專利名稱：基于ata5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線傳感通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于ATA5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊。
背景技術(shù)：
高速公路、橋梁、隧道等的安全監(jiān)測(cè)是保證它們安全運(yùn)營(yíng)的重要手段。目前，國(guó)內(nèi)的高速公路、橋梁、隧道等的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多為有線傳輸體制，其布線繁瑣、線路依賴性強(qiáng)、安裝布設(shè)維護(hù)成本高；針對(duì)這些缺點(diǎn)，也有部分高速公路、橋梁、隧道等的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了無(wú)線傳輸體制，但所用的射頻模塊大部分只提供單一發(fā)射功率，信號(hào)傳輸距離受限，一旦周圍介質(zhì)環(huán)境發(fā)生改變，傳感器采集的信號(hào)很可能傳不出去，尤其對(duì)嵌入式系統(tǒng)而言更是如此，若要改變發(fā)射功率，則需要更換傳感器電路中的功率放大器，這在實(shí)際應(yīng)用中是不可取的
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，為提供了一種適用于高速公路、橋梁、隧道等復(fù)雜、多變環(huán)境的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)射頻模塊，具體是一種基于ATA5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種基于ATA5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊，包括射頻收發(fā)芯片電路、功率可調(diào)功放電路、第一天線和第二天線。所述的射頻收發(fā)芯片電路包括第一芯片ATA5824、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第一電阻、第一電感、第二電感、晶振；第一芯片 ATA5824 上設(shè)有 O 號(hào)至 48 號(hào)引腳，其中 0、1、2、3、5、7、11、12、13、14、15、22、23、26、38、41、42、43、44、47、48號(hào)引腳接地；第一芯片ATA5824的39、45、46號(hào)引腳懸空；第一芯片ATA5824的6、9、17、18號(hào)引腳為電源輸入引腳，6、9、17、18號(hào)引腳與輸入電源連接；第一芯片ATA5824的19、20、28、29、30、31、32、33、34、35、36、40號(hào)引腳是用于與外部單片機(jī)相應(yīng)端口連接的引腳；第一芯片ATA5824的8號(hào)引腳依次連接第一電阻、第二電容后接地；第一芯片ATA5824的16號(hào)引腳連接第八電容后接地；第一芯片ATA5824的21號(hào)引腳連接第七電容后接地；第一芯片ATA5824的27號(hào)引腳連接第六電容后接地；第一芯片ATA5824的37號(hào)引腳連接第五電容后接地；第一芯片ATA5824的24、25號(hào)引腳分別連接于晶振的兩端;第一芯片ATA5824的4號(hào)引腳分兩路一路連接第一電感后與第一天線相接，另一路連接第一電容后接地；第一芯片ATA5824的10號(hào)引腳分兩路一路依次連接第二電感L8、第三電容后接地，另一路連接第四電容后再與功率可調(diào)功放電路相接。所述的功率可調(diào)功放電路包括第二芯片AD8367、第九電容、第十電容、第i^一電容、第十二電容、第十三電容、第十四電容、第十五電容、第十六電容、第十七電容、第十八電容、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第三電感、第四電感；第二芯片AD8367設(shè)有I號(hào)至14號(hào)引腳，其中1、6、7、8、14號(hào)引腳接地；第二芯片AD8367的2、4號(hào)引腳相接且相接后分為兩路一路連接第九電容后接地，另一路接正5V電壓；第二芯片AD8367的3號(hào)引腳為射頻信號(hào)輸入引腳，3號(hào)引腳分為兩路一路連接第三電感后再與射頻收發(fā)芯片電路的第四電容相接，另一路連接第十五電容后接地；第二芯片AD8367的5號(hào)引腳是用于與外部的電位計(jì)相連接的引腳；第二芯片AD8367的9號(hào)引腳連接第十三電容后接地；第二芯片AD8367的10號(hào)引腳為射頻信號(hào)輸出引腳，10號(hào)引腳依次連接第十二電容、第四電感后分為兩路一路連接第十五電容后接地，另一路依次連接第十六電容、第十七電容、第三電阻、第四電阻、第十八電容后再與第二天線相接；第二芯片AD8367的11號(hào)引腳分為兩路一路連接第i^一電容后接地、另一路連接第五電阻后再接正5V電壓；第二芯片AD8367的12號(hào)引腳分為兩路一路連接第十電容后接地，另一路連接第六電阻后再接正5V電壓；第二芯片AD8367的13號(hào)引腳依次連接第十四電容、第二電阻后接地。第一芯片ATA5824上的9、6、17、18號(hào)引腳是電源輸入引腳，第一芯片ATA5824上的4號(hào)引腳是射頻信號(hào)輸入引腳，用來(lái)輸入第一天線接收到的射頻信號(hào)；第一芯片ATA5824 上的10號(hào)引腳是射頻信號(hào)輸出引腳，用以輸出射頻信號(hào)到第二天線；第一芯片ATA5824上的8號(hào)引腳是射頻輸出功率調(diào)節(jié)引腳，通過(guò)第一電阻來(lái)調(diào)節(jié)射頻輸出功率，其輸出功率典型值為IOdBm ;第一芯片ATA5824上的28到36號(hào)引腳以及40號(hào)引腳都分別和外部單片機(jī)相應(yīng)端口連接，用來(lái)和單片機(jī)交換數(shù)據(jù)和指令。第二芯片AD8367的5號(hào)引腳是功放模塊增益調(diào)節(jié)引腳，通過(guò)輸入電壓來(lái)調(diào)節(jié)功放的增益，其公式為增益Av=50V_ — 5，其線性度為20mV\dB，其增益控制范圍為-2. 5 dB到42. 5 dB,因此通過(guò)與單片機(jī)相接的電位計(jì)來(lái)控制Vmin輸入電壓。高速公路、橋梁、隧道等環(huán)境的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般包括多個(gè)主機(jī)，每個(gè)主機(jī)下設(shè)多個(gè)從機(jī)，主機(jī)包括ATA5824收發(fā)芯片部分以及控制該收發(fā)芯片的單片機(jī)；同樣，從機(jī)也包括ATA5824收發(fā)芯片部分以及控制該收發(fā)芯片的單片機(jī)(主、從機(jī)結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程是現(xiàn)有公知技術(shù)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的)。在實(shí)際應(yīng)用中，從機(jī)上連接有若干傳感器，傳感器用來(lái)采集各種信息，主機(jī)用來(lái)接收從機(jī)采集到的信息并儲(chǔ)存這些信息，主機(jī)和從機(jī)就通過(guò)射頻信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。一般，主、從機(jī)之間的射頻信號(hào)功率是不可調(diào)的，而且可能出現(xiàn)射頻功率過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題，因此本發(fā)明是在從機(jī)的ATA5824收發(fā)芯片組成的射頻收發(fā)芯片電路上接一個(gè)AD8367芯片組成的功率可調(diào)功放電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻功率可調(diào)的目的。其中，ATA5824收發(fā)芯片組成的射頻收發(fā)芯片電路和AD8367芯片組成的功率可調(diào)功放電路共同組成了本發(fā)明所述的可調(diào)射頻模塊。本發(fā)明射頻模塊的功放調(diào)節(jié)模式，如圖2所示
當(dāng)從機(jī)位置固定后，執(zhí)行步驟1，從機(jī)通過(guò)本發(fā)明的功率可調(diào)功放電路中的第二天線向主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求，若從機(jī)未收到主機(jī)的答復(fù)，則從機(jī)中的單片機(jī)執(zhí)行步驟2調(diào)節(jié)電位計(jì)輸出電壓，使其升高一個(gè)臺(tái)階，電位計(jì)輸出電壓即是功放的增益調(diào)節(jié)電壓，因此功放的增益升高一個(gè)臺(tái)階，發(fā)射功率也隨之升高一個(gè)臺(tái)階，繼續(xù)執(zhí)行步驟1，從機(jī)通過(guò)本發(fā)明的功率可調(diào)功放電路中的第二天線向主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求，若未收到主機(jī)的答復(fù)則繼續(xù)執(zhí)行步驟2，直到從機(jī)通過(guò)本發(fā)明的射頻收發(fā)芯片電路中的第一天線收到主機(jī)的答復(fù)為止，記錄此時(shí)的電位計(jì)狀態(tài)，并存放在電位計(jì)中的非易失性存貯器中，待下次上電時(shí)直接調(diào)用，若從機(jī)未收到主機(jī)答復(fù)，則重復(fù)之前的步驟調(diào)整功率。
當(dāng)從機(jī)位置固定后，執(zhí)行步驟1，從機(jī)通過(guò)本發(fā)明中功率可調(diào)功放電路中的第二天線向主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求,若從機(jī)通過(guò)本發(fā)明的射頻收發(fā)芯片電路中的第一天線收到主機(jī)的答復(fù)，則從機(jī)中的單片機(jī)執(zhí)行步驟3調(diào)節(jié)電位計(jì)輸出電壓，使其降低一個(gè)臺(tái)階，因此功放的增益降低一個(gè)臺(tái)階，發(fā)射功率也隨之降低一個(gè)臺(tái)階，繼續(xù)執(zhí)行步驟1，機(jī)通過(guò)本發(fā)明中功率可調(diào)功放電路中的第二天線向主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求，若從機(jī)通過(guò)本發(fā)明的射頻收發(fā)芯片電路中的第一天線收到主機(jī)的答復(fù)則繼續(xù)執(zhí)行步驟3，直到從機(jī)未收到主機(jī)的答復(fù)為止，此時(shí)執(zhí)行步驟6調(diào)節(jié)電位計(jì)輸出電壓，使其升高一個(gè)臺(tái)階，記錄此時(shí)電位計(jì)狀態(tài)，并存放在非易失性存貯器中，待下次上電直接調(diào)用，若從機(jī)收到答復(fù)，則重復(fù)之前的步驟調(diào)整功率。這樣就實(shí)現(xiàn)了距離主機(jī)遠(yuǎn)近不同、周圍環(huán)境狀況不同的從機(jī)的射頻模塊發(fā)射功率可調(diào)，有效的利用了增益可調(diào)功放模塊，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)模塊的功率可調(diào)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
本發(fā)明射頻模塊可通過(guò)信號(hào)反饋智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)傳輸距離可調(diào)，滿足復(fù)雜、多變環(huán)境中射頻信號(hào)的傳輸。此外，發(fā)射功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)可以使射頻傳輸中的能量消耗降到最低，這對(duì)無(wú)線嵌入式系統(tǒng)而言意義重大。


圖I為本發(fā)明射頻模塊電路圖。圖2為本發(fā)明射頻模塊功率調(diào)節(jié)流程圖。圖中U1-第一芯片ATA5824、U2-第二芯片AD8367、P1-第一天線、P2-第二天線、C36-第一電容、C37-第二電容、C38-第三電容、C39-第四電容、C57-第五電容、C58-第六電容、C59-第七電容、C60-第八電容、Cl-第九電容、C2-第十電容、C3-第^^一電容、C4-第十二電容、C5-第十三電容、C6-第十四電容、C7-第十五電容、C8-第十六電容、C9-第十七電容、ClO-第十八電容、R38-第一電阻、Rl-第二電阻、R2-第三電阻、R3-第四電阻、R4-第五電阻、R5-第六電阻、L7-第一電感、L8-第二電感、LI-第三電感、L2-第四電感、Yl-晶振。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
如圖I所示,一種基于ATA5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊，包括射頻收發(fā)芯片電路、功率可調(diào)功放電路、第一天線Pl和第二天線P2 ；
所述的射頻收發(fā)芯片電路包括第一芯片ATA5824U1、第一電容C36、第二電容C37、第三電容C38、第四電容C39、第五電容C57、第六電容C58、第七電容C59、第八電容C60、第一電阻R38、第一電感L7、第二電感L8、晶振Yl ;第一芯片ATA5824U1上設(shè)有O號(hào)至48號(hào)引腳，其中 0、1、2、3、5、7、11、12、13、14、15、22、23、26、38、41、42、43、44、47、48 號(hào)引腳接地；第一芯片ATA5824U1的39、45、46號(hào)引腳懸空;第一芯片ATA5824U1的6、9、17、18號(hào)引為電源輸入引腳，6、9、17、18號(hào)引腳與輸入電源連接；第一芯片ATA5824U1的19、20、28、29、30、31、32、33、34、35、36、40號(hào)引腳是用以與外部單片機(jī)相應(yīng)端口連接的引腳；第一芯片ATA5824U1的8號(hào)引腳依次連接第一電阻R38、第二電容C37后接地；第一芯片ATA5824U1的16號(hào)引腳連接第八電容C60后接地；第一芯片ATA5824U1的21號(hào)引腳連接第七電容C59后接地；第一芯片ATA5824U1的27號(hào)引腳連接第六電容C58后接地；第一芯片ATA5824U1的37號(hào)引腳連接第五電容C57后接地；第一芯片ATA5824U1的24、25號(hào)引腳分別連接于晶振Yl的兩端；第一芯片ATA5824U1的4號(hào)引腳分兩路一路連接第一電感L7后與第一天線Pl相接，另一路連接第一電容C36后接地；第一芯片ATA5824U1的10號(hào)引腳分兩路一路依次連接第二電感L8、第三電容C38后接地，另一路連接第四電容C39后再與功率可調(diào)功放電路相接。所述的功率可調(diào)功放電路包括第二芯片AD8367U2、第九電容Cl、第十電容C2、第i^一電容C3、第十二電容C4、第十三電容C5、第十四電容C6、第十五電容C7、第十六電容C8、第十七電容C9、第十八電容C10、第二電阻R1、第三電阻R2、第四電阻R3、第五電阻R4、第六電阻R5、第三電感LI、第四電感L2 ;第二芯片AD8367U2設(shè)有I號(hào)至14號(hào)引腳，其中I、6、7、8、14號(hào)引腳接地；第二芯片AD8367U2的2、4號(hào)引腳相接且相接后分為兩路一路連接第九電容Cl后接地，另一路接正5V電壓；第二芯片AD8367U2的3號(hào)引腳為射頻信號(hào)輸入引腳，3號(hào)引腳分為兩路一路連接第三電感LI后再與射頻收發(fā)芯片電路的第四電容C39相接，另一路連接第十五電容C7后接地；第二芯片AD8367U2的5號(hào)引腳與電位計(jì)相接；第二芯片AD8367U2的9號(hào)引腳連接第十三電容C5后接地；第二芯片AD8367U2的10號(hào)引腳 為射頻信號(hào)輸出引腳，10號(hào)引腳依次連接第十二電容C4、第四電感L2后分為兩路一路連接第十五電容C7后接地，另一路依次連接第十六電容C8、第十七電容C9、第三電阻R2、第四電阻R3、第十八電容ClO后再與第二天線P2相接；第二芯片AD8367U2的11號(hào)引腳分為兩路一路連接第十一電容C3后接地、另一路連接第五電阻R4后再接正5V電壓；第二芯片AD8367U2的12號(hào)引腳分為兩路一路連接第十電容C2后接地，另一路連接第六電阻R5后再接正5V電壓；第二芯片AD8367U2的13號(hào)引腳依次連接第十四電容C6、第二電阻Rl后接地。具體使用時(shí)，本發(fā)明可調(diào)射頻模塊采用的單片機(jī)型號(hào)為C8051F530，采用的電位計(jì)型號(hào)為X9C103、且為100階數(shù)字的電位計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種基于ATA5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊，其特征在于包括射頻收發(fā)芯片電路、功率可調(diào)功放電路、第一天線(Pl)和第二天線(P2)； 所述的射頻收發(fā)芯片電路包括第一芯片ATA5824 (U1)、第一電容(C36)、第二電容(C37)、第三電容(C38)、第四電容(C39)、第五電容(C57)、第六電容(C58)、第七電容(C59)、第八電容(C60)、第一電阻(R38)、第一電感(L7)、第二電感(L8)、晶振(Yl);第一芯片ATA5824 (Ul)上設(shè)有 O 號(hào)至 48 號(hào)引腳，其中 O、1、2、3、5、7、11、12、13、14、15、22、23、26、38、.41、42、43、44、47、48號(hào)引腳接地；第一芯片ATA5824 (Ul)的39、45、46號(hào)引腳懸空；第一芯片ATA5824 (Ul)的6、9、17、18號(hào)引腳為電源輸入引腳，6、9、17、18號(hào)引腳與輸入電源連接；第一芯片(Ul)的19、20、28、29、30、31、32、33、34、35、36、40號(hào)引腳是用于與外部單片機(jī)相應(yīng)端口連接的引腳；第一芯片ATA5824 (Ul)的8號(hào)引腳依次連接第一電阻(R38)、第二電容(C37)后接地；第一芯片(Ul)的16號(hào)引腳連接第八電容(C60)后接地；第一芯片(Ul)的21號(hào)引腳連接第七電容(C59)后接地；第一芯片(Ul)的27號(hào)引腳連接第六電容(C58)后接地；第一芯片(Ul)的37號(hào)引腳連接第五電容(C57)后接地；第一芯片(Ul)的24、25號(hào)引腳分別連接于晶振(Yl)的兩端；第一芯片(Ul)的4號(hào)引腳分兩路一路連接第一電感(L7)后與第一天線(Pl)相接，另一路連接第一電容(C36)后接地；第一芯片(Ul)的10號(hào)引腳分兩路一路依次連接第二電感(L8)、第三電容(C38)后接地，另一路連接第四電容(C39)后再與功率可調(diào)功放電路相接； 所述的功率可調(diào)功放電路包括第二芯片AD8367 (U2)、第九電容(Cl)、第十電容(C2)、第i^一電容(C3)、第十二電容(C4)、第十三電容(C5)、第十四電容(C6)、第十五電容(C7)、第十六電容(CS)、第十七電容(C9)、第十八電容(C10)、第二電阻(R1)、第三電阻(R2)、第四電阻(R3)、第五電阻(R4)、第六電阻(R5)、第三電感(LI)、第四電感(L2);第二芯片AD8367(U2)設(shè)有I號(hào)至14號(hào)引腳，其中1、6、7、8、14號(hào)引腳接地；第二芯片AD8367 (U2)的2、4號(hào)引腳相接且相接后分為兩路一路連接第九電容(Cl)后接地，另一路接正5V電壓；第二芯片AD8367 (U2)的3號(hào)引腳為射頻信號(hào)輸入引腳，3號(hào)引腳分為兩路一路連接第三電感(LI)后再與射頻收發(fā)芯片電路的第四電容(C39)相接，另一路連接第十五電容(C7)后接地；第二芯片AD8367 (U2)的5號(hào)引腳是用于與外部電位計(jì)相接的引腳；第二芯片AD8367(U2)的9號(hào)引腳連接第十三電容(C5)后接地；第二芯片AD8367 (U2)的10號(hào)引腳為射頻信號(hào)輸出引腳，10號(hào)引腳依次連接第十二電容(C4)、第四電感(L2)后分為兩路一路連接第十五電容(C7)后接地，另一路依次連接第十六電容(C8)、第十七電容(C9)、第三電阻(R2)、第四電阻(R3)、第十八電容(ClO)后再與第二天線(P2)相接;第二芯片AD8367 (U2)的11號(hào)引腳分為兩路一路連接第十一電容(C3)后接地、另一路連接第五電阻(R4)后再接正5V電壓；第二芯片AD8367 (U2)的12號(hào)引腳分為兩路一路連接第十電容(C2)后接地，另一路連接第六電阻(R5)后再接正5V電壓；第二芯片AD8367 (U2)的13號(hào)引腳依次連接第十四電容(C6)、第二電阻(R1)后接地。
全文摘要
本發(fā)明為一種基于ATA5824的主從式功率可調(diào)射頻模塊，解決了現(xiàn)有射頻模塊發(fā)射功率單一、信號(hào)傳輸距離受限，不能滿足復(fù)雜多變環(huán)境中射頻信號(hào)的傳輸?shù)葐?wèn)題。本發(fā)明包括射頻收發(fā)芯片電路、功率可調(diào)功放電路、第一和第二天線。射頻收發(fā)芯片電路包括第一芯片ATA5824及其外圍電路，第一芯片ATA5824通過(guò)引腳接單片機(jī)；功率可調(diào)功放電路包括第二芯片AD8367及其外圍電路，第二芯片AD8367接有電位計(jì)。本發(fā)明射頻模塊可通過(guò)信號(hào)反饋智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)傳輸距離可調(diào)，滿足復(fù)雜、多變環(huán)境中射頻信號(hào)的傳輸。發(fā)射功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)可以使射頻傳輸中的能量消耗降到最低，這對(duì)無(wú)線嵌入式系統(tǒng)而言意義重大。
文檔編號(hào)H04B1/40GK102904602SQ20121040743
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者李剛, 胡杰, 桑勝波, 許成龍, 張文棟, 李朋偉, 程鵬 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)