CN207184759U - 用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其包括射频芯片、电源电路、调试电路、射频电路和晶振电路，电源电路为射频芯片供电，调试电路、射频电路和晶振电路均连接至射频芯片。本实用新型通过对射频天线A1以及匹配调试电路进行分析，并修改射频电路的天线电路的电路原理图以及元件具体取值，达到天线馈电网络与射频芯片完全匹配，通过上述优化，当该蓝牙天线与智能终端连接时，可达到播放不卡顿，戴耳情况下连接距离20~25m，智能终端放口袋里连接距离10~15m，大大增大了现有的蓝牙天线的可靠的连接距离。

Description

用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块

技术领域

本实用新型涉及电子通讯技术领域，具体是一种用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块。

背景技术

蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除恼人电线的牵绊，自在地以各种方式轻松通话。自从蓝牙耳机问世以来，一直是行动商务族提升效率的好工具。

现有的蓝牙耳机一般包括耳机 CPU芯片、蓝牙天线、以及设置于CPU芯片与蓝牙天线之间的天线匹配电路。使用蓝牙耳机与智能终端连接时，可实现通话，听歌等数据传输；如果要达到播放不卡顿的目标，则需要保证可靠的连接距离，目前的天线匹配电路下，戴耳情况下可靠的连接距离为10~15m，智能终端放在口袋里时则更短，只有8~10m。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，对天线匹配电路进行改进，以增大可靠的连接距离。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，包括射频芯片、电源电路、调试电路、射频电路和晶振电路，电源电路为射频芯片供电，调试电路、射频电路和晶振电路均连接至射频芯片；所述射频电路包括电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4以及射频天线A1，电容C11的第一端连接至射频芯片，第二端连接至电感L3的第一端和电容C9的第一端，电感L3的第二端接地，电容C9的第二端连接电感L1的第一端和电感L4的第一端，电感L1的第二端连接电容C10的第一端和电感L2的第一端，电容C10的第二端接地，电感L2的第二端连接至射频天线A1；电感L4的第二端连接电容C12的第一端和电容C13的第一端，电容C13的第二端接地，电容C12的第二端年连接至射频芯片。

其中，所述射频天线A1包括承载板，承载板上设有天线本体；所述天线本体是由一根导线绕成连续的多个椭圆形圈而实现的平面天线。

现有的匹配调试电路中，由于产品尺寸较小，PCB参考地相对小，大大影响了天线辐射性能，且现有的天线采用平板倒置 F 天线或者陶瓷天线，平板倒置 F 天线尺寸较大，而陶瓷天线虽然尺寸小，但是带宽也小，容易受环境影响频率偏移，另外，由于陶瓷天线的尺寸很小，导致陶瓷天线必须通过外接匹配电路来进行阻抗匹配，而外接匹配电路如果设置参数不合理，则很难达到完全匹配，本新型中，所述射频天线A1为片式结构的陶瓷天线，也即承载板是由陶瓷材质实现，具体的，其包括陶瓷基片，陶瓷基片上嵌设有金属结构，金属结构向两侧延伸形成两个外电极。本新型通过是片式结构的陶瓷天线直接与电路板相连接，同时，电容C9、电容C11、电容C12、电容C13、电感L3、电感L4构成滤波电路，本实用新型不采用现有的滤波芯片，而是采用上述自制的滤波电路与该射频天线A1和匹配电路配合，具有很好的匹配能力，可在复杂环境下依然便于调节，使其达到最佳的匹配效果，从而增加了蓝牙天线的带宽、效率和增益，改善了蓝牙天线在弱信号环境下的收发效果。

另外，电感L1、电感L2和电容C10构成匹配电路，现有技术中，射频天线A1与匹配电路未能达到完全匹配，本实用新型中，通过修改电路元件的电路连接关系及其参数使其达到50±10ohm匹配，其中，电感L1取值为2.2nH，电感L2为5.1nH，电容C10为0.4pF。当然，具体使用时，当射频天线A1参数变更时，用户根据上述电路原理，重新计算匹配电路的各元件参数，使其与射频天线A1达到完全匹配。

进一步的，所述射频芯片采用型号为TI CC2541的射频芯片实现。

进一步的，所述晶振电路采用型号为Q22FA12800092的32M晶振实现。

本实用新型通过对射频天线A1以及匹配调试电路进行分析，并修改射频电路的天线电路的电路原理图、元件具体取值以及射频天线A1的构造，达到天线馈电网络与射频芯片完全匹配，通过上述优化，当该蓝牙天线与智能终端连接时，可达到播放不卡顿，戴耳情况下连接距离20~25m，智能终端放口袋里连接距离10~15m，大大增大了现有的蓝牙天线的可靠的连接距离。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的电路原理图；

图2为本实用新型的实施例的射频天线A1的分解示意图；

图3为本实用新型的实施例的射频天线A1的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

作为一个具体的实施例，参见图1，本实用新型的一种用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，包括射频芯片、电源电路、调试电路、射频电路和晶振电路，电源电路为射频芯片供电，调试电路、射频电路和晶振电路均连接至射频芯片。

本实施例中，射频芯片采用型号为TI CC2541的射频芯片实现。

射频电路包括电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4以及射频天线A1，电容C11的第一端连接至射频芯片的RF_P（第25引脚），第二端连接至电感L3的第一端和电容C9的第一端，电感L3的第二端接地，电容C9的第二端连接电感L1的第一端和电感L4的第一端，电感L1的第二端连接电容C10的第一端和电感L2的第一端，电容C10的第二端接地，电感L2的第二端连接至射频天线A1；电感L4的第二端连接电容C12的第一端和电容C13的第一端，电容C13的第二端接地，电容C12的第二端年连接至射频芯片的RF_N（第26引脚）。

其中，电感L1、电感L2和电容C10构成匹配电路，现有技术中，射频天线A1与匹配电路未能达到完全匹配，本实用新型中，通过修改电路元件的电路连接关系及其参数使其达到50±10ohm匹配，其中，电感L1取值为2.2nH，电感L2为5.1nH，电容C10为0.4pF。当然，具体使用时，当射频天线A1参数变更时，用户根据上述电路原理，重新计算匹配电路的各元件参数，使其与射频天线A1达到完全匹配。

现有的匹配调试电路中，由于产品尺寸较小，PCB参考地相对小，大大影响了天线辐射性能，且现有的天线采用平板倒置 F 天线或者陶瓷天线，平板倒置 F 天线尺寸较大，而陶瓷天线虽然尺寸小，但是带宽也小，容易受环境影响频率偏移，另外，由于陶瓷天线的尺寸很小，导致陶瓷天线必须通过外接匹配电路来进行阻抗匹配，而外接匹配电路如果设置参数不合理，则很难达到完全匹配，本新型中，参见图2和图3，射频天线A1为片式结构的陶瓷天线，其包括陶瓷基片1，陶瓷基片1设置有天线本体，该天线本体是由一根导线绕成连续的多个椭圆形圈而实现的平面天线。陶瓷基片1上嵌设有金属结构2，金属结构2一般根据需要设置一层或者多层，本实施例中包括层叠设置的第一金属层21和第二金属层22（两层金属结构），第一金属层21和第二金属层22的两侧均开设有凹槽，两个外电极3的一部分分别嵌入第一金属层21和第二金属层22两侧的凹槽内而固定。其中，金属结构的两侧开设凹槽用以防止两个外电极，可方便两个外电极放置，且第一金属层21和第二金属层22通过两个外电极电性连接，无需开设额外的孔。

本新型通过是片式结构的陶瓷天线直接与电路板相连接，同时，电容C9、电容C11、电容C12、电容C13、电感L3、电感L4构成滤波电路，本实用新型不采用现有的滤波芯片，而是采用上述自制的滤波电路与该射频天线A1和匹配电路配合，具有很好的匹配能力，可在复杂环境下依然便于调节，一般仅需要调节匹配电路即可使其达到最佳的匹配效果，从而增加了蓝牙天线的带宽、效率和增益，改善了蓝牙天线在弱信号环境下的收发效果。

另外，晶振电路采用型号为Q22FA12800092的32M晶振实现。

电源电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8以及保险丝FB1，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8的第一端均连接至第一电源VDD、保险丝FB1的第一端以及射频芯片的相应引脚，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8的第二端均接地，保险丝FB1的第二端连接至第二电源VDD。

调试电路一般采用SoC Debug/Flash以及相应接口实现。

优化前的蓝牙天线与智能手机连接后，满足播放不卡顿的情况下，测试戴耳情况下可靠连接距离为10~15m，智能手机放在口袋里时可靠连接距离只有8~10m，通过本实用新型的上述方案的优化，同样满足播放不卡顿的情况下，测试戴耳情况下可靠连接距离提到到20~25m，智能手机放在口袋里时可靠连接距离提高到10~15m。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：包括射频芯片、电源电路、调试电路、射频电路和晶振电路，电源电路为射频芯片供电，调试电路、射频电路和晶振电路均连接至射频芯片；

所述射频电路包括电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4以及射频天线A1，电容C11的第一端连接至射频芯片，第二端连接至电感L3的第一端和电容C9的第一端，电感L3的第二端接地，电容C9的第二端连接电感L1的第一端和电感L4的第一端，电感L1的第二端连接电容C10的第一端和电感L2的第一端，电容C10的第二端接地，电感L2的第二端连接至射频天线A1；电感L4的第二端连接电容C12的第一端和电容C13的第一端，电容C13的第二端接地，电容C12的第二端年连接至射频芯片；

所述射频天线A1包括承载板，承载板上设有天线本体；所述天线本体是由一根导线绕成连续的多个椭圆形圈而实现的平面天线。

2.根据权利要求1所述的用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：所述射频天线A1为片式结构的陶瓷天线。

3.根据权利要求2所述的用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：所述射频天线A1包括陶瓷基片，陶瓷基片上嵌设有金属结构，金属结构向两侧延伸形成两个外电极。

4.根据权利要求3所述的用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：所述金属结构包括层叠的第一金属层和第二金属层，第一金属层和第二金属层的两侧均开设有凹槽，两个外电极的一部分分别嵌入第一金属层和第二金属层两侧的凹槽内而固定。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：所述电感L1取值为2.2nH，电感L2为5.1nH，电容C10为0.4pF。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：所述射频芯片采用型号为TI CC2541的射频芯片实现。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的用于蓝牙耳机的天线匹配调试模块，其特征在于：所述晶振电路采用型号为Q22FA12800092的32M晶振实现。