CN105023418A - 一种通信芯片性能提升电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信芯片性能提升电路，包括SX1278芯片和一高频开关，在SX1278芯片的信号输入端与高频开关之间设有一前置放大电路，高频开关的输出引脚RF1与所述前置放大电路电连接、其输入引脚RF2经外围电路后与SX1278芯片电连接，高频开关的接收引脚RFC经一电容C27后与信号天线连接，高频开关其中一控制端VH2与前置放大电路的连接。通过本电路的设置有效地提高了芯片接收信号的灵敏度、扩频传输性能及传输距离；且控制芯片只有在需要接收的时候才工作，能有效降低芯片的损耗，提高了芯片的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提升通信芯片性能的电路，具体涉及SX1278芯片作为RF通信模块时的性能提升电路。
背景技术
随着技术的发展,无线远程抄表技术目前是燃气行业的主要技术手段之一，其中所采用的通信模块方案很多，都是用于433MHz～490MHz频段的RF芯片类型，如RF4432等这类芯片采用FSK和GFSK的通信方式及基于跳频的抗干扰技术，但目前的主要问题是距离较短，仅能实现1km左右的可视距离的收发数据，若有较强的干扰，收发的成功率及收发的距离等指标将会大大降低。在这种情况下，可选用SX1278芯片，该芯片同时具有传统的FSK/GFSK通信模式和扩频模式，且在扩频模式下所具有的通信距离和收发误码率较FSK通信模式的性能提高明显，特别是在低速率的传输情形下更是优势明显。
如说明书附图中的图2所示，为SX1278芯片在RF通信模块的一般应用电路，其输入/输出引脚(RFO_HF/RFI_LF)是通过电感和电容的藕合电路直接接到高频开关芯片PE4259的RF1和RF2的两个引脚上。而采用这种电路结构来实现对信号的输入输出，所表现出来的性能与芯片本身所具有的高性能差别很大。主要原因是SX1278的RF信号输出是其内部集成了PA放大电路，但输入信号集成的是可调节的前置电路，调节参数要求比较严格，且较难控制。这样就出现了芯片主动发送数据时的性能良好，而作为被动唤醒才发送数据时的灵敏度差的现象，从而导致芯片因信号没收到就没有任何后续反应、信号输入的灵敏度差，且该种电路结构使得SX1278芯片的信号输入端不管是在接收信号或等待接收过程均上电工作，芯片的功耗大，影响部件的使用寿命。
发明内容
针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种通信芯片性能提升电路，通过在SX1278芯片的信号输入部分增加本电路后，使该芯片的扩频传输性能、灵敏度及传输距离得到提高，且能有效降低芯片的损耗。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种通信芯片性能提升电路，包括SX1278芯片和一高频开关，在SX1278芯片的信号输入端与高频开关之间设有一前置放大电路，高频开关的输出引脚RF1与所述前置放大电路电连接、其输入引脚RF2经外围电路后与SX1278芯片电连接，高频开关的接收引脚RFC经一电容C27后与信号天线连接，高频开关其中一控制端VH2与前置放大电路的连接。
所述前置放大电路可以包括双发射极射频晶体管和用以控制双发射极射频晶体管的电源开关，所述双发射极射频晶体管的基极B经电容C5后与高频开关的输出引脚RF1连接，双发射极射频晶体管的两个发射极(E1、E2)接地，双发射极射频晶体管的集电极C分为两条支路，其中一支路依次经电阻R2及电容C4后与SX1278芯片的输入引脚RFI_LF连接、其另一支路经电阻R8后与电源开关的输出端连接，电源开关的输入端由高频开关控制。
上述方案中，所述电源开关主要由第一三极管和第二三极管组成的BC847PN双晶体管集成电路，其第一三极管的基极B1经电阻R3后连接于高频开关的低频控制端VH2上，第一三极管的发射极E1接地，第一三极管的集电极C1与电阻R6连接后并联于第二三极管的基极B2上；第二三极管的发射极E2分为两条支路，其中一支路与电源VDD连接、其另一支路经偏置电阻R7后与第二三极管的基极B2并联，第二三极管的集电极C2与双发射极射频晶体管的集电极C连接。
为了将较高频率的信号滤掉，在第二三极管的集电极C2上连接有旁路电容C25和C26，C25和C26相互并联，其中C25和C26的一端均连接于第二三极管的集电极C2上、C25和C26的另一端均接地。
上述方案中，在第一三极管的基极B1和电阻R3之间连接有一过载保护电阻R5。
上述方案中，在高频开关的低频控制端VH2可以连接有一旁路电容C21。
上述方案，为了增加小信号处理的灵敏度，在双发射极射频晶体管的基极B与集电极C之间可以连接有一偏置电阻R9。
为提高前置放大电路的稳定性，在电阻R8的两端可并联有电容C11和电感L6。
上述方案中，所述高频开关的型号为UPG2030。
所述双发射极射频晶体管的型号为2SC5508。
本发明的有益效果为：
1、本发明在现有传统的以SX1278芯片作为无线燃气表RF芯片的应用电路中，通过在电路的信号输入部分增加和改进了一带有电源开关的前置放大电路，这样使得芯片的输入信号灵敏度从原指标的-110dB提高至-115dB，有效地提高了芯片接收信号的灵敏度、扩频传输性能及传输距离；能有效降低芯片的损耗。
2、所设置的BC847PN集成电路作为前置放大电路的电源开关，并受高频开关的控制，这样使得SX1278只有在需要接收的时候才让工作，有效地减少SX1278芯片的功耗，提高了芯片的使用寿命。
附图说明
图1为本通信芯片性能提升电路图。
图2为SX1278芯片在RF通信模块的一般应用电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的解释说明，但不用以限制本发明。
如图1所示，为本通信芯片性能提升电路图，它是在背景技术内容中所示的传统电路的基础上对SX1278的输入信号部分作出的改进电路。
一种通信芯片性能提升电路，包括SX1278芯片和一高频开关，在SX1278芯片的信号输入端与高频开关之间设有一前置放大电路，本实施例中，所述高频开关的型号为UPG2030。高频开关的输出引脚RF1与所述前置放大电路电连接、其输入引脚RF2经外围电路后与SX1278芯片电连接，高频开关的接收引脚RFC经一电容C27后与信号天线连接，在天线与电容C27之间还连接有电阻R1及电容C29，为提高接受信号的性能，在电容C29与电容C27之间设有旁路电容C28、且在电容C28的两端并联有电感L8。高频开关其中一控制端VH2与前置放大电路的连接，其另外一控制端VH1分为两支路：其一支路经电容C20后接地，其另一支路经电阻R4后与SX1278芯片的电源VCC连接。
所述前置放大电路包括双发射极射频晶体管和用以控制双发射极射频晶体管的电源开关，所述双发射极射频晶体管的具体型号为2SC5508。所述双发射极射频晶体管的基极B经电容C5后与高频开关的输出引脚RF1连接，双发射极射频晶体管的两个发射极(E1、E2)接地，双发射极射频晶体管的集电极C分为两条支路，其中一支路依次经电阻R2及电容C4后与SX1278芯片的输入引脚RFI_LF连接、其另一支路经电阻R8后与电源开关的输出端连接，在电阻R8的两端并联有电容C11和电感L6，且在双发射极射频晶体管的基极B与集电极C之间连接有一偏置电阻R9。
上述方案中，所述电源开关主要由第一三极管和第二三极管组成的BC847PN双晶体管集成电路，其第一三极管的发射极E1接地，第一三极管的集电极C1与电阻R6连接后并联于第二三极管的基极B2上；第二三极管的发射极E2分为两条支路，其中一支路与电源VDD连接、其另一支路经偏置电阻R7后与第二三极管的基极B2并联，所述电源VDD具体为3.3V的电压。第二三极管的集电极C2与双发射极射频晶体管的集电极C连接，作为电源开关的信号。在第二三极管的集电极C2上连接有旁路电容C25和C26，C25和C26相互并联，其中C25和C26的一端均连接在第二三极管的集电极C2上、C25和C26的另一端均接地。
所述电源开关的输入端由高频开关控制，具体为第一三极管的基极B1经电阻R3后连接于高频开关的低频控制端VH2上，在第一三极管的基极B1和电阻R3之间连接有一过载保护电阻R5。在高频开关的低频控制端VH2连接有一旁路电容C21。
本发明的工作原理为：
芯片输入信号的放大作用：从高频开关UPG2030的引脚RF2输入的射频 信号通过C5耦合进入2SC5508的基极B放大处理，为了增加小信号处理的灵敏度，基极B和集电极C间加了偏置电阻R9，这样就保证了小信号的放大作用。被放大的信号通过放大倍数电阻R8，再经过C4耦合后进入SX1278芯片RFI_LF引脚处理。
减少功耗作用：加入的BC847PN集成电路由二个三极管组成，其工作过程：芯片当需要接收低频数据的时候，手持机发出一个控制信号，该信号在将高频开关UPG2030切换到信号接收状态的同时，也控制BC847PN中的第一三极管的基极B1，通过该三极管控制着第二三极管的基极B2，当信号打开第一三极管的同时，使第一三级管控制第二三极管的发射极E2与第二三极管的集电极C2导通，此时加载在第二三极管的发射极E2上的3.3v电压就加在了2SC5508上，使2SC5508上电工作；而当芯片不需要接收时，2SC5508没有工作电压，不导通，则SX1278芯片不工作，有效地减少了功耗。
Claims (10)
1.一种通信芯片性能提升电路，包括SX1278芯片和一高频开关，其特征在于：在SX1278芯片的信号输入端与高频开关之间设有一前置放大电路，高频开关的输出引脚RF1与所述前置放大电路电连接、其输入引脚RF2经外围电路后与SX1278芯片电连接，高频开关的接收引脚RFC经一电容C27后与信号天线连接，高频开关其中一控制端VH2与前置放大电路的连接。
2.根据权利要求1所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：所述前置放大电路包括双发射极射频晶体管和用以控制双发射极射频晶体管的电源开关，所述双发射极射频晶体管的基极B经电容C5后与高频开关的输出引脚RF1连接，双发射极射频晶体管的两个发射极(E1、E2)接地，双发射极射频晶体管的集电极C分为两条支路，其中一支路依次经电阻R2及电容C4后与SX1278芯片的输入引脚RFI_LF连接、其另一支路经电阻R8后与电源开关的输出端连接，电源开关的输入端由高频开关控制。
3.根据权利要求2所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：所述电源开关主要由第一三极管和第二三极管组成的BC847PN双晶体管集成电路，其第一三极管的基极B1经电阻R3后连接于高频开关的低频控制端VH2上，第一三极管的发射极E1接地，第一三极管的集电极C1与电阻R6连接后并联于第二三极管的基极B2上；第二三极管的发射极E2分为两条支路，其中一支路与电源VDD连接、其另一支路经偏置电阻R7后与第二三极管的基极B2并联，第二三极管的集电极C2与双发射极射频晶体管的集电极C连接。
4.根据权利要求3所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：在第二三极管的集电极C2上连接有旁路电容C25和C26，C25和C26相互并联，其中C25和C26的一端均连接于第二三极管的集电极C2上、C25和C26的另一端均接地。
5.根据权利要求3所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：在第一三极管的基极B1和电阻R3之间连接有一过载保护电阻R5。
6.根据权利要求3所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：在高频开关的低频控制端VH2连接有一旁路电容C21。
7.根据权利要求2所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：在双发射极射频晶体管的基极B与集电极C之间连接有一偏置电阻R9。
8.根据权利要求2所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：在电阻R8的两端并联有电容C11和电感L6。
9.根据权利要求1所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：所述高频开关的型号为UPG2030。
10.根据权利要求2所述的通信芯片性能提升电路，其特征在于：所述双发射极射频晶体管的型号为2SC5508。
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