CN217406662U

CN217406662U - 一种无线通信模块和电视机顶盒

Info

Publication number: CN217406662U
Application number: CN202220906101.5U
Authority: CN
Inventors: 李非; 罗铁柯
Original assignee: Beijing Sicun Communication Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Sicun Communication Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2032-04-19

Abstract

本方案提供一种无线通信模块和电视机顶盒，其中，无线通信模块包括：具有蓝牙芯片和具有多个外围引脚的电路板；所述蓝牙芯片的部分管脚和与其对应的部分外围引脚电连接；所述蓝牙芯片通过电路板与视频传输设备进行信号传输，以使视频传输设备与外部设备进行通信。本方案结构简单，在保证性能的前提下，无线通信模块具有较小的尺寸，且具有较低的功耗。

Description

一种无线通信模块和电视机顶盒

技术领域

本方案涉及通信领域，特别涉及一种通信模块和包含该通信模块的电视机顶盒。

背景技术

随着万物联网技术的发展，蓝牙模组被广泛的应用于各种无线接入和通讯设备，双模蓝牙模组也在智能穿戴领域得到比较好的应用。市场上的蓝牙模组，尺寸大小接口定义都不兼容，在电视机顶盒蓝牙接入方面满足不了客户的各种要求。因此现行的方法是各家模组公司根据客户的独特需求自行设计产品来满足客户的特定需求。

如天线选择是外接天线、内置板载天线、内置陶瓷天线，外接天线接口形式是IPEX扣子形式还是用邮票孔半孔形式。模组的接口是UART接口还是USB接口，采用四线UART接口还是两线UART接口。

由于各家公司对射频和芯片的相关深层次的技术和芯片独特的性能特性等了解的程度不同，所以做成的模组的射频指标和性能上有差异。在客户平台上使用、测试、认证、批量生产上面会存在问题。

发明内容

本方案意在提供一种无线通信模块和电视机顶盒。

为实现上述目的，本方案采用如下技术方案：

第一个方面，本方案提供了一种无线通信模块，包括：具有蓝牙芯片和具有多个外围引脚的电路板；所述蓝牙芯片的部分管脚和与其对应的部分外围引脚电连接；

所述蓝牙芯片通过电路板与视频传输设备进行信号传输，以使视频传输设备与外部设备进行通信。

在一种优选实例中，所述无线通信模块采用板边缘开设有多个金属化半孔的PCB板。

在一种优选实例中，所述无线通信模块的长度为14mm～16mm，宽度为12mm～14mm；所述无线通信模块的发射功率为3dBm～5dBm，接收灵敏度-93dBm～-108dBm。

在一种优选实例中，所述无线通信模块上分别沿天线的长度方向和宽度方向，位于天线边缘处以阵列方式，对称设有多个引脚。

在一种优选实例中，所述蓝牙芯片采用RTL8761BTV QFN32型芯片。

在一种优选实例中，所述蓝牙芯片中的通用输入输出管脚、复位管脚、烧写管脚的一种或多种通过电路板的预定外围引脚连接。

在一种优选实例中，所述蓝牙芯片中的部分管脚分别通过滤波电路与电路板的预定外围引脚连接。

在一种优选实例中，所述电路板中的部分预定外围引脚为空接状态。

在一种优选实例中，所述无线通信模块上设有双模蓝牙四线接口，音频接口PCM接口和射频接口中的一种或多种；和/或，所述无线通信模块上设有天线调试电路。

一种电视机顶盒，所述电视机顶盒的双模蓝牙芯片模组BT12上搭载了包括如上所述的无线通信模块。

有益效果

本方案结构简单，在保证性能的前提下，无线通信模块具有较小的尺寸，且具有较低的功耗，能够灵活的视频传输设备连接使用。

本方案通过预留天线调试电路，能够有效保证通讯的效率，减少振铃现象和减少通讯失真。

本方案通过设置射频接口，能够更好的与外部设备兼容，提升模组的适应性。

附图说明

图1示出本方案所述无线通信模块与电视机顶盒连接关系的示意图；

图2示出本方案所述无线通信模块尺寸的一种示例；

图3示出本方案所述无线通信模块中蓝牙芯片管脚定义的一种示例；

图4示出本方案所述无线通信模块中外围引脚定义的一种示例；

图5示出本方案所述无线通信模块中射频引脚配置的一种示例；

图6示出本方案所述无线通信模块中UART接口配置的一种示例；

图7示出本方案所述无线通信模块中电源配置的一种示例。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量、位置关系及比例可在实现本方技术方案的前提下随意改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。因此，可以预见到例如因为制造技术和/或公差而导致示意图中的形状有所变化。因此，示例性实施例不应所述被认为限于图中所示区域的具体形状，而是还可以包括由例如制造工艺造成的形状偏差。在附图中，为了清晰起见，可能会放大某些层和区域的长度和尺寸。附图中的相似附图标记表示相似的部件。还应所述理解到，当某一层被称为“位于其它层或基板上”时，所述层可以直接位于其它层或基板上，或者也可以存在中间层。

经研究和分析，传统采用有线通信的方式，不但安装麻烦，而且不便于后期的更换与维护。目前有线通信的方式逐渐被无线通信等方式取代；然而，例如，WIFI、LoRA、NB-IoT、4G、GPRS、GSM等无线传输方式，虽然技术较为成熟，但是，这些方式发射功率较高，功率消耗比较大，无法满足低功耗传输的要求。

因此，本方案旨在提供一种基于蓝牙芯片的无线通信模块，结合蓝牙协议5.0技术，提高信息传输速率和稳定性，降低芯片的功耗。

为使本方案的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本方案具体实施例做详细的说明。

如图1所示，本方案公开了一种无线通信模块，该模块包括具有蓝牙芯片和具有多个外围引脚的电路板。利用电路板上预置的外围引脚与蓝牙芯片的管脚电连接，所述蓝牙芯片通过电路板与视频传输设备进行信号传输，以使视频传输设备与外部设备进行通信。

本方案中，无线通信模块采用板边缘开设有多个金属化半孔的PCB板，可以直接利用该电路板作为载体，在其安装面上布置蓝牙芯片。该无线通信模块的长度为14mm～16mm，宽度为12mm～14mm；所述无线通信模块的发射功率为3dBm～5dBm，接收灵敏度-93dBm～-108dBm。在一种实施例中，如图2所示，该无线通信模块为搭载有蓝牙芯片的BT12双模蓝牙模组，不但能够在低功率下运行，且能够保证信号的传输精度。BT12双模蓝牙模组的尺寸可以为15mm×13mm，其支持蓝牙5.0协议。该尺寸体积小，能够灵活的使用到电视机顶盒作为蓝牙接入设备。BT12双模蓝牙模组的接口简单，实用性丰富，其能够提供双模蓝牙四线接口，方便做流控处理。音频的PCM接口也能够用作语音传输使用。天线方式采用支持外接天线的形式，方便客户做天线选型。

本方案中，该模组配置了UART PCM调试电路，即天线调试电路。通过天线调试电路，能够通过天线匹配，有效的调试和调节天线的辐射效率和提高天线增益。UART PCM调试电路能调高通讯的效率，减少振铃现象和减少通讯失真。

本方案中，蓝牙射频指标方面，蓝牙测试模式下发射功率4dBm以上，频偏在±20KHz以内，EDR制式下2Mbps速率接收灵敏度可达-94dBm,BLE模式下最小能达到-94dBm，BLE 125K速率能达到-106Bm。在实际应用状态下，会根据应用场景自适应的增强发射功率以保证蓝牙通讯质量来提高用户体验。支持发射功率在BDR和BLE制式下最大+10dBm，在EDR制式下支持最大+7.5dBm。

此外，本方案中，BT12双模蓝牙模组还设置有射频接口(RF接口)，以能够与外部设备设备兼容。例如，可以选择模组第二引脚或是第十二引脚做模组的天线接口引脚。方便用户的使用，兼容两款天线接入方式。靠近两个天线接口附近有做ESD设计，作为静电保护和整机过EMC认证测试。

本方案中，电路板设置有多个金属化半孔型的外围引脚，用于与蓝牙芯片上的GPIO接口连接。在一种实施例中，如图2所示，在无线通信模块的长度方向的两侧边缘，对称设有多个引脚；多个引脚按照阵列方式排布。例如，每侧设置14个引脚，每个引脚的高度为0.95mm，宽度为0.6mm；引脚之间的间距为0.9mm。在无线通信模块的宽度方向的两侧边缘，对称设有多个引脚；多个引脚按照阵列方式排布。例如，每侧设置11个引脚，每个引脚的高度为0.95mm，宽度为0.6mm；引脚之间的间距为0.9mm。

本方案中，蓝牙芯片可以采用RTL8761BTV QFN32型芯片。蓝牙芯片中的通用输入输出管脚、复位管脚、烧写管脚等管脚分别与电路板的预定引脚连接；蓝牙芯片中的滤波管脚通过和滤波电路与无线通信模块上的外围引脚连接。在一种实施例中，可以按照如图3所示的方式定义蓝牙芯片U1的管脚，利用如图4所示的方式定义电路板(LGA_1315)的引脚。蓝牙芯片的管脚和电路板的引脚之间的连接关系如图4和表1的方式所示。

表1蓝牙芯片的管脚和电路板引脚的对应关系

本领域技术人员应当理解，根据采用蓝牙芯片的型号不同，其管脚的定义会有略微变化，同样，根据采用无线通信模块的结构不同，其外围引脚的定义也会略有不同。在上述示例的基础上，本领域技术人员能够在合理的范围内，对蓝牙芯片或外围引脚进行适当的定义或扩展，不仅限于上述展示的示例。

另外，蓝牙芯片还需要进一步与晶振、滤波器、射频接口电路和蓝牙电源等结构连接，例如，蓝牙芯片可以采用1.2V的供电电压来维持蓝牙芯片的正常工作；晶振可以选择40MHz的晶振电路(40MHz xtal clock)；例如，管脚复位采用上拉电路来完成复位操作等等。再例如，射频接口电路可以使用标准的RFIO接口。对于外围器件的连接和选择，可以在满足蓝牙芯片和无线通信模块性能情况下，进行合理调整，不仅限于上述的示例。

在一种实例中，如图5所示，本方案中的蓝牙芯片的射频引脚出来的线路可以经过一个π型匹配电路，用来调节蓝牙的信号指标，用来在确保符合蓝牙指标标准规范要求的同时能过蓝牙认证需求。BT12双模蓝牙模组还可以增加了天线接口选择电路，可以选择2号管脚或者12号管脚为接外接天线管脚，方便用户使用。在靠近模组的接天线管脚处预留了ESD电路，用来做静电防护，来过EMC认证。

在一种实例中，如图6所示，本方案中的蓝牙芯片具有4线UART接口：UART_TX、UART_RX、UART_CTS、UART_RTS均配置有匹配电路，然后接到模组的外围接口引脚。匹配电路有两个作用，一个是能够调节通讯的线路匹配，已达到能够提高通讯速率减少误码率，另一个是能够断开后面电路连接，方便做隔断处理来做单独模组认证测试。另外，利用预留的UART接口，还可以对模块进行二次开发和调试，提高芯片的适应能力。

在一种实例中，如图7所示，本方案在电源方面，BT12双模蓝牙模组内部支持两种1.2V电源输出，LDO模式和SPS模式。LDO模式成本便宜节省元件，而SPS模式的电源信号指标会更佳。用户可以根据自身需求选择适合模式。

在上述无线通信模块的基础上，本方案还公开了一种电视机顶盒，该电视机顶盒能够通过上述的无线通信模块与外接天线匹配，使得电视机顶盒与外部设备进行通信，从而提高电视机顶盒使用的灵活性，支持射频通信，并且并于设备的安装和维护。本方案中，可以无线通信模块可以通过贴片焊接、插接等方式固定在电视机顶盒的线路板上，利用线路板给模块供电。其中，电视机顶盒的MCU可以与蓝牙芯片中的GPIO接口连接，从而控制无线通信模块的数据通信。

在一种实例中，本方案所述无线通信模块可以是搭载有蓝牙芯片的BT12双模蓝牙模组，其中接口UART_TX、UART_RX、UART_CTS、UART_RTS分别连接电视机顶盒主控的对应接口。BT12双模蓝牙模组的PCM接口连接电视机顶盒的PCM接口，电视机顶盒用三个GPIO口分别连接BT12双模蓝牙模组的蓝牙使能管脚，蓝牙唤醒主控管脚，主控唤醒蓝牙管脚。电视机顶盒主板给BT12双模蓝牙模组进行3.3V供电，此外模组的IO管脚的供电电源，电视机顶盒主板可以选择用1.8V或者3.3V。

通过以上连接就可以实现电视机顶盒对BT12模组的硬件控制和UART以及PCM通讯。

在机顶盒使用前所有的GPIO管脚模组内部做好上下拉电路处理，以及相应的匹配电路，电视机顶盒只需要使用，无需增加另外的电路来匹配，大大节省了电视机顶盒的成本和电路板空间。在GPIO的配置上相对比较精简，除了需要使用的蓝牙通讯UART4线接口以及音频语音的PCM四线接口外，只保留了3个控制使能管脚，使得电视机顶盒接线简便了很多。

保留天线匹配电路，当电视机顶盒与外接天线配合使用时，天线辐射和接收信号的指标不好的情况下，可使用天线匹配电路进行调试。

综上所述，本方案通过将小尺寸电路板和蓝牙芯片相结合，使得无线通信模块具有较小的体积，便于芯片的安装与维护，为电视机顶盒的灵活使用提供便利条件，并且能够节省电视机顶盒更多的布置空间。本方案通过采用BLE蓝牙芯片(Bluetooh Low Energy)，使得芯片的功耗大幅度降低。通过天线匹配电路能够调高通讯的效率，减少振铃现象和减少通讯失真。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种无线通信模块，其特征在于，包括：具有蓝牙芯片和具有多个外围引脚的电路板；所述蓝牙芯片的部分管脚和与其对应的部分外围引脚电连接；

2.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块采用板边缘开设有多个金属化半孔的PCB板。

3.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块的长度为14mm～16mm，宽度为12mm～14mm；

所述无线通信模块的发射功率为3dBm～5dBm，接收灵敏度-93dBm～-108dBm。

4.根据权利要求1或2所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块上分别沿天线的长度方向和宽度方向，位于天线边缘处以阵列方式，对称设有多个引脚。

5.根据权利要求3所述的无线通信模块，其特征在于，所述蓝牙芯片采用RTL8761BTVQFN32型芯片。

6.根据权利要求5所述的无线通信模块，其特征在于，所述蓝牙芯片中的通用输入输出管脚、复位管脚、烧写管脚的一种或多种通过电路板的预定外围引脚连接。

7.根据权利要求6所述的无线通信模块，其特征在于，所述蓝牙芯片中的部分管脚分别通过滤波电路与电路板的预定外围引脚连接。

8.根据权利要求1或5所述的无线通信模块，其特征在于，所述电路板中的部分预定外围引脚为空接状态。

9.根据权利要求1所述的无线通信模块，其特征在于，所述无线通信模块上设有双模蓝牙四线接口，音频接口PCM接口和射频接口中的一种或多种；和/或，

所述无线通信模块上设有天线调试电路。

10.一种电视机顶盒，其特征在于，所述电视机顶盒的双模蓝牙芯片模组BT12上搭载了包括如权利要求1至9任一项所述的无线通信模块。