SMA形成信号RF_2，与CC11XX系列射频芯片连接的控制单片机输出控制信号RC高、TC低，此时RF_2经过第十五电容、第二载波功率开关器、第十四电容、第七电感、第七电阻组成的选频电路，再经过射频晶体管、第六电感、第十二电容、第一载波功率开关器放大选频，形成频点中心为470MHZ的带通信号RF_1，RF_1经过阻抗滤波匹配模块形成信号RF_N、RF_P，信号RF_N、RF_P被送给CC11XX系列射频芯片进行数据解析处理；射频信号发送过程如下：需要发送的数据经过CC11XX系列射频芯片处理后，形成470MHZ的差分信号RF_N、RF_P，该信号经过阻抗滤波匹配模块处理后，形成信号RF_1，此时由控制单片机输出的信号RC为低、TC为高，则由第八电容、高频场效应管、第五电感、第十电容、第十一电容、第二载波功率开关器、第十五电容组成的发送放大选频电路将RF_1处理成高频信号RF_2，RF_2经过天线发送出去，从而完成无线信号的收发过程，且信号RC、TC为互锁信号，只能有一个信号为高电平，或者都为低电平。

本实用新型的有益效果：

1．本实用新型含有阻抗滤波匹配模块和射频信号选频放大模块，可对470MHZ的射频信号进行收发选取，具有元器件少、电路简单、稳定性好、可靠性高等优点，易于推广、易于市场化，本实用新型降低了无限抄表的技术难度和设备成本，极大地提高了整个无限抄表系统的效率。

（四）、附图说明：

图1为用于射频信号收发的传输电路的电路原理示意图。

（五）、具体实施方式：

参见图1，图中，用于射频信号收发的传输电路含有阻抗滤波匹配模块1和射频信号选频放大模块2；阻抗滤波匹配模块1含有第二电容C2、第六电容C6、第一电感L1、第三电感L3和第四电感L4，外部CC11XX系列射频芯片的差分射频信号口中的一脚连接第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端与第三电感L3的一端连接，外部CC11XX系列射频芯片的差分射频信号口中的另一脚连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端也与第三电感L3的一端连接，第三电感L3的另一端通过第四电感L4与第六电容C6的一端连接；射频信号选频放大模块含有第一载波功率开关器U1、第二载波功率开关器U4、高频场效应管U2、射频晶体管U3、三极管Q1和天线SMA，第六电容C6的另一端与第一载波功率开关器U1的公共端J1连接，第一载波功率开关器U1的第一选通端J2通过第八电容C8与高频场效应管U2的栅极G连接，高频场效应管U2的源极S接地，高频场效应管U2的漏极D依次通过第五电感L5、第十一电容C11与第二载波功率开关器U4的第二选通端J3连接，第一载波功率开关器U1的第二选通端J3通过第十二电容C12与射频晶体管U3的集电极C连接，射频晶体管U3的发射极E接地，射频晶体管U3的基极B依次通过第七电感L7、第十四电容C14与第二载波功率开关器U4的第一选通端J2连接，第二载波功率开关器U4的公共端J1通过第十五电容C15与天线SMA连接；外部单片机输入的控制信号TC通过第二电阻R2进入第一载波功率开关器U1的第二控制端V2，外部单片机输入的控制信号RC通过第一电阻R1进入第一载波功率开关器U1的第一控制端V1，外部单片机输入的控制信号TC通过第九电阻R9进入第二载波功率开关器U4的第一控制端V1，外部单片机输入的控制信号RC通过第十电阻R10进入第二载波功率开关器U4的第二控制端V2，外部单片机输入的控制信号TC进入第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端通过第五电阻R5与高频场效应管U2的栅极G连接，外部单片机输入的控制信号RC通过第六电阻R6进入三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电源VCC，三极管Q1的发射极依次通过第八电阻R8、第六电感L6与射频晶体管U3的集电极C连接。

阻抗滤波匹配模块1中还含有第一电容C1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第二电感L2，第一电感L1的一端通过第一电容C1接地，第二电容C2的一端依次通过第二电感L2、第三电容C3接地，第三电感L3和第四电感L4的连接端通过第四电容C4接地，第四电感L4和第六电容C6的连接端通过第五电容C5接地。

射频信号选频放大模块2中，第三电阻R3和第五电阻R5的连接端通过第四电阻R4和第七电容C7的并联电路接地，高频场效应管U2的漏极D通过第八电感L8接电源VCC，第五电感L5和第十一电容C11的连接端通过第十电容C10接地；第八电阻R8和第六电感L6的连接端通过第十三电容C13接地，射频晶体管U3的基极B依次通过第七电阻R7、第十三电容C13接地，射频晶体管U3的基极B还与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极接地。

第一载波功率开关器U1和第二载波功率开关器U4的型号为：AS169-73；高频场效应管U2的型号为：2SK3078A；射频晶体管U3的型号为：BFP520；三极管Q1为PNP型三极管。

二极管D1的型号为：RN142GT2R。

阻抗滤波匹配模块1形成的阻抗为50欧姆左右，与CC11XX系列射频芯片内部阻抗匹配，可以将差分射频信号RF_N、FR_P带通输出，形成信号RF_1，或者将RF_1反相输出到RF_N、RF_P端。

射频信号选频放大模块2包括接收信道放大电路、发送信道放大电路、收发切换电路、天线匹配电路；接收信道放大电路由第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、三极管Q1、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、二极管D1、第六电感L6、第七电感L7、射频晶体管U3组成，当控制信号RC为高电平、TC为低电平时，通过收发切换电路将接收电路选通；发送信道放大电路由第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第五电感L5、第八电感L8、高频场效应管U2组成，当控制信号RC为低电平、TC为高电平时，通过收发切换电路将发送电路选通；收发切换电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第一载波功率开关器U1、第九电阻R9、第十电阻R10、第二载波功率开关器U4组成，根据控制信号RC、TC的不同将射频信号选频放大电路切换为接收或发送状态，天线匹配电路由第十五电阻C15和天线组成，天线为470MHZ的匹配天线。

该用于射频信号收发的传输电路的接收过程如下：470MHZ的无线射频信号经过天线SMA形成信号RF_2，与CC11XX系列射频芯片连接的控制单片机输出控制信号RC高、TC低，此时RF_2经过第十五电容C15、第二载波功率开关器U4、第十四电容C14、第七电感L7、第七电阻R7组成的选频电路，再经过射频晶体管U3、第六电感L6、第十二电容C12、第一载波功率开关器U1放大选频，形成频点中心为470MHZ的带通信号RF_1，RF_1经过阻抗滤波匹配模块形成信号RF_N、RF_P，信号RF_N、RF_P被送给CC11XX系列射频芯片进行数据解析处理；射频信号发送过程如下：需要发送的数据经过CC11XX系列射频芯片处理后，形成470MHZ的差分信号RF_N、RF_P，该信号经过阻抗滤波匹配模块处理后，形成信号RF_1，此时由控制单片机输出的信号RC为低、TC为高，则由第八电容C8、高频场效应管U2、第五电感L5、第十电容C10、第十一电容C11、第二载波功率开关器U4、第十五电容C15组成的发送放大选频电路将RF_1处理成高频信号RF_2，RF_2经过天线SMA发送出去，从而完成无线信号的收发过程，且信号RC、TC为互锁信号，只能有一个信号为高电平，或者都为低电平。

Claims (5)

1.一种用于射频信号收发的传输电路，其特征是：含有阻抗滤波匹配模块和射频信号选频放大模块；阻抗滤波匹配模块含有第二电容、第六电容、第一电感、第三电感和第四电感，外部射频芯片的差分射频信号口中的一脚连接第一电感的一端，第一电感的另一端与第三电感的一端连接，外部射频芯片的差分射频信号口中的另一脚连接第二电容的一端，第二电容的另一端也与第三电感的一端连接，第三电感的另一端通过第四电感与第六电容的一端连接；射频信号选频放大模块含有第一载波功率开关器、第二载波功率开关器、高频场效应管、射频晶体管、三极管和天线，第六电容的另一端与第一载波功率开关器的公共端连接，第一载波功率开关器的第一选通端通过第八电容与高频场效应管的栅极连接，高频场效应管的源极接地，高频场效应管的漏极依次通过第五电感、第十一电容与第二载波功率开关器的第二选通端连接，第一载波功率开关器的第二选通端通过第十二电容与射频晶体管的集电极连接，射频晶体管的发射极接地，射频晶体管的基极依次通过第七电感、第十四电容与第二载波功率开关器的第一选通端连接，第二载波功率开关器的公共端通过第十五电容与天线连接；外部输入的控制信号TC通过第二电阻进入第一载波功率开关器的第二控制端，外部输入的控制信号RC通过第一电阻进入第一载波功率开关器的第一控制端，外部输入的控制信号TC通过第九电阻进入第二载波功率开关器的第一控制端，外部输入的控制信号RC通过第十电阻进入第二载波功率开关器的第二控制端，外部输入的控制信号TC进入第三电阻的一端，第三电阻的另一端通过第五电阻与高频场效应管的栅极连接，外部输入的控制信号RC通过第六电阻进入三极管的基极，三极管的集电极接电源，三极管的发射极依次通过第八电阻、第六电感与射频晶体管的集电极连接。

2.根据权利要求1所述的用于射频信号收发的传输电路，其特征是：所述阻抗滤波匹配模块中还含有第一电容、第三电容、第四电容、第五电容和第二电感，第一电感的一端通过第一电容接地，第二电容的一端依次通过第二电感、第三电容接地，第三电感和第四电感的连接端通过第四电容接地，第四电感和第六电容的连接端通过第五电容接地。

3.根据权利要求1所述的用于射频信号收发的传输电路，其特征是：所述射频信号选频放大模块中，第三电阻和第五电阻的连接端通过第四电阻和第七电容的并联电路接地，高频场效应管的漏极通过第八电感接电源，第五电感和第十一电容的连接端通过第十电容接地；第八电阻和第六电感的连接端通过第十三电容接地，射频晶体管的基极依次通过第七电阻、第十三电容接地，射频晶体管的基极还与二极管的负极连接，二极管的正极接地。

4.根据权利要求1所述的用于射频信号收发的传输电路，其特征是：所述第一载波功率开关器和第二载波功率开关器的型号为：AS169-73；高频场效应管的型号为：2SK3078A；射频晶体管的型号为：BFP520；三极管为PNP型三极管。

5.根据权利要求3所述的用于射频信号收发的传输电路，其特征是：所述二极管的型号为：RN142GT2R。