应用_基于sim900模块的两层板射频硬件设计v1

1、一般事项把本手册作为一项对客户的服务，编排紧扣客户需求，章节清晰，叙述简要，力求客户阅读后，可以快速的进行开发应用和工程计划的进度。不承担对相关附加信息的任何独立试验，包含可能属于客户的任何信息。而且，对一个包含的责任。模块、大些的电子系统而言，客户或客户的系统集成商肩负其系统验证由于产品版本升级或其它原因，本手册内容会不定期进行更新。除非另有约定，本手册仅作为使用指导，本手册中的所有陈述、信息和建议不信息修改，恕不另行通知。任何明示或暗示的担保。手册中本手册包含芯讯通无线科技（的专利技术信息。除非经本公司本手册内容的部分或全部，并不得以，犯保留一任何和个人不得擅自摘抄、规者可被切权利。支付赔

2、偿金。对专利或者实用新型或者外观设计的，芯讯通无线科技（）2012年2文档名称：版本：1.02日期：2012-06-15状态：归档文档控制号：应用_.02目录版本历史51、引言62、原理图设计6天线部分6天线端口阻抗为 50 欧姆6天线端口阻抗为非 50 欧姆7电源部分73、PCB布局和走线8天线部分8电源部分124、两层板射频线处理mm1.6mm两层板13两层板144版本历史5日期版本2012-04-171.012012-06-151.02修改点描述初稿修改射频线处理方法.。作者1、引言针对 模块的两层板应用，本文对射频硬件设计部分进行了详细的阐述，用于指导客户更好的使

3、用 模块，设计出具有优良射频性能的终端产品。本文主要包括天线部分、电源部分原理图设计，PCB 布局和走线，以及射频线的处理方法等几个方面内容。2、原理图设计在应用 模块时，和射频相关的原理图设计主要有天线和电源两部分。这两方面设计的优劣会直接影响到终端的射频性能。2.1 天线部分根据天线端口阻抗的不同，天线可分为两种类型，即 50 欧姆和非 50 欧姆端口阻抗天线。一般来说，50 欧姆端口阻抗天线有车载天线、同轴线连接的天线等，非 50 欧姆端口阻抗天线有内置天线、FPC 天线等。相应的，天线部分电路设计可分为如下两类。2.1.1 天线端口阻抗为 50 欧姆当天线端口阻抗为 50 欧姆时，模块

4、的射频信号引脚 RF_IN 可以直接和同轴线焊盘或者天线连接器连接，参考原理图如图 1 所示：天线连接器GND59RF_IN60GND61图 150 欧姆端口阻抗天线参考原理图62.1.2 天线端口阻抗为非 50 欧姆当天线端口阻抗为非 50 欧姆时，需要在 RF_IN 和天线馈点间依次加入射频连接器(可选)和天线匹配网络，参考原理图如图 2 所示：图 2 非 50端口阻抗天线参考原理图上图 2 中，射频连接器用于测试射频传导性能，天线匹配网络用于调节天线阻抗匹配。天线匹配网络中，R101 默认值为 0R，C101、C102 不贴，最终匹配电路由天线设计厂家调试后提供。表 1天线设计厂家如下表

5、所示。的天线设计厂家2.2 电源部分为避免电源噪声影响系统性能，供给模块的电源须经过磁珠、滤波电容后连接到 的 VBAT 引脚，如图 3 所示。7天线厂家通信地址斯斯电子（）有限公司市南山区高新区南区飞亚达 1105 室斯斯电子()有限公司（）市闵行区澄建路 351号6栋 惠州无线省惠州市小金口镇兴隆西街惠州无线（苏州）江苏苏州工业园区唯亭镇唯新路 99 号智能 1 号谷通信设备（）有限公司市宝安西乡桃花源科技创新园一分园一幢三楼谷通信设备（）有限公司研发中心市徐汇区宜山路 829 号北楼三楼图 3 电源部分参考原理图图 3 中，滤波电容 C103、C104、C105 分别选择 22PF、47

6、PF、100UF 等不同 电容值，用于滤除不同频率的电源噪声，磁珠和电容的常见取值为如下表所示。表 2 常见的电源部分磁珠和滤波电容3、PCB布局和走线3.1天线部分为减少干扰、降低损耗，天线部分的 PCB 布局和走线，应注意以下几点：（1）同轴线焊盘、射频天线连接器、射频连接器等可用于传导射频测试的接口都应该尽可能的靠近 RF_IN 引脚。（2）天线匹配网络应该靠近天线馈点。（3）射频线应尽可能直且短。（4）射频线下方应有完整的参考地，如图 4 所示。（5）射频器件的地脚应该就近连接到参考地。（6）射频线下方应任何其他交叉或平行信号走线。（7）射频线周围以及整个地平面区域多打地孔，以保证地的

7、完整性，如图 5 所示。8位号规格描述型号供应商FB1010805，220ohm+/-25%100MHz，DC50mOhm,2AFBMH2012HM221-TMurataC1030402，22pF+/-5%，50V，C0GGRM1555C1H220JA01DMurataC1040402，47pF+/-5%，50V，C0GGRM1555C1H470JA01DMurataC1053528，100uF+/-20%，6.3V，TantalumTLJT107M006R0800AVX射频线俯视图仰视图图 4 射频线下方完整参考地示意图截面图图 5 射频线周围地孔示意图块的天线部分两层板的 PCB 布局和走

8、线，需要遵循上述原则，50 欧姆阻抗天线和非 50 欧姆阻抗天线的 PCB 布局和走线，分别如图 6、图 7 所示。9地射频线地地地介质地地地介质射频线介质地2mm焊盘B2mm同轴线焊盘焊盘A4mm(a)同轴线焊接方式天线连接器4mm(b)天线连接器方式50 欧姆端口阻抗天线射频布局和走线图 6在图 6(a)中，焊盘 A、焊盘 B 用于焊接射频同轴线，尺寸为 1.5mm*1.5mm。其中焊盘A 焊接同轴线内导体，焊盘 B 焊接同轴线外导体。焊盘A与 SIM900 RF_IN引脚间的射频线长度建议小于 4mm。在图 6(b)的示例中，天线连接器接口是 GSC，也可以选用其他接口的连接器，10比如

9、 SMA，TNC 等等，PCB 布局和走线是类似的。天线连接器与 RF_IN 引 脚间的射频线长度建议小于 4mm。常用的 GSC 接口天线连接器如下表所示。表 3 常用的 GSC 接口天线连接器表 3 中，U.FL-R-SMT(10)和 20279-001E-01 是兼容料，但 MM9329-2700RA1稍微大些，详情可参见器件规格书。地焊盘3mm天线馈点2mm天线匹配11mm射频连接器3mm图 7 非 50 欧姆端口阻抗天线射频布局和走线在图 7 的示例中，建议天线馈点和地焊盘尺寸为 2mm*3mm，间距为 2mm，且天线馈点周围 1mm 各层铺铜，如天线供应商有其他要求，可根据其建议调

10、整。射频连接器和RF_IN 引脚间的射频线长度建议小于 3mm，天线馈点与RF_IN 引脚间的射频线长度建议小于 11mm。表所示。的射频连接器厂家如下11连接器厂家型号村田（MURATA）MM9329-2700RA1htt（HRS）U.FL-R-SMT(10)爱沛（I-PEX）20279-001E-01ht/cn表 4的射频连接器表 4 中的射频连接器都是兼容料，详情可参见器件规格书。3.2电源部分电源部分需要注意以下几点：（1）电源线需避免穿过射频区域，防止干扰射频信号。电源线宽度不得小于 1.6mm。电源滤波器件须靠近模块 VBAT 引脚放置，排列次序如图 8 所示。（4）电源线用尽可能

11、宽的地包围。图 8 电源滤波器件布局示意图电源部分布局和走线如图 9 所示。12连接器厂家型号村田（MURATA）MM8430-2610RB3htt电连（ECT）ECT818000251ht宣德（SPEED）C90-101-0004http:/.tw图 9 电源部分布局及走线在图9 中，磁珠 FB101，电容 C103，C104，C105 都在 TOP 层，靠近 VBAT引脚放置。电源线从 Bottom 换到 TOP 层的磁珠时，过孔数目必须在 6 个以上，经过磁珠滤波后，分别经 C105、C104、C103 滤波后连接到 VBAT 引脚。4、两层板射频线处理两层板设计时,因 PCB 板层较厚,50 欧姆阻抗控制时,射频线会比较宽。射频线宽度和 RF_IN 焊盘宽度不一致。中间须采用渐变线，以减少射频线阻抗的突变。需要特别注意的是，为减少路径损耗，两层板射频线应该尽可能短。4.11.0mm 两层板1.0mm两层板射频线可以按图 10 处理。图 101.0mm 两层板射频处理方法示意图在图 10 中，1.0mm 两层板的射频线宽度为 0.93mm，与两侧地间距为 0.2mm。134.21.6mm 两层板1.6mm两层板射频线可以按图 11 处理。图 111.6mm 两层板射频处理方法示意图在图