CN212969637U - 一种基于射频集成电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及射频网络技术领域，公开了一种传输效率及稳定性较高的基于射频集成电路，用于控制天线与TX和RX通路间的切换，具备：输入匹配网络，其配置于射频集成电路内，用于接收数据信息；微控制器，其信号输入端耦接于所述输入匹配网络的输出端，用于隔离所述数据信息；输出匹配网络，其输入端与所述微控制器的信号输出端连接，用于阻抗匹配；低通滤波网络，其输入端与所述输出匹配网络的输出端连接，用于匹配所述天线和RF开关的阻抗。
Description
技术领域
本实用新型涉及射频网络技术领域，更具体地说，涉及一种基于射频集成电路。
背景技术
射频(RF)是RadioFrequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz--300GHz之间。目前，在设计射频匹配网络时，由于端口的阻抗匹配的一致性较差及插入损耗较高，长时间使用时，导致网络通路的PA功率及传输效率较低，使得数据信息稳定性较差。
因此，如何提高网络通路的PA功率及传输效率成为本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述由于端口的阻抗匹配的一致性较差及插入损耗较高，长时间使用时，导致网络通路的PA功率及传输效率较低，使得数据信息稳定性较差的缺陷，提供一种传输效率及稳定性较高的基于射频集成电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于射频集成电路，用于控制天线与TX和RX通路间的切换，具备：
输入匹配网络，其配置于射频集成电路内，用于接收数据信息；
微控制器，其信号输入端耦接于所述输入匹配网络的输出端，用于隔离所述数据信息；
输出匹配网络，其输入端与所述微控制器的信号输出端连接，用于阻抗匹配；
低通滤波网络，其输入端与所述输出匹配网络的输出端连接，用于匹配所述天线和RF开关的阻抗。
在一些实施方式中，所述输出匹配网络包括第二电感、第二电容及第五电容，
所述第二电感的一端通过第一电容与所述微控制器的信号输出端连接，
所述第二电感的另一端分别与所述第二电容及所述第五电容的一端连接，
所述第五电容的另一端耦接于所述RF开关的一端。
在一些实施方式中，所述低通滤波网络包括第三电感、第四电感、第五电感、第三电容及第四电容，
所述第三电感、所述第四电感及所述第五电感串联连接，
所述第三电感的一端与所述RF开关的一输出端连接，所述第三电感的另一端与所述第三电容的一端连接；
所述第四电感及所述第五电感的一端与所述第四电容的一端连接。
在一些实施方式中，所述输入匹配网络包括第七电容、第八电容、第六电感、第七电感及第八电感，
所述第七电感、所述第八电容及所述第八电感的一端与所述微控制器的信号输入端连接；
所述第七电容的一端与所述第七电感的另一端连接，所述第七电容的另一端与所述微控制器的差分输入端连接，
所述第八电感的另一端与所述第六电感的一端连接。
在一些实施方式中，还包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的一端与所述RF开关的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制器的一端连接；
所述第二电阻的一端与所述RF开关的另一端连接，所述第二电阻的另一端与所述微控制器的另一端连接。
在一些实施方式中，还包括晶振，所述晶振的一端与所述微控制器的一晶振端连接，所述晶振的另一端与所述微控制器的另一晶振端连接。
在本实用新型所述的基于射频集成电路中，包括用于接收数据信息的输入匹配网络及用于隔离数据信息的微控制器；其中，输出匹配网络用于阻抗匹配，低通滤波网络用于匹配天线和RF开关的阻抗。与现有技术相比，通过低通滤波网络匹配天线和RF开关的阻抗，以提高网络通路的PA功率及传输效率，进而提高数据信息传输的稳定性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型提供基于射频集成电路的一实施例原理图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，在本实用新型的基于射频集成电路的第一实施例中，基于射频集成电路100包括输入匹配网络101、微控制器U101、输出匹配网络102、RF开关U102及低通滤波网络103。
其中，输入匹配网络101用于实现接收机的输入阻抗和RF开关U102的J3脚阻抗相匹配，并使得接收的数据信息输入微控制器U101的差分输入端(对应RFIP)，此时，微控制器U101的信号输入端(对应RFIN)处时幅度相，相位相差180度。
微控制器U101是高度集成，低成本且具有868/915MHzISM无线收发模块，发射高达+20dBm及接收-121dBm的灵敏度，优化了应用的链路性能。
其具有中断配置、Duty-Cycle运行模式、信道侦听、低电压检测、上电复位、及静噪输出等功能。
输出匹配网络102用于匹配微控制器U101内功率放大器(对应PA)的输出阻抗和RF开关U102的J2脚的阻抗。
低通滤波网络103用于控制天线和RF开关U102的J1脚的阻抗匹配，抑制谐波。
需要说明的是，阻抗匹配用于传输线上，以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的，而且几乎不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同。
具体地，输入匹配网络101配置于射频集成电路内，其用于接收天线(图中未示出)发射的数据信息(对应电磁波信号)，然后将该数据信息输出至微控制器U101。
进一步地，微控制器U101的信号输入端(对应RFIN)与输入匹配网络101的输出端连接，其用于对数输入的数据信息进行隔离处理，再输出至输出匹配网络102。
输出匹配网络102的输入端与微控制器U101的信号输出端(对应PA端)连接，其用于匹配微控制器U101内功率放大器(对应PA)的输出阻抗和RF开关U102的J2脚的阻抗，输出的数据信息经RF开关U102处理后，再输出至低通滤波网络103。
低通滤波网络103的输入端通过RF开关U102与输出匹配网络102的输出端连接，其用于匹配天线和RF开关的阻抗，进而控制天线与TX和RX通路间的切换。
在本方案中，通过低通滤波网络103匹配天线和RF开关的阻抗，以提高网络通路的PA功率及传输效率，进而提高TX和RX通路间的数据信息传输的稳定性。
在一些实施方式中，为了完善输出匹配网络102的性能，可在输出匹配网络102设置第二电感L102、第二电容C102及第五电容C105，上述电感及电容具有滤波的作用。
具体地，第二电感L102的一端通过第一电容C101与微控制器U101的信号输出端(对应PA端)连接，第二电感L102的另一端分别与第二电容C102及第五电容C105的一端连接，第二电容C102的另一端与公共端连接。
第五电容C105的另一端耦接于RF开关U102的一端(对应J2端)。
需要说明的是，第一电容C101是隔直电容，并且与第二电感L102的部分电感在工作频点形成谐振起到谐波抑制作用。
微控制器U101输出的数据信息经上述电感及电容滤波处理后，输入RF开关U102，以提高输出数据信息的质量。
在一些实施方式中，为了抑制输入数据信息的谐波，可在低通滤波网络103中设置第三电感L103、第四电感L104、第五电感L105、第三电容C103及第四电容C104，其中，第三电感L103、第四电感L104及第五电感L105串联连接。
具体地，第三电感L103的一端与RF开关U102的一输出端(对应J1端)连接，第三电感L103的另一端与第三电容C103的一端连接，第三电容C103的另一端与公共端连接。
第四电感L104及第五电感L105的一端与第四电容C104的一端连接，第四电容C104的另一端与公共端连接，通过实现天线和RF开关U102的一端(对应J1脚)阻抗匹配，抑制谐波。
在一些实施方式中，为了适配RF开关U102与输入匹配网络101的阻抗匹配，可在输入匹配网络101中设置第七电容C107、第八电容C108、第六电感L106、第七电感L107及第八电感L108，其中，第七电感L107、第八电容C108及第八电感L108的一端与微控制器U101的信号输入端(对应RFIN端)连接。
第七电容C107的一端及第七电感L107的另一端通过第九电容C109与RF开关U102的一端(对应J3端)连接，第七电容C107的另一端与微控制器U101的差分输入端(对应RFIP端)连接，第八电感L108的另一端与第六电感L106的一端连接。
在一些实施方式中，为了提高RF开关U102工作的安全性，可在电路中设置第一电阻R101及第二电阻R102，其中，第一电阻R101及第二电阻R102均为限流电阻。
具体地，第一电阻R101的一端与RF开关U102的一端(对应J2端)连接，第一电阻R101的另一端与微控制器U101的一端(对应GPIO1端)连接。
第二电阻R102的一端与RF开关U102的另一端(对应J3端)连接，第二电阻R102的另一端与微控制器U101的另一端(对应GPIO2端)连接。
在一些实施方式中，还包括晶振Y101、第十五电容C115及第十六电容C116，其中，晶振Y101用于产生脉冲时钟信号。
具体地，晶振Y101及第十五电容C115的一端与微控制器U101的一晶振端(对应X1端)连接，晶振振Y101的另一端及第十六电容C116的一端与微控制器U101的另一晶振端(对应X0端)连接。
晶振Y101产生的时钟信号输入微控制器U101的晶振端，为微控制器U101工作提供时钟脉冲。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (6)
1.一种基于射频集成电路，用于控制天线与TX和RX通路间的切换，其特征在于，具备：
输入匹配网络，其配置于射频集成电路内，用于接收数据信息；
微控制器，其信号输入端耦接于所述输入匹配网络的输出端，用于隔离所述数据信息；
输出匹配网络，其输入端与所述微控制器的信号输出端连接，用于阻抗匹配；
低通滤波网络，其输入端与所述输出匹配网络的输出端连接，用于匹配所述天线和RF开关的阻抗。
2.根据权利要求1所述的基于射频集成电路，其特征在于，
所述输出匹配网络包括第二电感、第二电容及第五电容，
所述第二电感的一端通过第一电容与所述微控制器的信号输出端连接，
所述第二电感的另一端分别与所述第二电容及所述第五电容的一端连接，
所述第五电容的另一端耦接于所述RF开关的一端。
3.根据权利要求1所述的基于射频集成电路，其特征在于，
所述低通滤波网络包括第三电感、第四电感、第五电感、第三电容及第四电容，
所述第三电感、所述第四电感及所述第五电感串联连接，
所述第三电感的一端与所述RF开关的一输出端连接，所述第三电感的另一端与所述第三电容的一端连接；
所述第四电感及所述第五电感的一端与所述第四电容的一端连接。
4.根据权利要求1所述的基于射频集成电路，其特征在于，
所述输入匹配网络包括第七电容、第八电容、第六电感、第七电感及第八电感，
所述第七电感、所述第八电容及所述第八电感的一端与所述微控制器的信号输入端连接；
所述第七电容的一端与所述第七电感的另一端连接，所述第七电容的另一端与所述微控制器的差分输入端连接，
所述第八电感的另一端与所述第六电感的一端连接。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于射频集成电路，其特征在于，
还包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的一端与所述RF开关的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制器的一端连接；
所述第二电阻的一端与所述RF开关的另一端连接，所述第二电阻的另一端与所述微控制器的另一端连接。
6.根据权利要求5所述的基于射频集成电路，其特征在于，
还包括晶振，所述晶振的一端与所述微控制器的一晶振端连接，所述晶振的另一端与所述微控制器的另一晶振端连接。
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