一种无线模块功耗控制电路

1.一种无线模块功耗控制电路，其特征在于，包括电源模块、ISM波段收发器、射频收发开关和开关三极管，所述的电源模块分别为ISM波段收发器和射频收发开关供电，电源模块直接与ISM波段收发器连接，电源模块通过开关三极管连接射频收发开关；
ISM波段收发器输出的模拟单元工作信号通过匹配电路进行匹配后连接开关三极管的控制端，ISM波段收发器输出的单端控制信号与射频收发开关相连；
当ISM波段收发器需要发送或接收无线信号时，ISM波段收发器建立模拟单元工作信号并将该信号传输到开关三极管，开关三极管得到该控制信号后打开射频收发开关的电源供应；ISM波段收发器发出的单端控制信号使射频收发开关处于“发送”或者“接收”状态，使ISM波段收发器能够进行信号发送或者接收；当ISM波段收发器发送或者接收完成之后，再次发出模拟单元工作信号到开关三极管，控制开关三极管切断射频收发开关的电源供应，使射频收发开关处于无功耗状态。

一种无线模块功耗控制电路\n技术领域\n[0001] 本发明属于无线信号收发技术领域，特别涉及一种无线模块功耗控制电路。\n背景技术\n[0002] ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)主要是开放给工业、科学和医用3个主要机构使用的频段。ISM频段属于无许可(Free License)频段，使用者无需许可证，没有所谓使用授权的限制。ISM频段允许任何人随意地传输数据，但是对所有的功率进行限制，使得发射与接收之间只能是很短的距离，因而不同使用者之间不会相互干扰。\n[0003] 在美国，ISM频段是由美国联邦通信委员会(FCC)定义出来的，其他大多数政府也都已经留出了ISM频段，用于非授权用途。目前，许多国家的无线电设备(尤其是家用设备)都使用了ISM频段，如车库门控制器、无绳电话、无线鼠标、蓝牙耳机以及无线局域网等。\n[0004] RFID工作频率的选择，要顾及其他无线电服务，不能对其他服务造成干扰和影响，因而RFID系统通常只能使用特别为工业、科学和医疗应用而保留的ISM频率。\n[0005] 目前工作于ISM频段的无线标准主要有Wi-Fi、蓝牙和ZigBee等。其中蓝牙使用的是跳频扩频的射频调制方法；Wi-Fi中的802.11a/802.11g和802.15.4(与上层网络层相结合时称作ZigBee)使用的是直接序列扩频的射频调制方法；802.11b采用跳频扩频和直接序列扩频两种射频调制方法。上述所有方法都工作于全球通用的ISM频段(即2.4～\n2.483GHz)。除此之外，很多芯片厂商推出了工作于2.4GHz的无线通信芯片，如：北欧的NORDIC公司推出了一款内置了无线收发器nRF2401和增强型8051内核的nRF24e1芯片。\n[0006] ISM波段微功率无线模块常用于干电池供电的设备中，因此对低功耗要求甚严。另一方面，射频收发开关是无线模块上的常用元件，当应用需要使用单控制端的射频收发开关时，由于其一直接入模块电源，将给模块带来额外的功耗。一般的解决方案是使用单片机系统的IO口来控制射频收发开关的电源，但是这样需要使用更多IO的单片机，导致成本显著上升。同时，单片机的干预也使得ISM波段收发器芯片失去了对射频收发开关的直接控制，导致其某些功能无法实现。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过开关三极管实现了对射频收发开关电源的自动控制，从而避免了在ISM波段收发器无需进行信号传输时射频收发开关工作带来的额外功耗，能够降低无线模块功耗的无线模块功耗控制电路。\n[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种无线模块功耗控制电路，包括电源模块、ISM波段收发器、射频收发开关和开关三极管，所述的电源模块分别为ISM波段收发器和射频收发开关供电，电源模块直接与ISM波段收发器连接，电源模块通过开关三极管连接射频收发开关；\n[0009] ISM波段收发器输出的模拟单元工作信号通过匹配电路进行匹配后连接开关三极管的控制端，ISM波段收发器输出的单端控制信号与射频收发开关相连。\n[0010] 本发明的有益效果是：\n[0011] 1、通过开关三极管实现了对射频收发开关电源的自动控制，从而避免了在ISM波段收发器无需进行信号传输时射频收发开关工作带来的额外功耗，能够降低无线模块功耗；\n[0012] 2、只是在原有的电路基础上增加了一个开关三极管，增加的期减少，并且没有改变ISM波段收发器对射频收发开关的原始控制方法，故本电路结构简单，无需对电路进行重新设计，易于实现且成本低廉。\n附图说明\n[0013] 图1为本发明的控制电路结构示意图。\n具体实施方式\n[0014] 下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。\n[0015] 如图1所示，一种无线模块功耗控制电路，包括电源模块、ISM波段收发器、射频收发开关和开关三极管，所述的电源模块分别为ISM波段收发器和射频收发开关供电，电源模块直接与ISM波段收发器连接，电源模块通过开关三极管连接射频收发开关；\n[0016] ISM波段收发器输出的模拟单元工作信号通过匹配电路进行匹配后连接开关三极管的控制端，ISM波段收发器输出的单端控制信号与射频收发开关相连。\n[0017] 所述的ISM波段收发器可以采用任意一种工作于ISM波段的芯片进行设计，也可以根据实际工作波段的需要选择不同的芯片。优选地，本发明采用nRF905芯片。nRF905无线芯片是有挪威NORDIC公司出品的低于1GHz无线数传芯片，主要工作于433MHz、868MHz和\n915MHz的ISM频段。芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。非常适合于低功耗、低成本的系统设计，能够进一步降低本发明的无线模块的功耗。\n[0018] 电源模块是ISM波段收发器和射频收发开关共同的工作电源，也是需要实现低功耗的供电部分。\n[0019] 本发明的工作原理为：ISM波段收发器外部引脚发射的模拟单元工作信号通过匹配电路进行适当匹配后接入开关三极管的控制端；单端控制信号为ISM波段收发器原始的，直接用于控制射频收发开关的信号。当ISM波段收发器需要发送或接收无线信号时，ISM波段收发器建立模拟单元工作信号并将该信号传输到开关三极管，开关三极管得到该控制信号后打开射频收发开关的电源供应；ISM波段收发器发出的单端控制信号使射频收发开关处于“发送”或者“接收”状态，使ISM波段收发器能够进行信号发送或者接收。当ISM波段收发器发送或者接收完成之后，再次发出模拟单元工作信号到开关三极管，控制开关三极管切断射频收发开关的电源供应，使射频收发开关处于无功耗状态。本发明只是在原有的电路基础上在电源模块与射频收发开关之间增加了一个开关三极管，没有改变ISM波段收发器对射频收发开关的原始控制方法，故本电路结构简单，易于实现且成本低廉。\n[0020] 本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。