TWI782311B - 胎壓偵測器之無線訊號發射裝置 - Google Patents

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Abstract

一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，包含一控制器，一天線以及一阻抗匹配模組，該阻抗匹配模組包括一阻抗匹配電路與一阻抗調整電路，其中該阻抗匹配電路電性連接於該控制器，該阻抗調整電路電性連接於該天線與該阻抗匹配電路；其中該阻抗調整電路包括一開關元件，該開關元件電性連接該控制器，當該開關元件接收該控制器之兩種不同訊號時，該阻抗調整電路切換為兩種不同之阻態，因此阻抗匹配模組具有兩種不同阻抗，使該天線發送兩種不同射頻訊號，藉此達到單一胎壓偵測器適用於不同頻率之車內接收裝置之目的。

Description

胎壓偵測器之無線訊號發射裝置
本發明係與胎壓偵測器有關；特別是指一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置。
胎壓偵測系統(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)為一可即時回報駕駛人各輪胎之胎況訊息的系統，該系統主要是在車輛各輪胎的輪圈上裝設有胎壓偵測器，其可偵測所屬之輪胎的胎壓、胎溫等胎況訊息，有助於保障駕駛人的行車安全及預防爆胎、掉輪等意外的發生，因此為現代各先進國家車輛安全的標準配備之一。
然而各個汽車廠牌之車內接收裝置所能接收之射頻訊號頻率不相同，一般而言，常見的射頻訊號頻率為315M Hz與433M Hz兩種。甚至同一汽車廠牌之車內接收裝置也會隨車款或出廠時間之差異，而使用不同之射頻訊號頻率。為了因應市場上現有的車內接收裝置，汽車修配廠與經銷商也必須庫存315M Hz與433M Hz兩種胎壓偵測器，因此有很大的囤貨成本。
如何能使用單一胎壓偵測器並發送不同之射頻訊號頻率給車內接收裝置，使其該胎壓偵測器能適用於多個汽車廠牌車內接收裝置是業界亟需解決之問題。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，可發送兩種頻率之中的一者之無線訊號。
緣以達成上述目的，本發明提供的一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，包含一控制器、一天線以及一阻抗匹配模組。該控制器具有一第一輸出埠與一第二輸出埠，該第一輸出埠用以輸出一第一射頻訊號與一第二射頻訊號之其中一者，該第一射頻訊號具有一第一頻率，該第二射頻訊號具有一第二頻率；該第二輸出埠用以輸出一第一控制訊號與一第二控制訊號之其中一者，該第一控制訊號對應該第一射頻訊號，該第二控制訊號對應該第二射頻訊號。該阻抗匹配模組包括一阻抗匹配電路與一阻抗調整電路，其中該阻抗匹配電路電性連接於該第一輸出埠與該天線之間，該阻抗調整電路電性連接於該天線與該阻抗匹配電路；該阻抗調整電路包括一開關元件，該開關元件電性連接該第二輸出埠，該開關元件接收該第一控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第一組態；該開關元件接收該第二控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第二組態；其中於該第一組態時，該阻抗匹配模組具有一第一阻抗，使該天線發送該第一射頻訊號；於該第二組態時，該阻抗匹配模組具有一第二阻抗，使該天線發送該第二射頻訊號。
本發明之效果在於藉由胎壓偵測器之無線訊號發射裝置內的阻抗匹配裝置，經該控制器輸出之射頻訊號與控制訊號的不同，產生不同之阻抗，使該天線進而發送不同頻率之射頻訊號給車內接收裝置，以達到單一胎壓偵測器適用於多個汽車廠牌車內接收裝置之目的。
〔本發明〕
1,2:無線訊號發射裝置
10:控制器
102:第一輸出埠
104:第二輸出埠
20:阻抗匹配模組
202:阻抗匹配電路
204:阻抗調整電路
206:射頻開關
208:雙極性接面型電晶體
210:金氧半場效電晶體
30:天線
B:基極端
C:集極端
C1~C6:電容
Ca:第一電容
Cb:第二電容
D:汲極端
E:射極端
G:閘極端
L1,L2:電感
P1:接腳
P2,P2a,P2b:接腳
R1~R4:電阻
RF1:第一連接端
RF2:第二連接端
RF3:第三連接端
S:源極端
Sa,Sb:選擇端
VDD:電源
圖1為本發明第一較佳實施例胎壓偵測器之無線訊號發射裝置的系統方塊圖。
圖2為本發明第一較佳實施例之阻抗匹配模組與天線的電路圖。
圖3為本發明第二較佳實施例胎壓偵測器之無線訊號發射裝置的系統方塊圖。
圖4為本發明第二較佳實施例之阻抗匹配模組與天線的電路圖。
圖5為本發明第三較佳實施例之阻抗匹配模組與天線的電路圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1與圖2所示，為本發明第一較佳實施例之胎壓偵測器之無線訊號發射裝置1包含一控制器10、一阻抗匹配模組20與一天線30。
該控制器10於本實施例中為一微控制器，具有一第一輸出埠102與一第二輸出埠104，該第一輸出埠102於本實施例中具有一接腳P1，該接腳P1用以輸出一第一射頻訊號與一第二射頻訊號之其中一個射頻訊號，其中，該第一射頻訊號具有一第一頻率，該第二射頻訊號具有一第二頻率，本實施例中，該第一頻率以315MHz為例，該第二頻率以為433MHz為例。該第二輸出埠104用以輸出一第一控制訊號與一第二控制訊號之其中一個控制訊號。本實施例中，該第二輸出埠104具有二接腳P2a,P2b，該控制器10於該第一輸出埠102輸出該第一射頻訊號時，一併自該二接腳P2a,P2b輸出對應的該第一控制訊號，該第一控制訊號 接腳P2a為低電位，接腳P2b為高電位；該控制器10於該第二輸出埠104輸出該第二射頻訊號時，一併自該二接腳P2a,P2b輸出對應的該第二控制訊號，該第二控制訊號接腳P2a為高電位，接腳P2b為低電位。
該阻抗匹配模組20電性連接於該天線30與該控制器10的第一輸出埠102之間。該阻抗匹配模組20包含一阻抗匹配電路202與一阻抗調整電路204，該阻抗匹配電路202電性連接於該第一輸出埠102與該天線30之間，該阻抗調整電路204電性連接於該天線30與該阻抗匹配電路202。
請配合圖2，本實施例中，該阻抗匹配電路202包括一匹配迴路及一電源迴路，電容C1~C3及電感L1構成該匹配迴路，電感L2及電容C5,C6構成該電源迴路且連接至電源VDD。該阻抗調整電路204包括一以射頻開關206為例的開關元件，該射頻開關206電性連接該第二輸出埠104，該射頻開關206接收該第一控制訊號時，該阻抗調整電路204切換為一第一組態，該射頻開關206接收該第二控制訊號時，該阻抗調整電路204切換為一第二組態；其中於該第一組態時，該阻抗匹配模組20具有一第一阻抗，於該第二組態時，該阻抗匹配模組20具有一第二阻抗。
更詳而言，該射頻開關206具有一第一連接端RF1、一第二連接端RF2、一第三連接端RF3與二選擇端Sa,Sb，該第一連接端RF1電性連接該天線30及該阻抗匹配電路202之匹配迴路的電容C3。該阻抗調整電路204更包括一第一阻抗調整迴路與一第二阻抗調整迴路電性連接該射頻開關206的第二連接端RF2與第三連接端RF3，其中，該第一阻抗調整迴路具有以一第一電容Ca為例的至少一第一阻抗元件，該第一電容Ca一端電性連接該第二連接端RF2，另一端接地；該第二阻抗調整迴路具有以一第二電容Cb為例的至少一第二阻抗元件，該第二電容Cb一 端電性連接該第三連接端RF3，另一端接地。該二選擇端Sa,Sb分別透過二電阻R1,R2電性連接該第二輸出埠104的接腳P2a,P2b。依兩個選擇端Sa,Sb的電位高低不同，射頻開關206可將第一連接端RF1導通至第二連接端RF2或第三連接端RF3。
當該射頻開關206的該二選擇端Sa,Sb接收該第一控制訊號時，該第一連接端RF1與該第二連接端RF2之間導通，該第一連接端RF1與該第三連接端RF3之間截止，第一電容Ca連接於天線30與接地之間以形成第一組態，此時，該阻抗匹配電路202與該阻抗調整電路204共同之阻抗為該第一阻抗，該天線30與該阻抗匹配模組20產生諧振，諧振頻率為第一頻率(315MHz)，使天線30發送該第一射頻訊號之無線訊號。
該射頻開關206的該二選擇端Sa,Sb接收該第二控制訊號時，該第一連接端RF1與該第三連接端RF3之間導通，該第一連接端RF1與該第二連接端RF2之間截止，第二電容Cb連接於天線30與接地之間以形成第二組態，此時，該阻抗匹配電路202與該阻抗調整電路204共同之阻抗為該第二阻抗，該天線30與該阻抗匹配模組20產生諧振，諧振頻率為第二頻率(433MHz)，使天線30發送該第二射頻訊號之無線訊號。
本實施例之控制器10可連接一偵測組件(圖未示)，該偵測組件至少偵測胎壓，控制器10將該偵測組件的偵測結果轉換第一射頻訊號與第二射頻訊號之其中一者，經由阻抗匹配模組20及天線30發送為無線訊號。藉此，可達到單一胎壓偵測器適用於不同頻率之車內接收裝置之目的。
請參圖3與圖4，為本發明第二較佳實施例胎壓偵測器之無線訊號發射裝置2，其具有大致相同於第一實施例的架構，不同的是，本 實施例之控制器10的第二輸出埠104具有一接腳P2。另外，該阻抗調整電路204之開關元件為一雙極性接面型電晶體208。該控制器10於該第一輸出埠102輸出該第一射頻訊號時，該第二輸出埠104接腳P2輸出對應的該第一控制訊號，該第一控制訊號接腳P2以高電位為例；該控制器10於該第一輸出埠102輸出該第二射頻訊號時，該第二輸出埠104接腳P2輸出對應的該第二控制訊號，該第二控制訊號接腳P2以低電位為例。
本實施例中該阻抗調整電路204包括一以雙極性接面型電晶體208為例的開關元件，該雙極性接面型電晶體208電性連接該控制器10之第二輸出埠104，該雙極性接面型電晶體208接收該第一控制訊號時，該阻抗調整電路204切換為一第一組態，該雙極性接面型電晶體208接收該第二控制訊號時，該阻抗調整電路204切換為一第二組態；其中於該第一組態時，該阻抗匹配模組20具有一第一阻抗，於該第二組態時，該阻抗匹配模組20具有一第二阻抗。
承上所述，該阻抗調整電路204具有一第一阻抗調整迴路與一第二阻抗調整迴路，二者相互並聯連接，該第一阻抗調整迴路包括以一第一電容Ca為例的至少一第一阻抗元件，該第一電容Ca一端電性連接該天線30及該阻抗匹配電路202之阻抗匹配迴路的電容C3，另一端接地；該第二阻抗調整迴路包括以一第二電容Cb為例的至少一第二阻抗元件，該第二電容Cb一端電性連接該天線30，另一端與該雙極性接面型電晶體208之集極端C連接，該集極端C透過一電阻R4連接至電源VDD；該雙極性接面型電晶體208之基極端B透過一電阻R3電性連接於該控制器10之第二輸出埠104之接腳P2；該雙極性接面型電晶體208之射極端E接地。
更詳而言，該雙極性接面型電晶體208接收該第一控制訊號時，該雙極性接面型電晶體208切換為一導通狀態，該第一電容Ca與該第二電容Cb形成並聯，以形成第一阻態，該阻抗匹配電路202與該阻抗調整電路204共同之阻抗為該第一阻抗，該天線30與該阻抗匹配模組20產生諧振，諧振頻率為第一頻率(315MHz)，使天線30發送該第一射頻訊號之無線訊號。
該雙極性接面型電晶體208接收該第二控制訊號時，該雙極性接面型電晶體208切換為一截止狀態，該第一電容Ca不與該第二電容Cb形成並聯，以形成第二阻態，該阻抗匹配電路202之第一電容Ca與該阻抗調整電路204共同之阻抗為該第二阻抗，該天線30與該阻抗匹配模組20產生諧振，諧振頻率為第二頻率(433MHz)，使天線30發送該第二射頻訊號之無線訊號。
請參圖5所示，為本發明第三較佳實施例之胎壓偵測器之無線訊號發射裝置的阻抗匹配模組20與天線30，其中與第二較佳實施例不同的是，該阻抗調整電路204中之開關元件為金氧半場效電晶體210。其中，該阻抗調整電路204之第二電容Cb一端電性連接該天線30，另一端與該金氧半場效電晶體之汲極端D連接，該汲極端D串聯一電阻R4連接至電源VDD；該金氧半場效電晶體210之閘極端G串聯一電阻R3電性連接於該控制器10之第二輸出埠104之接腳P2；該金氧半場效電晶體210之源極端S接地。本實施例中其他元件之結構與電性連接方式接與第二較佳實施例相同，故不再贅述。
綜上所述，第二與第三較佳實施例亦與第一較佳實施例相同，該控制器10可連接至偵測組件，經由訊號轉換與匹配可達到單一胎 壓偵測器適用於不同頻率之車內接收裝置之目的。上述各實施例之第一阻抗元件及第二阻抗元件的數量亦可為複數個。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
1:無線訊號發射裝置
10:控制器
102:第一輸出埠
104:第二輸出埠
20:阻抗匹配模組
202:阻抗匹配電路
204:阻抗調整電路
30:天線
P1:接腳
P2a,P2b:接腳

Claims (6)

  1. 一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，包含：一控制器，具有一第一輸出埠與一第二輸出埠，該第一輸出埠用以輸出一第一射頻訊號與一第二射頻訊號之其中一者，該第一射頻訊號具有一第一頻率，該第二射頻訊號具有一第二頻率；該第二輸出埠用以輸出一第一控制訊號與一第二控制訊號之其中一者，該第一控制訊號對應該第一射頻訊號，該第二控制訊號對應該第二射頻訊號；一天線；以及一阻抗匹配模組，包括一阻抗匹配電路與一阻抗調整電路，其中，該阻抗匹配電路電性連接於該第一輸出埠與該天線之間，該阻抗調整電路電性連接於該天線與該阻抗匹配電路，該阻抗調整電路包括一開關元件，該開關元件電性連接該第二輸出埠，該開關元件接收該第一控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第一組態，該開關元件接收該第二控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第二組態，其中，於該第一組態時，該阻抗匹配模組具有一第一阻抗，使該天線發送該第一射頻訊號，於該第二組態時，該阻抗匹配模組具有一第二阻抗，使該天線發送該第二射頻訊號；其中，該阻抗調整電路之開關元件為一射頻開關；該阻抗調整電路包括一第一阻抗調整迴路與一第二阻抗調整迴路電性連接該射頻開關，該射頻開關接收該第一控制訊號時，該第一阻抗調整迴路電性連接該天線及該阻抗匹配電路，以形成該第一組態；該射頻開關接收該第二控制訊號時，該第二阻抗調整迴路電性連接該天線及該阻抗匹配電路，以形成該第二組態； 其中，該射頻開關具有一第一連接端、一第二連接端與一第三連接端，該第一連接端電性連接該天線與該阻抗匹配電路；該第一阻抗調整迴路包括至少一第一阻抗元件，該第二阻抗調整迴路包括至少一第二阻抗元件，該至少一第一阻抗元件與該至少一第二阻抗元件分別電性連接該第二連接端與該第三連接端；該射頻開關接收該第一控制訊號時，該第一連接端與該第二連接端之間導通，該第一連接端與該第三連接端之間截止，以形成該第一組態；該射頻開關接收該第二控制訊號時，該第一連接端與該第三連接端之間導通，該第一連接端與該第二連接端之間截止，以形成該第二組態。
  2. 如請求項1所述胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，其中該至少一第一阻抗元件為至少一第一電容；該至少一第二阻抗元件為至少一第二電容。
  3. 一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，包含：一控制器，具有一第一輸出埠與一第二輸出埠，該第一輸出埠用以輸出一第一射頻訊號與一第二射頻訊號之其中一者，該第一射頻訊號具有一第一頻率，該第二射頻訊號具有一第二頻率；該第二輸出埠用以輸出一第一控制訊號與一第二控制訊號之其中一者，該第一控制訊號對應該第一射頻訊號，該第二控制訊號對應該第二射頻訊號；一天線；以及一阻抗匹配模組，包括一阻抗匹配電路與一阻抗調整電路，其中，該阻抗匹配電路電性連接於該第一輸出埠與該天線之間，該阻抗調整電路電性連接於該天線與該阻抗匹配電路，該阻抗調整電路包括一開關元件，該開關元件電性連接該第二輸出埠，該開關元件接收該第一控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第一組態，該開關元件接收該第二控制 訊號時，該阻抗調整電路切換為一第二組態，其中，於該第一組態時，該阻抗匹配模組具有一第一阻抗，使該天線發送該第一射頻訊號，於該第二組態時，該阻抗匹配模組具有一第二阻抗，使該天線發送該第二射頻訊號；其中，該阻抗調整電路之開關元件為一雙極性接面型電晶體，該阻抗調整電路包括一第一阻抗調整迴路與一第二阻抗調整迴路，該第一阻抗調整迴路電性連接該天線及該阻抗匹配電路，該第一阻抗調整迴路包括至少一第一阻抗元件，該第二阻抗調整迴路與該第一阻抗調整迴路並聯連接，且該第二阻抗調整迴路包括至少一第二阻抗元件，該雙極性接面型電晶體設置於該第二阻抗調整迴路上且與該至少一第二阻抗元件串聯；該雙極性接面型電晶體接收該第一控制訊號時，該雙極性接面型電晶體切換為一導通狀態，該至少一第一阻抗元件與該至少一第二阻抗元件形成並聯，以形成該第一組態；該雙極性接面型電晶體接收該第二控制訊號時，該雙極性接面型電晶體切換為一截止狀態，該至少一第一阻抗元件不與該至少一第二阻抗元件形成並聯，以形成該第二組態。
  4. 如請求項3所述胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，其中該至少一第一阻抗元件為至少一第一電容；該至少一第二阻抗元件為至少一第二電容。
  5. 一種胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，包含：一控制器，具有一第一輸出埠與一第二輸出埠，該第一輸出埠用以輸出一第一射頻訊號與一第二射頻訊號之其中一者，該第一射頻訊號具有一第一頻率，該第二射頻訊號具有一第二頻率；該第二輸出埠用以輸出一第一控制訊號與一第二控制訊號之其中一者，該第一控制訊號對應該第一射頻訊號，該第二控制訊號對應該第二射頻訊號； 一天線；以及一阻抗匹配模組，包括一阻抗匹配電路與一阻抗調整電路，其中，該阻抗匹配電路電性連接於該第一輸出埠與該天線之間，該阻抗調整電路電性連接於該天線與該阻抗匹配電路，該阻抗調整電路包括一開關元件，該開關元件電性連接該第二輸出埠，該開關元件接收該第一控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第一組態，該開關元件接收該第二控制訊號時，該阻抗調整電路切換為一第二組態，其中，於該第一組態時，該阻抗匹配模組具有一第一阻抗，使該天線發送該第一射頻訊號，於該第二組態時，該阻抗匹配模組具有一第二阻抗，使該天線發送該第二射頻訊號；其中，該阻抗調整電路之開關元件為一金氧半場效電晶體，該阻抗調整電路包括一第一阻抗調整迴路與一第二阻抗調整迴路，該第一阻抗調整迴路電性連接該天線及該阻抗匹配電路，該第一阻抗調整迴路包括至少一第一阻抗元件；該第二阻抗調整迴路與該第一阻抗調整迴路並聯連接，且該第二阻抗調整迴路包括至少一第二阻抗元件，該金氧半場效電晶體設置於該第二阻抗調整迴路上且與該至少一第二阻抗元件串聯；該金氧半場效電晶體接收該第一控制訊號時，該金氧半場效電晶體切換為一導通狀態，該至少一第一阻抗元件與該至少一第二阻抗元件形成並聯，以形成該第一組態；該金氧半場效電晶體接收該第二控制訊號時，該金氧半場效電晶體切換為一截止狀態，該至少一第一阻抗元件不與該至少一第二阻抗元件形成並聯，以形成該第二組態。
  6. 如請求項5所述胎壓偵測器之無線訊號發射裝置，其中該至少一第一阻抗元件為至少一第一電容；該至少一第二阻抗元件為至少一第二電容。
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