本技術(shù)涉及通信，尤其涉及一種信號(hào)發(fā)射電路、無線通信模塊及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，諸如手機(jī)、平板電腦等電子設(shè)備中通常會(huì)配置無線通信模塊，電子設(shè)備可以通過無線通信模塊中的信號(hào)發(fā)射電路向外發(fā)射無線信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備之間的無線通信，或者實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備觸摸屏的觸點(diǎn)識(shí)別功能等。然而，相關(guān)技術(shù)中的信號(hào)發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，導(dǎo)致信號(hào)發(fā)射電路的整體尺寸較大，不利于信號(hào)發(fā)射電路的小型化設(shè)計(jì)；此外，信號(hào)發(fā)射電路的諧波抑制水平較低，導(dǎo)致其發(fā)射出的信號(hào)中包含較多的諧波分量，即導(dǎo)致電子設(shè)備無法穩(wěn)定地向外發(fā)射單頻信號(hào)，從而會(huì)降低電子設(shè)備通信無線的穩(wěn)定性，或者降低電子設(shè)備觸點(diǎn)識(shí)別的精確度和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種信號(hào)發(fā)射電路、無線通信模塊及電子設(shè)備，該信號(hào)發(fā)射電路具有較高的諧波抑制水平和較高的電能輸出效率，能夠穩(wěn)定地向外發(fā)射單頻信號(hào)；且該信號(hào)發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)簡單較為簡單，有利于信號(hào)發(fā)射電路的小型化設(shè)計(jì)。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種信號(hào)發(fā)射電路，包括電感模塊、開關(guān)模塊、脈沖激勵(lì)源以及電極；電感模塊的第一端用于連接直流電源，電感模塊的第二端與電極的第一端連接，電極的第二端接地；脈沖激勵(lì)源的第一端接地，脈沖激勵(lì)源的第二端與開關(guān)模塊的受控端連接，脈沖激勵(lì)源用于向開關(guān)模塊輸出占空比小于預(yù)設(shè)占空比閾值的短脈沖信號(hào)，以控制開關(guān)模塊的通斷；開關(guān)模塊的第一導(dǎo)通端與電感模塊的受控端連接，開關(guān)模塊的第二導(dǎo)通端接地；開關(guān)模塊用于在短脈沖信號(hào)為高電平的情況下，將電感模塊的受控端連接至地，以短路電極，使直流電源對(duì)電感模塊進(jìn)行充電；開關(guān)模塊還用于在短脈沖信號(hào)為低電平的情況下，斷開電感模塊的受控端與地之間的連接，使電感模塊與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，電感模塊將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射，以實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)發(fā)射功能。

3、其中，串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率為短脈沖信號(hào)的頻率的整數(shù)倍。串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率可以由電感模塊的感抗值和電極的容抗值共同決定。

4、示例性地，短脈沖信號(hào)的占空比可以是通過試驗(yàn)測得的能夠使信號(hào)發(fā)射電路的發(fā)射功率(即信號(hào)能量)和電能輸出效率均達(dá)到較高水平的占空比。

5、可選的，電感模塊的第二端與受控端可以為同一端。

6、可選的，電感模塊的第二端與受控端可以為不同端。

7、在具體應(yīng)用中，電極也可以被稱為天線。示例性地，電極可以是單極子形式的電極，也可以是偶極子形式的電極，或者還可以是其他形式的電極。

8、示例性地，開關(guān)模塊可以為三極管、晶體管、可控硅或者繼電器等類型的開關(guān)器件。晶體管例如可以包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(metal-oxide-semiconductorfield-effect?transistor，mosfet)或絕緣柵雙極型晶體管(insulated?gate?bipolartransistor，igbt)等。

9、信號(hào)發(fā)射電路的工作狀態(tài)可以包括充電狀態(tài)和諧振狀態(tài)，諧振狀態(tài)也可以被稱為輻射狀態(tài)。在脈沖信號(hào)為高電平的情況下，開關(guān)模塊導(dǎo)通，此時(shí)信號(hào)發(fā)射電路工作在充電狀態(tài)下；在脈沖信號(hào)為低電平的情況下，開關(guān)模塊斷開，此時(shí)信號(hào)發(fā)射電路工作在諧振狀態(tài)下。

10、本技術(shù)實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射電路，通過在信號(hào)發(fā)射電路中設(shè)置電感模塊、開關(guān)模塊、脈沖激勵(lì)源以及電極，并將脈沖激勵(lì)源配置為向開關(guān)模塊輸出短脈沖信號(hào)以控制開關(guān)模塊的通斷，將開關(guān)模塊配置為在短脈沖信號(hào)為高電平的情況下導(dǎo)通，以短路電極，使直流電源對(duì)電感模塊進(jìn)行充電；以及在短脈沖信號(hào)為低電平的情況下斷開，以使直流電源停止為電感模塊充電，并使電感模塊與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，從而使電感模塊將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射，實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)發(fā)射功能。本技術(shù)實(shí)施例通過采用短脈沖信號(hào)對(duì)開關(guān)模塊進(jìn)行激勵(lì)，能夠使信號(hào)發(fā)射電路長時(shí)間處于諧振狀態(tài)，從而提高信號(hào)發(fā)射電路的諧波抑制水平，使信號(hào)發(fā)射電路能夠穩(wěn)定地向外發(fā)射高能量的單頻信號(hào)。同時(shí)，由于電感模塊在充電過程中會(huì)限制其所在通路的電流的增長速度，因此流經(jīng)電感模塊的電流不會(huì)瞬間增大，從而無需在信號(hào)發(fā)射電路中設(shè)置限流電阻便可以避免直流電源發(fā)生電流過載的情況，在簡化信號(hào)發(fā)射電路的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，能夠降低信號(hào)發(fā)射電路在限流電阻上的額外損耗，提高信號(hào)發(fā)射電路的電能輸出效率。此外，通過將串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率設(shè)置為短脈沖信號(hào)的頻率的整數(shù)倍，可以使開關(guān)模塊從斷開狀態(tài)切換為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)處于軟開關(guān)狀態(tài)，從而能夠降低開關(guān)模塊上的電能損耗，進(jìn)一步提高信號(hào)發(fā)射電路的電能輸出效率。

11、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，電感模塊包括第一電感；第一電感的第一端作為電感模塊的第一端，第一電感的第二端作為電感模塊的第二端和受控端。

12、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，電感模塊包括第一電感和第二電感；第一電感與第二電感正向耦合設(shè)置；在第一電感的第一端與第二電感的第一端均為同名端的情況下，第二電感的第一端作為電感模塊的第一端，第二電感的第二端作為電感模塊的受控端，第一電感的第一端接地，第一電感的第二端作為電感模塊的第二端；開關(guān)模塊具體用于在短脈沖信號(hào)為高電平的情況下，將第二電感的第二端連接至地，使直流電源對(duì)第二電感進(jìn)行充電，第二電感通過耦合方式向第一電感傳遞電能；開關(guān)模塊具體還用于在短脈沖信號(hào)為低電平的情況下，斷開第二電感的第二端與地之間的連接，使第一電感與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，第一電感將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射。

13、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射電路，通過采用耦合設(shè)置的第一電感和第二電感作為電感模塊，并使第二電感僅工作在信號(hào)發(fā)射電路的充電狀態(tài)下，而不參與信號(hào)發(fā)射電路的諧振過程，能夠使信號(hào)發(fā)射電路實(shí)現(xiàn)諧振頻率控制與發(fā)射功率控制的解耦，進(jìn)而可以通過調(diào)節(jié)第二電感的感抗值實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)發(fā)射電路的發(fā)射功率的調(diào)節(jié)。此外，由于短脈沖信號(hào)的頻率可以為串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率的任意整數(shù)倍分之一，因此開關(guān)模塊的激勵(lì)信號(hào)在頻率的選擇上具有更高的自由度，擴(kuò)大了信號(hào)發(fā)射電路的適用范圍。

14、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，脈沖激勵(lì)源的數(shù)量、開關(guān)模塊的數(shù)量以及電感模塊的受控端的數(shù)量均為2；第一個(gè)脈沖激勵(lì)源的第一端接地，第一個(gè)脈沖激勵(lì)源的第二端與第一個(gè)開關(guān)模塊的受控端連接，第一個(gè)脈沖激勵(lì)源用于向第一個(gè)開關(guān)模塊輸出第一短脈沖信號(hào)，以控制第一個(gè)開關(guān)模塊的通斷；第一個(gè)開關(guān)模塊的第一導(dǎo)通端與電感模塊的第一個(gè)受控端連接，第一個(gè)開關(guān)模塊的第二導(dǎo)通端接地；第一個(gè)開關(guān)模塊用于在第一短脈沖信號(hào)為高電平的情況下，將電感模塊的第一個(gè)受控端連接至地，使直流電源對(duì)電感模塊進(jìn)行充電；第一個(gè)開關(guān)模塊還用于在第一短脈沖信號(hào)為低電平的情況下，斷開電感模塊的第一個(gè)受控端與地之間的連接，使電感模塊與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，電感模塊將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射；第二個(gè)脈沖激勵(lì)源的第一端接地，第二個(gè)脈沖激勵(lì)源的第二端與第二個(gè)開關(guān)模塊的受控端連接；第二個(gè)脈沖激勵(lì)源用于向第二個(gè)開關(guān)模塊輸出第二短脈沖信號(hào)，以控制第二個(gè)開關(guān)模塊的通斷；第二個(gè)開關(guān)模塊的第一導(dǎo)通端與電感模塊的第二個(gè)受控端連接，第二個(gè)開關(guān)模塊的第二導(dǎo)通端接地；第二個(gè)開關(guān)模塊用于在第二短脈沖信號(hào)為高電平的情況下，將電感模塊的第二個(gè)受控端連接至地，使直流電源對(duì)電感模塊進(jìn)行充電；第二個(gè)開關(guān)模塊還用于在第二短脈沖信號(hào)為低電平的情況下，斷開電感模塊的第二個(gè)受控端與地之間的連接，使電感模塊與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，電感模塊將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射。

15、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，電感模塊包括第一電感、第二電感以及第三電感；第一電感與第二電感正向耦合設(shè)置，第一電感與第三電感反向耦合設(shè)置；第一電感的第一端、第二電感的第一端以及第三電感的第一端均為同名端；第二電感的第一端與第三電感的第二端共接作為電感模塊的第一端，第二電感的第二端作為電感模塊的第一個(gè)受控端，第一電感的第一端接地，第一電感的第二端作為電感模塊的第二端，第三電感的第一端作為電感模塊的第二個(gè)受控端；第一個(gè)開關(guān)模塊具體用于在第一短脈沖信號(hào)為高電平的情況下，將第二電感的第二端連接至地，使直流電源對(duì)第二電感進(jìn)行充電，第二電感通過耦合方式向第一電感傳遞電能；第一個(gè)開關(guān)模塊具體還用于在第一短脈沖信號(hào)為低電平的情況下，斷開第二電感的第二端與地之間的連接，使第一電感與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，第一電感將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射；第二個(gè)開關(guān)模塊具體用于在第二短脈沖信號(hào)為高電平的情況下，將第三電感的第一端連接至地，使直流電源對(duì)第三電感進(jìn)行充電，第三電感通過耦合方式向第一電感傳遞電能；第二個(gè)開關(guān)模塊具體還用于在第二短脈沖信號(hào)為低電平的情況下，斷開第三電感的第一端與地之間的連接，使第一電感與電極構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，第一電感將儲(chǔ)存的電能通過電極向外輻射。

16、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，第一電感與第二電感之間的耦合系數(shù)等于第一電感與第三電感之間的耦合系數(shù)，且第二電感的感抗值扽與第三電感的感抗值。

17、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射電路，通過將電感模塊設(shè)置為差分耦合結(jié)構(gòu)，能夠在提高信號(hào)發(fā)射電路的發(fā)射功率，確保穩(wěn)定地輸出高能量的單頻信號(hào)的同時(shí)，使信號(hào)發(fā)射電路具備對(duì)偶數(shù)次諧波的抑制功能，進(jìn)一步提高了信號(hào)發(fā)射電路的諧波抑制水平。

18、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，電極包括第一電容和第一電阻；第一電容的第一端作為電極的第一端，第一電容的第二端與第一電阻的第一端連接，第一電阻的第二端作為電極的第二端。

19、在第一方面的一種可選的實(shí)現(xiàn)方式中，信號(hào)發(fā)射電路還包括第二電容；第二電容的第一端用于連接直流電源，第二電容的第二端接地；第二電容用于濾除直流電源輸出的直流電信號(hào)中的交流成分。

20、本實(shí)現(xiàn)方式通過在信號(hào)發(fā)射電路中設(shè)置能夠?yàn)榻涣餍盘?hào)提供回地點(diǎn)的第二電容，可以濾除直流電源輸出的直流電信號(hào)中的交流成分，從而減少不必要的電能損耗，進(jìn)一步提高信號(hào)發(fā)射電路的電能輸出效率。

21、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種無線通信模塊，包括如上述第一方面的任一實(shí)現(xiàn)方式所述的信號(hào)發(fā)射電路。

22、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括直流電源以及如上述第二方面所述的無線通信模塊。

23、可以理解的是，上述第二方面和第三方面的有益效果可以參見上述第一方面中的相關(guān)描述，此處不進(jìn)行贅述。