CN214256628U

CN214256628U - Lte cat1模组

Info

Publication number: CN214256628U
Application number: CN202022700718.5U
Authority: CN
Inventors: 郑伟; 范海涛; 朱文燕; 李建军; 刘卓凡; 吴恙
Original assignee: Huizhou Gaoshengda Technology Co Ltd
Current assignee: Huizhou Gaoshengda Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2030-11-19

Abstract

本实用新型公开一种LTE CAT1模组，包括电源模块、通讯处理芯片、接口扩展模块、2G信号电路、4G信号电路及天线，所述通讯处理芯片的电源端与所述电源模块电连接，所述通讯处理芯片还分别与所述接口扩展模块、所述2G信号电路和所述4G信号电路电连接，所述2G信号电路还分别与所述4G信号电路和所述天线电连接；所述接口扩展模块包括多个GPIO接口及混合接口，各所述GPIO接口和所述混合接口分别与所述通讯处理芯片电连接。本实用新型为一种LTE CAT1模组，能够兼容2G和4G网络，通过设置多个扩展接口，可以扩展多种外部设备，提高了模组的通用性和兼容性。

Description

LTE CAT1模组

技术领域

本实用新型涉及物联网领域，特别是涉及一种LTE CAT1模组。

背景技术

近年来物联网技术的不断发展和市场规模的不断扩大，已经成为全球各国的技术及产业创新的重要战略，引发全球物联网关注热潮，很多将物联网上升为国家创新战略的重点之一。先进的硬件设计制造技术，已经趋于完善的通信互联网络均为物联网的发展创造了良好的条件。目前，发达国家已经开始在工业、农业、军事、医疗、环境监测、建筑、空间和海洋探索等领域开展物联网应用积累。

在物联网的诸多应用中，局域网产品(如WIFI、BT等)由于受到功耗大，网络覆盖范围小，应用场景相对局限等缺点逐渐被更加灵活的广域网通讯应用所替代。伴随着广域通讯网络2G/3G的退网，LTE网络成为目前主流的网络制式。而LTE网络中CAT1、CAT4、CAT6等通讯制式已成为4G网络主力军。其中，Cat1在网络覆盖、速度和延时上均有优势；相比传统的LTE Cat4、CAT6产品则拥有低成本和低功耗优势。同时，Cat1适配于当前国内的4G网络，非常适合运用在对性价比、时延性、覆盖范围、通信速度有要求的运用场景，成为物联网通讯终端重要的一环。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种LTE CAT1模组，能够兼容2G和4G网络，通过设置多个扩展接口，可以扩展多种外部设备，提高了模组的通用性和兼容性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种LTE CAT1模组，包括：电源模块、通讯处理芯片、接口扩展模块、2G信号电路、4G信号电路及天线，

所述通讯处理芯片的电源端与所述电源模块电连接，所述通讯处理芯片还分别与所述接口扩展模块、所述2G信号电路和所述4G信号电路电连接，所述2G信号电路还分别与所述4G信号电路和所述天线电连接；

所述接口扩展模块包括多个GPIO接口及混合接口，各所述GPIO接口和所述混合接口分别与所述通讯处理芯片电连接。

在其中一个实施例中，所述2G信号电路包括2G匹配单元及开关放大单元，所述2G匹配单元的一端与所述通讯处理芯片电连接，所述2G匹配单元的另一端与所述开关放大单元电连接，所述开关放大单元还与所述天线电连接。

在其中一个实施例中，所述2G匹配单元包括输入匹配支路和输出匹配支路，所述输入匹配支路和所述输出匹配支路的输入端分别与所述开关放大单元电连接，所述输入匹配支路和所述输出匹配支路的输出端分别与所述通讯处理芯片电连接。

在其中一个实施例中，所述输入匹配支路包括三个串联连接的第一匹配电容。

在其中一个实施例中，所述输出匹配支路包括三个串联连接的第二匹配电容。

在其中一个实施例中，所述4G信号电路包括射频单元、放大单元及4G匹配单元，所述射频单元的一端与所述通讯处理芯片电连接，所述射频单元的另一端与所述放大单元电连接，所述放大单元还经所述4G匹配单元与所述开关放大单元电连接。

在其中一个实施例中，所述4G匹配单元包括4G匹配支路及双工器，所述4G匹配支路的输入端分别与所述放大单元的输出端电连接，所述4G匹配支路的输出端与所述双工器电连接，所述双工器的输出端还与所述开关放大单元电连接。

在其中一个实施例中，所述4G匹配支路包括4G发射匹配单元和4G接收匹配单元，所述4G发射匹配单元的输入端与所述放大单元电连接，所述4G发射匹配单元的输出端与所述双工器电连接，所述4G接收匹配单元的输入端与所述双工器电连接，所述4G接收匹配单元的输出端与所述射频单元电连接。

在其中一个实施例中，所述混合接口包括USB接口、麦克风和/或喇叭。

在其中一个实施例中，所述通讯处理芯片包括主芯片及与所述主芯片连接的滤波单元和接地单元。

本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本实用新型为一种LTE CAT1模组，能够兼容2G和4G网络，通过设置多个扩展接口，可以扩展多种外部设备，提高了模组的通用性和兼容性。并且在应用上可以涵盖物联网领域的方法面面，例如工联网、车联网、共享经济、智能交通、智慧城市等，使得模组的通用性更好，可扩展更多的外部设备，成为各种智能终端设备的最佳选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施方式的LTE CAT1模组的功能模块图；

图2为图1所示的一实施方式的GPIO接口的电路图；

图3为图1所示的另一实施方式的GPIO接口的电路图；

图4为图1所示的一实施方式的混合接口的电路图；

图5为图1所示的一实施方式的2G信号电路的电路图；

图6为图1所示的一实施方式的4G信号电路的放大单元的电路图；

图7为图1所示的一实施方式的4G信号电路的射频单元的电路图；

图8为图1所示的一实施方式的4G信号电路的4G匹配单元的电路图；

图9为图1所示的一实施方式的通讯处理芯片的电路图；

图10为图1所示的一实施方式的电源模块的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种LTE CAT1模组，包括：电源模块100、通讯处理芯片200、接口扩展模块300、2G信号电路400、4G信号电路500及天线600，所述通讯处理芯片的电源端与所述电源模块电连接，所述通讯处理芯片还分别与所述接口扩展模块、所述2G信号电路和所述4G信号电路电连接，所述2G信号电路还分别与所述4G信号电路和所述天线电连接。需要说明的是，所述电源模块100用于为模组提供电源；所述通讯处理芯片200用于接收和发射2G/4G的信号；所述接口扩展模块300用于实现外部接口的扩展；所述2G信号电路400用于接收2G的信号；所述4G信号电路500用于接收4G的信号；所述天线600用于接收或者发射信号。

请参阅图2、图3和图4，所述接口扩展模块300包括多个GPIO接口310及混合接口320，各所述GPIO接口和所述混合接口分别与所述通讯处理芯片电连接。本实用新型中提供多组GPIO接口、可以软件定义为SSP、PCM、SDIO、UART(共3组)、I2C、GPIO等，分别可以扩展LCD、数字音频、WIFI、蓝牙、GPS、陀螺仪(或镜头)、通用接口(用于控制或指示灯驱动)等多种外围设备。

在本实施例中，所述混合接口包括USB接口、麦克风和/或喇叭。还需要说明的是，图2～图4中的U301A、U301B和U301C为同一个芯片的不同部分的管脚，由于芯片管脚数量较多，因此分为几个部分进行表示和描述。

请参阅图5和图6，所述2G信号电路包括2G匹配单元及开关放大单元，所述2G匹配单元的一端与所述通讯处理芯片电连接，所述2G匹配单元的另一端与所述开关放大单元电连接，所述开关放大单元还与所述天线电连接。其中芯片U1602为LTE的放大器，信号经放大和阻抗匹配输出至芯片U1601。芯片U1601为产品的2G放大器和天线的单刀多至开关，最终信号通过MAIN_ANT与外部通讯，即信号通过天线与移动基站进行通讯。

在本实施例中，请参阅图5，所述2G匹配单元包括输入匹配支路和输出匹配支路，所述输入匹配支路和所述输出匹配支路的输入端分别与所述开关放大单元电连接，所述输入匹配支路和所述输出匹配支路的输出端分别与所述通讯处理芯片电连接。具体地，所述输入匹配支路包括三个串联连接的第一匹配电容。所述输出匹配支路包括三个串联连接的第二匹配电容。如此，通过设置匹配单元，可以使得信号更稳定。

请参阅图6、图7和图8，图8以其中一个4G匹配单元为例。所述4G信号电路包括射频单元、放大单元及4G匹配单元，所述射频单元的一端与所述通讯处理芯片电连接，所述射频单元的另一端与所述放大单元电连接，所述放大单元还经所述4G匹配单元与所述开关放大单元电连接。

需要说明的是，所述4G匹配单元包括4G匹配支路及双工器，所述4G匹配支路的输入端分别与所述放大单元的输出端电连接，所述4G匹配支路的输出端与所述双工器电连接，所述双工器的输出端还与所述开关放大单元电连接。

请参阅图8，所述4G匹配支路包括4G发射匹配单元和4G接收匹配单元，所述4G发射匹配单元的输入端与所述放大单元电连接，所述4G发射匹配单元的输出端与所述双工器电连接，所述4G接收匹配单元的输入端与所述双工器电连接，所述4G接收匹配单元的输出端与所述射频单元电连接。

在本实施例中，请参阅图9，所述通讯处理芯片包括主芯片及与所述主芯片连接的滤波单元和接地单元。如此，通过设置多个滤波单元，使得输入的电压更干净，更稳定。

请参阅图7，本实用新型中使用2个独立的TX接口用于2G(850波段，900波段，1800波段)的发射功能；3个独立的TX接口(HB、MB、LB)承担LTE的全波段发射功能；7个独立的RX接口用于2G和LTE的接收。线路的TX部分按实际使用频率进行适当简化，优化了模组内部的线路空间；而RX部分按波段使用独立接口，从而提高产品的灵敏度。

请参阅图10，本模组支持3.4V～4.3V的宽电压输入(VBAT)，由电源管理芯片(PMIC)分配模组内部的供电需求，如主芯片工作所需的3.7V、1.09V、1.8V、APT电压等等。此外，电源管理芯片提供模组的上电开机(PWR)、芯片复位(RST)及供电控制接口(PI2C)。

本实用新型是一款尺寸小(26*28mm)，功耗低，集成度较高的广域网无线传输产品，兼容传统的2G网络和主流的4G网络的应用(全网通)。工作波段覆盖2G网络的GSM850、EGSM900、DCS1800和LTE FDD制式的B1、B3、B5、B8及TDD制式的B34、B38、B39、B40、B41。产品的最大下行速率10Mbps，最大上行速率5Mbps，能够满足市场多数物联网终端产品的应用需求。本实用新型提供了丰富的多媒体外设扩展功能或接口，如USB、UART、I2C、SSP、SDIO等。外部设备可以扩展WIFI、蓝牙、GPS、键盘、LCD显示、SD卡存储设备、扬声器、麦克风、FLASH存储器等，射频传输可靠性好，功能齐全，应用范围是目前市场性价比较高的一款无线传输产品。

本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种LTE CAT1模组，其特征在于，包括：电源模块、通讯处理芯片、接口扩展模块、2G信号电路、4G信号电路及天线，

2.根据权利要求1所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述2G信号电路包括2G匹配单元及开关放大单元，所述2G匹配单元的一端与所述通讯处理芯片电连接，所述2G匹配单元的另一端与所述开关放大单元电连接，所述开关放大单元还与所述天线电连接。

3.根据权利要求2所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述2G匹配单元包括输入匹配支路和输出匹配支路，所述输入匹配支路和所述输出匹配支路的输入端分别与所述开关放大单元电连接，所述输入匹配支路和所述输出匹配支路的输出端分别与所述通讯处理芯片电连接。

4.根据权利要求3所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述输入匹配支路包括三个串联连接的第一匹配电容。

5.根据权利要求3所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述输出匹配支路包括三个串联连接的第二匹配电容。

6.根据权利要求2所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述4G信号电路包括射频单元、放大单元及4G匹配单元，所述射频单元的一端与所述通讯处理芯片电连接，所述射频单元的另一端与所述放大单元电连接，所述放大单元还经所述4G匹配单元与所述开关放大单元电连接。

7.根据权利要求6所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述4G匹配单元包括4G匹配支路及双工器，所述4G匹配支路的输入端分别与所述放大单元的输出端电连接，所述4G匹配支路的输出端与所述双工器电连接，所述双工器的输出端还与所述开关放大单元电连接。

8.根据权利要求7所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述4G匹配支路包括4G发射匹配单元和4G接收匹配单元，所述4G发射匹配单元的输入端与所述放大单元电连接，所述4G发射匹配单元的输出端与所述双工器电连接，所述4G接收匹配单元的输入端与所述双工器电连接，所述4G接收匹配单元的输出端与所述射频单元电连接。

9.根据权利要求1所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述混合接口包括USB接口、麦克风和/或喇叭。

10.根据权利要求1所述的LTE CAT1模组，其特征在于，所述通讯处理芯片包括主芯片及与所述主芯片连接的滤波单元和接地单元。