CN210199980U - 一种新型远距离低成本无线发射电路 - Google Patents

Abstract

为了解决基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片无法实现远距离无线信号发射的问题，本实用新型提出一种新型远距离低成本无线发射电路，其包括：3V电源、基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路、匹配网络和天线E1，其特征在于：还包括功率放大电路，其中，3V电源用于给基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路和功率放大电路供电，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片上设有多个引脚，其中一个引脚用于连接3V电源，一个引脚用于接地，一个或多个引脚用于连接按键控制电路的一端，按键控制电路的另外一端连接第二三极管Q2，一个引脚用于输出信号PAOUT，输出信号PAOUT经过匹配网络、功率放大电路和天线E1处理后将无线信号发射出去。

Description

一种新型远距离低成本无线发射电路

技术领域

本实用新型涉及到无线收发芯片技术领域，较为具体的，涉及到一种新型远距离低成本无线发射电路。

背景技术

传统无线遥控装置中，晶振振荡器(XTAL)或者声表是一种必不可少的器件，广泛应用于遥控器装置中。晶振振荡器(XTAL)在通信***中，主要被用作频率发生器的基准，用来产生载波，或者直接用声表产生载波。传统的无线遥控方案中，晶振振荡器(XTAL)在无线收发芯片的外部，采用这种无线遥控方案至少需要一个单片机、一个发射芯片和大量***电元件才能实现无线收发功能，存在使用成本高、***功耗高，且体积大的弊端。

为了解决以上问题，目前有人提出一种基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片，所述的基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片内部集成高精度片上时钟振荡器、按键供电模块、编码电路、功率放大电路、带隙基准电路及稳压电路。当外部遥控器上的一个按键或者多个按键被按下时，按键供电模块将电送到芯片内部和按键供电输出端，带隙基准电路和线性稳压器得电后产生芯片内部电源给编码电路和时钟振荡器供电。时钟振动器产生无线发射芯片的载波，编码电路产生无线调制信号，一起送给芯片内部功率放大电路；芯片内功率放大电路通过外部的电感、匹配网络、天线把无线调制信号发射出去。虽然以上基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片实现了将成本降低、功耗降低和体积减小的效果，但是也因为这种基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片的功耗低，而内部的功率放大电路的放大倍数有限，使得基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片的有效距离基本在70～80米，目前市面上常见的3V遥控器的有效距离基本都在70～80米，属于近距离发射，而近距离的遥控器的应用场景就比较局限，目前常见的应用为电动车报警器的遥控器。

实用新型内容

为了解决目前的基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片由于功耗低而无法实现80米以上的无线信号发射的问题，本实用新型提出一种新型远距离低成本无线发射电路，其通过在常规的CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片的内部集成声表振荡器，并且在输出端追加一级功率放大电路，实现了3V 遥控器无法实现的远距离遥控的功能，可以将无线发射的有效距离提升到 500～600米，使得3V的遥控器的应用场景局限性降低，例如可以增加使用在无线遥控飞机、汽车等应用场景，当然原有的电动车报警器的遥控器场景仍然适用。

一种新型远距离低成本无线发射电路，其包括：3V电源、基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路、匹配网络和天线E1，其特征在于：还包括功率放大电路，其中，3V电源用于给基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路和功率放大电路供电，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片上设有多个引脚，其中一个引脚用于连接3V电源，一个引脚用于接地，一个或多个引脚用于连接按键控制电路的一端，按键控制电路的另外一端连接第二三极管Q2，用来控制无线发射芯片PAOUT和第一三极管Q1偏置电路供电的开关，一个引脚用于输出信号PAOUT，输出信号PAOUT经过匹配网络、功率放大电路和天线E1处理后将无线信号发射出去。

进一步的，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片包括315MHz无线射频芯片和433MHz无线射频芯片。

进一步的，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片采用433MHz无线射频芯片，且型号为RC118，RC118总共包含八个引脚，分别为第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚，其中第八引脚连接3V电源，第一引脚接地，第二引脚用于输出信号PAOUT，第四引脚、第五引脚、第六引脚和第七引脚分别连接按键控制电路，第三引脚通过第一电阻R1后连接LED灯后接地，当第二引脚输出信号PAOUT时，LED灯发光。

进一步的，3V电源通过电阻R0后经过第二电感L11连接到基于CMOS 工艺实现的全集成无线发射芯片的第二引脚与第一匹配网络之间，3V电源与电阻R0之间连接第十电容C10后接地，第二电感L11具有通直流隔交流的作用，且以上结构可以防止第二引脚被静电击穿。

进一步的，按键控制电路包括并联的第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3，其中第一按键K0的一端通过第四电阻R4连接在基于 CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第四引脚，第二按键K1的一端通过第五电阻R5连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118 的第五引脚，第三按键K2的一端通过第六电阻R6连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第六引脚，第四按键K3的一端通过第七电阻R7连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第七引脚，第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3的另外一端与第九电阻 R9的一端连接，第九电阻R9的另外一端分别与第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的B极连接，第二电阻R2的另外一端和第二三极管Q2的E极连接 3V电源，第二三极管Q2的C极连接到PAOUT和第一三极管Q1偏置电路，当第二三极管Q2导通时，3V电源给第二引脚和第一三极管Q1供电。

进一步的，所述的功率放大电路为第一三极管Q1。

进一步的，所述的匹配网络包括第一匹配网络和第二匹配网络，其中第一匹配网络的一端连接到基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118第二引脚上，第一匹配网络的另外一端连接到第一三极管Q1的B极，第一三极管Q1的C极连接到第二匹配网络的一端，第二匹配网络的另外一端连接天线 E1。第一匹配网络的作用是将从基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片 RC118第二引脚出来的高频信号PAOUT与第一三极管Q1的功率匹配，第二匹配网络的作用是将经过第二三极管Q2放大后的信号与天线E1的功率进行匹配。

进一步的，第一匹配网络包括第十一电容C11、第六电容C6和第二电感 L2，其中第十一电容C11的一端与基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片 RC118第二引脚连接，第十一电容C11的另外一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另外一端通过第六电容C6后接地，第二电感L2的另外一端连接到第一三极管Q1的B极，第二电感L2的另外一端与第二三极管Q3的C极之间连接有电阻。

进一步的，第二匹配网络包括第四电容C4、第一电容C1、第八电容C8、第二电容C2和第三电容C3，其中第四电容C4的一端分别连接在第一三极管 Q1的C极和第一电容C1的一端，第四电容C4的另外一端接地，第一电容C1 的另外一端与第八电容C8的一端连接，第八电容C8的另外一端连接到第二电容C2后接地，第八电容C8的另外一端连接到第三电容C3后接地，在第二电容C2和第三电容C3之间连接有天线E1。

进一步的，天线E1选用PCB天线。

进一步的，3V电源连接到第九电容C9的一端，第九电容C9的另外一端接地，第九电容C9的一端通过第一电感L1后连接到第一三极管Q1的C极和第四传感器C4之间。

进一步的，所述的新型远距离低成本无线发射电路中涉及到的电元件的工作参数如下：电阻R0为20Ω，第一电阻R1为1KΩ，第二电阻R2为100K Ω，第三电阻R3为1KΩ，第四电阻R4为200Ω，第五电阻R5为200Ω，第六电阻R6为200Ω，第七电阻R7为200Ω，第八电阻R8为50Ω，第九电阻 R9为200Ω，第十电阻R10为330Ω，第十一电阻R11为10KΩ，第一电容C1为1nF,第二电容C2为3pF,第三电容C3为3pF，第四电容C4为5.8pF，第六电容C6为16pF，第八电容C8为3pF,第九电容C9为0.1uF,第十电容C10 为0.1uF,第十一电容C11为1nF,第十二电容C12为0.1uF，第一电感L1为 330nF，第二电感L11为100nF。

本实用新型的新型远距离低成本无线发射电路的工作原理如下：当第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3中的一个或多个被按下后，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第二引脚会发出一个高频信号PAOUT,高频信号PAOUT会经过第一匹配网络的作用使得其功率与第一三极管Q1的功率匹配，同时第二三极管Q2导通，3V电源通过第三电阻R3、第十一电阻R11和第十电阻R10提供给第一三极管Q1一个静态偏置，此时第一三极管Q1将接受到的经过第一匹配网络作用的高频信号PAOUT进行放大，然后通过第二匹配网络与天线E1的功率进行匹配后发射出去。

由此可见，本实用新型的新型远距离低成本无线发射电路不但只采用了一个芯片，并且同时具有功耗低、成本低的优点，同时，芯片外部不需要晶振和声表，电路结构简单，但是发射距离大，有效发射距离可以达到500～ 600米，使得无线发射芯片的使用场景的可能性大大增加。

附图说明

图1为新型远距离低成本无线发射电路的结构示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

具体实施案例1：

如图1所示，为新型远距离低成本无线发射电路的结构示意图。一种新型远距离低成本无线发射电路，其包括：3V电源、基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路、匹配网络和天线E1，其特征在于：还包括功率放大电路，其中，3V电源用于给基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路和功率放大电路供电，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片上设有多个引脚，其中一个引脚用于连接3V电源，一个引脚用于接地，一个或多个引脚用于连接按键控制电路的一端，按键控制电路的另外一端连接第二三极管Q2，用来控制无线发射芯片PAOUT 和第一三极管Q1偏置电路供电的开关，一个引脚用于输出信号PAOUT，输出信号PAOUT经过匹配网络、功率放大电路和天线E1处理后将无线信号发射出去。

基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片采用433MHz无线射频芯片，且型号为RC118，RC118总共包含八个引脚，分别为第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚，其中第八引脚连接3V电源，第一引脚接地，第二引脚用于输出信号PAOUT，第四引脚、第五引脚、第六引脚和第七引脚分别连接按键控制电路，第三引脚通过第一电阻R1后连接LED灯后接地，当第二引脚输出信号PAOUT时，LED灯发光。

3V电源通过电阻R0后经过第二电感L11连接到基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片的第二引脚与第一匹配网络之间，3V电源与电阻R0之间连接第十电容C10后接地，第二电感L11具有通直流隔交流的作用，且以上结构可以防止第二引脚被静电击穿。

按键控制电路包括并联的第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3，其中第一按键K0的一端通过第四电阻R4连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第四引脚，第二按键K1的一端通过第五电阻R5连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第五引脚，第三按键K2的一端通过第六电阻R6连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第六引脚，第四按键K3的一端通过第七电阻R7连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第七引脚，第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3的另外一端与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另外一端分别与第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的 B极连接，第二电阻R2的另外一端和第二三极管Q2的E极连接3V电源，第二三极管Q2的C极连接到PAOUT和第一三极管Q1偏置电路，当第二三极管Q2导通时，3V电源给第二引脚和第一三极管Q1供电。

所述的功率放大电路为第一三极管Q1。所述的匹配网络包括第一匹配网络和第二匹配网络，其中第一匹配网络的一端连接到基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118第二引脚上，第一匹配网络的另外一端连接到第一三极管Q1的B极，第一三极管Q1的C极连接到第二匹配网络的一端，第二匹配网络的另外一端连接天线E1。第一匹配网络的作用是将从基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118第二引脚出来的高频信号PAOUT与第一三极管Q1的功率匹配，第二匹配网络的作用是将经过第二三极管Q2放大后的信号与天线E1的功率进行匹配。第一匹配网络包括第十一电容C11、第六电容C6和第二电感L2，其中第十一电容C11的一端与基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118第二引脚连接，第十一电容C11的另外一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另外一端通过第六电容C6后接地，第二电感L2的另外一端连接到第一三极管Q1的B极，第二电感L2的另外一端与第二三极管Q3的C极之间连接有电阻。第二匹配网络包括第四电容C4、第一电容C1、第八电容C8、第二电容C2和第三电容C3，其中第四电容C4 的一端分别连接在第一三极管Q1的C极和第一电容C1的一端，第四电容C4 的另外一端接地，第一电容C1的另外一端与第八电容C8的一端连接，第八电容C8的另外一端连接到第二电容C2后接地，第八电容C8的另外一端连接到第三电容C3后接地，在第二电容C2和第三电容C3之间连接有天线E1。

天线E1选用PCB天线。3V电源连接到第九电容C9的一端，第九电容C9 的另外一端接地，第九电容C9的一端通过第一电感L1后连接到第一三极管 Q1的C极和第四传感器C4之间。

所述的新型远距离低成本无线发射电路中涉及到的电元件的工作参数如下：电阻R0为20Ω，第一电阻R1为1KΩ，第二电阻R2为100KΩ，第三电阻R3为1KΩ，第四电阻R4为200Ω，第五电阻R5为200Ω，第六电阻R6 为200Ω，第七电阻R7为200Ω，第八电阻R8为50Ω，第九电阻R9为200 Ω，第十电阻R10为330Ω，第十一电阻R11为10KΩ，第一电容C1为1nF, 第二电容C2为3pF,第三电容C3为3pF，第四电容C4为5.8pF，第六电容C6 为16pF，第八电容C8为3pF,第九电容C9为0.1uF,第十电容C10为0.1uF, 第十一电容C11为1nF,第十二电容C12为0.1uF，第一电感L1为330nF，第二电感L11为100nF。

如上所述的新型远距离低成本无线发射电路的工作原理如下：当第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3中的一个或多个被按下后，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第二引脚会发出一个高频信号PAOUT,高频信号PAOUT会经过第一匹配网络的作用使得其功率与第一三极管Q1的功率匹配，同时第二三极管Q2导通，3V电源通过第三电阻R3、第十一电阻R11和第十电阻R10提供给第一三极管Q1一个静态偏置，此时第一三极管Q1将接受到的经过第一匹配网络作用的高频信号PAOUT进行放大，然后通过第二匹配网络与天线E1的功率进行匹配后发射出去。

以上所述实施例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 (10)

1.一种新型远距离低成本无线发射电路，其包括：3V电源、基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路、匹配网络和天线E1，其特征在于：还包括功率放大电路，其中，3V电源用于给基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片、按键控制电路和功率放大电路供电，基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片上设有多个引脚，其中一个引脚用于连接3V电源，一个引脚用于接地，一个或多个引脚用于连接按键控制电路的一端，按键控制电路的另外一端连接第二三极管Q2，用来控制无线发射芯片PAOUT和第一三极管Q1偏置电路供电的开关，一个引脚用于输出信号PAOUT，输出信号PAOUT经过匹配网络、功率放大电路和天线E1处理后将无线信号发射出去。

2.如权利要求1所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片包括315MHz无线射频芯片和433MHz无线射频芯片。

3.如权利要求2所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片采用433MHz无线射频芯片，且型号为RC118，RC118总共包含八个引脚，分别为第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚、第六引脚、第七引脚和第八引脚，其中第八引脚连接3V电源，第一引脚接地，第二引脚用于输出信号PAOUT，第四引脚、第五引脚、第六引脚和第七引脚分别连接按键控制电路，第三引脚通过第一电阻R1后连接LED灯后接地，当第二引脚输出信号PAOUT时，LED灯发光。

4.如权利要求3所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：3V电源通过电阻R0后经过第二电感L11连接到基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片的第二引脚与第一匹配网络之间，3V电源与电阻R0之间连接第十电容C10后接地。

5.如权利要求3所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：按键控制电路包括并联的第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3，其中第一按键K0的一端通过第四电阻R4连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第四引脚，第二按键K1的一端通过第五电阻R5连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第五引脚，第三按键K2的一端通过第六电阻R6连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第六引脚，第四按键K3的一端通过第七电阻R7连接在基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118的第七引脚，第一按键K0、第二按键K1、第三按键K2和第四按键K3的另外一端与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9的另外一端分别与第二电阻R2的一端和第二三极管Q2的B极连接，第二电阻R2的另外一端和第二三极管Q2的E极连接3V电源，第二三极管Q2的C极连接到PAOUT和第一三极管Q1偏置电路，当第二三极管Q2导通时，3V电源给第二引脚和第一三极管Q1供电。

6.如权利要求3所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：所述的功率放大电路为第一三极管Q1。

7.如权利要求3所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：所述的匹配网络包括第一匹配网络和第二匹配网络，其中第一匹配网络的一端连接到基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118第二引脚上，第一匹配网络的另外一端连接到第一三极管Q1的B极，第一三极管Q1的C极连接到第二匹配网络的一端，第二匹配网络的另外一端连接天线E1。

8.如权利要求7所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：第一匹配网络包括第十一电容C11、第六电容C6和第二电感L2，其中第十一电容C11的一端与基于CMOS工艺实现的全集成无线发射芯片RC118第二引脚连接，第十一电容C11的另外一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另外一端通过第六电容C6后接地，第二电感L2的另外一端连接到第一三极管Q1的B极，第二电感L2的另外一端与第二三极管Q3的C极之间连接有电阻。

9.如权利要求7所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：第二匹配网络包括第四电容C4、第一电容C1、第八电容C8、第二电容C2和第三电容C3，其中第四电容C4的一端分别连接在第一三极管Q1的C极和第一电容C1的一端，第四电容C4的另外一端接地，第一电容C1的另外一端与第八电容C8的一端连接，第八电容C8的另外一端连接到第二电容C2后接地，第八电容C8的另外一端连接到第三电容C3后接地，在第二电容C2和第三电容C3之间连接有天线E1。

10.如权利要求1所述的新型远距离低成本无线发射电路，其特征在于：天线E1选用PCB天线。

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