通信模組的通信線路設計

steven楊

通信模組的通信線路設計

通信線路是數(shù)據(jù)交換的保證，2G模組一般為串口通信，3G，4G一般為USB通信。串口通信時，也要注意串口線盡量做好保護，并盡量做到對稱，串口線內部不要穿插其他走線，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼�確性。USB通信時，注意阻抗匹配，差分走線90歐，并保持等長，誤差不超過10mil，與電源線等容易干擾的信號線做好隔離。

下面以奇跡物聯(lián)的AM400E產品為例，詳細介紹具體設計方法。AM400E 模塊奇跡物聯(lián)推出的一款 LTE 工業(yè)級無線通信模塊，支持 LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、GSM 通信。

AM400E 模塊可以提供 2 組 UART 接口，其中一組支持硬件流控。最高支持 3.6Mbit/s 速率，接口為 1.8V 電平，連接方式如下圖。

原理圖設計注意事項：

l 請注意信號連接的對應關系。

l 參考設計電路適用于帶硬件流控和不帶硬件流控的串口電路，如果不使用硬件流控，將UART_RTS、UART_CTS、MCU_CTS、MCU_RTS 懸空即可；

l 如果 UART 和 MCU 邏輯電平不匹配，需要做電平轉換。

根據(jù)邏輯電平品質差異，推薦三種電平轉換電路。

如果 MCU_UART 的低電平 V IL ≤200mV，使用如下推薦電路 。

相關器件：

l Q305/Q306/Q307/Q308：MMBT3904 或者 MMBT2222。高速率晶體管更好。

l C303/C304/C305/C306：加速電容,減小三極管導通截至時間,在高速率傳輸環(huán)境中(1M 以內)，可

有效改善數(shù)字信號上升沿時間，避免誤碼產生，用戶根據(jù)實際情況選擇是否使用；

l DNI—220pF：選擇空貼或者貼 220pF 電容；

MCU_TXD 和 MCU_RXD 分別為 MCU 的發(fā)送和接收端口，TXD 和 RXD 分別為模塊的發(fā)送和接收

端口。VCC_IO 為 MCU 的 IO 電壓。

如果外部 MCU 的電平大于 3.3V，或者串口速率高于 1MHz，推薦使用電平轉換芯片。如圖下圖所示。

NLSX4373 是一個雙向高速電平轉換芯片，最高速率可達 20Mb/s。

l VL 是 IO_VL1 和 IO_VL2 的參考電壓，電壓范圍是 1.5V-5.5V。

l VCC 是 IO_VCC1 和 IO_VCC2 的參考電壓，電壓范圍是 1.5V-5.5V。

l EN 是使能腳，輸入 VL-0.2V 以上的電平有效，圖中直接連接 VDD_1P8，該電平轉換芯片一直處于工作狀態(tài)。

AM400E 可以通過 USB 接口實現(xiàn)程序下載、數(shù)據(jù)通訊及調試等。模塊的 USB 為 USB 設備，客戶可以根據(jù)需求選擇使用。推薦 USB 連接電路如圖 下所示。

原理圖設計注意事項：

l USB_VBUS 上并 1μF（C301）和 22pF（C302）濾波電容，電源線上必須有 ESD 器件；

l USB_DP、USB_DM 數(shù)據(jù)線上的 ESD 保護二極管結電容盡量采用小于 1pF 的。USB_DP、USB_DM 線上串聯(lián)一個不大于 10Ω 的電阻可有效改善 USB 的 ESD 性能。建議使用5Ω。

PCB 設計注意事項：

l USB_VBUS 上的濾波電容盡量靠近模塊管腳放置，ESD 管盡可能靠近 USB 連接器放置。

l USB_DP、USB_DM 上的 ESD 管盡可能靠近 USB 連接器放置。

l USB 數(shù)據(jù)線需要采用差分走線，差分阻抗為 90Ω；走線從端口到模塊引腳需要和其他信號線隔離，應包地處理。

以上是我們在模組開發(fā)項目中硬件電源設計過程中的一些經驗累積，希望您在項目開發(fā)過程中少走彎路，順利完成開發(fā)任務。最后介紹我們奇跡物聯(lián)，我們產品涵蓋了基于eSIM技術的2G,4G,NB模組，并且還為客戶提供模組相關的硬件設計資料和評審服務，幫助客戶快速完成項目開發(fā)，迅速搶占物聯(lián)網(wǎng)市場。

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