中兴物联mw3650模块硬件用户指导手册

关于此文 适用范 撰写目 支持及参考文档列 缩略 产品简 产品技术参 产品功能说 基带功能介 射频功能介 机械特 外观 模块六视 模块主板PCB封装尺寸 热设计建 接口说 管脚定 硬件接口描 接地处 电源接 电源接口PCB布局布线指 开关机及其复 开 关 复 开关机流 UART接口电气特 工作状态指示接 SPI总线接 I2C总 用户接 天 天线前期评 天线设计指 天线放置位置建 天线射频连接 天线的指标要 天线的无源指 天线有源指 整机天线OTA测试方 产品电气特 接口电平说 供电电 工作电 射频技术指 UMTS模式射频技术指 最 接收灵敏 杂散指 GPRS/GSM/EDGE模式射频技术指 最 接收灵敏 杂散指 产品相关测试和标 测试标 测试环境说 可靠性测试环 可靠 ESD特 模块板贴片工艺和烘烤指 要 接口板上模块位置要 模块平面度标 工艺路经选 锡膏的选 接口板对应模块焊盘钢网开口设 模块板的贴 模块焊接回流曲 过炉方 不良品返 模块烘烤指 模块烘烤环 烘烤设备和操作步 模块烘烤设备参数设 安全警告和注意事 图图 图 图 图 图 图 图 图 Wakeup唤醒波 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 表表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 端 表 表 表 表 表 产 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 模块ESD特 表 表 关于此文档该文档仅适用于MW3650模块产品的硬件应用开发。3G上网类产品此硬件开档不仅提供了产品功能特点和技术参数，还提供了产品可靠性测试和相关测说明目前模快产品的数量越来越多，客户在使用的过程中可能会碰到很多模块板的焊接问题，为保证模块板在客户端的焊接直通率，确保该模块后续集成过程中的制造和焊接质量，在第9章中提供本模块板的贴片工艺指南供客户使用。支持及参考文档列表 文123缩略语缩略语表 全电路交换数AntennaReferenceBitErrorCodeDivisionMultipleCodingCircuitSwitchedCentralProcessing处理单DommunicationDigitalSignalEnhancedElectroMagneticElectronicStatic FrequencyDivisionMultiple 全 全FullGeneralPacketFullGeneralPacketRadioGlobalStandardforMobileIntegrated InternationalMobileEquipment International

LiquidCrystalDisplayPowerControlPrintedCircuitLightEmittingPowerControlPrintedCircuitalCommunicationalCommunicationRadioFrequencyRealTimeClockSubscriberIdentificationModuleShortMessageServiceSerialPeripheralInterfaceTerminalEquipmentalsoreferreditasDTEUserIdentifierManagementUniversalSerial

Universal Universal WidebandCodeDivisionMulti

宽带码分多址移动通产品简介MW3650是研制的WCDMA/HSDPA/GSM/GPRS/EDGE工业模块，是一款邮票孔接MW3650模块，可以轻松实现：调制解调器卡、模块、无线、智能手机、多和触摸屏通信装置、平板电脑、车载终端、电子消费类产品等设备。1)支持UMTS/HSDPA850(900)/1900/2100MHz频段、GSM/GPRS/EDGE可以提供移动环境下GSM/GPRS/EDGE和UMTS/HSDPA提供 接口（3.0V/1.8V）、USB2.0接口、8线UART接口（兼容2线说明 模快产品MW3650模块在UMTS制式下的频段可依照客户的相关要求进行适当的裁剪表 配GSMWCDMA产品技术参数表 类 参数 规格说USB接口压30.0mm*30..0mm*邮票孔封装(LCC-80StandardSIMcard3VSIMcardand1.8VSIMUSB2.0HIGHAboutAbout540mA@UMTSAbout239mA@GSMAbout5mA@UMTSAbout5mA@GSMGSM频UMTS频UMTS2100/1900/900/850:PowerClass3(+24dBm+2.5/-1.5dBm)GSM/GPRS850MHz/900MHz:PowerClass4(+33dBm+2.5/-0.5dBm)GSM/GPRS1800MHz/1900MHz:PowerClass1(+30dBm+2.5/-0.5dBm)EDGE850MHz/900MHz:PowerClassE2(+27dBm+4.5/-1.5dBm)EDGE1800MHz/1900MHz:PowerClassE2(+26dBm+4.5/-2.5dBm)WCDMA2100:≤-108dBmWCDMA1900:≤-109dBmWCDMA900:≤-109dBmWCDMA850:≤-109GSM850/900/1800/1900:≤-类GPRS:Multi-slotClass10EDGE:Multi-slotClass12WCDMACS:UL64kbps/DLWCDMAPS:UL384kbps/DLWindowsXP(SP2andWindowsVista&-30~75°-40~85°5%~本说明产品功能说明基带功能介绍号、UART信号开关机/复位、主天线接口及供电接口等，图2-1是系统连接框架结构图。图 射频功能介绍支持HSDPA/WCDMA支持GSM/EDGE/GPRS850/900/1800/1900PS域支持EDGECLASS12/GPRSCLASS10本产品的收发射机的工作频段范围如表2-3所示。表 上行频段下行频段UMTS850(band824MHz—849869—894UMTS900(band880MHz—915925—960UMTS1900(band1850MHz—19101930MHz—1990UMTS2100(band1920MHz—19802110MHz—2170824MHz—869MHz—894890MHz—925MHz—1710MHz—1805MHz—1850MHz—1930MHz—机械特性外观图图 尺寸（长×宽×高）：30.0mm30.0mm图图 模块主板PCB封装尺寸图 图 图 PCB计的规则和注意事项，用户在PCB设计节点请注意以下事项：RF及音频等模拟信号，如果条件允许，在设计过程中，最好能够区分不要让模块靠近诸如接口说明图 表 序 分3456789

定

----------------------

描电压输-------USB电源USB数据-USB数据+-----SPI选通信号 时钟 数据

备上拉，低脉冲有1.8V电平有-----------------------序 分

定

----

描 复位信USIM1.8/3V电源 检测---

备-----0-

0-III模块主电I模块主电O串口发I串口接O发送就I接收就O数据设I数据终O数据载O串口铃-天线接----O网络状态指示信O模块O输出唤醒信I输入唤醒信II2C钟I2C据3.3V-3.3V--接DTE串行数DTE知DCE求发送DCE已切换到接收模式DCE准备就绪DTE准备就绪通知DTE 呼--------.开机状态：指示灯灭；.找网状态：指示灯以3z3.待机状态：指示灯以1z4.业务状态：指示灯以5z频率闪烁--序分定描备---------（1）默认WAKEUP为USB唤醒管脚，当某触发事件发生（如）需要唤醒主控制器时，产生低-高-低‖的电平变化，每个状态持续1s，随后该脚自动变为高电平，主控制器需下发USB唤醒指令唤醒模块。图 Wakeup唤醒波硬件接口描述使用模块进行硬件设计时，必须合理设计所需接口及其电路。外部电路接口电压设计必须与产品管脚电压匹配；在电压内范围内工作时可以达到很好的整机性能，否则可能影电路。客户可参照根据本节接口描述进行系统及其消费电子类产品的二次开发。UARTGND为本产品的信号地，需要全部连接到系统板的地平面上。GND信号的连接不完整会整性、提升RF性能、降低EMI干扰、散热，所以对地的处理要特别注意。 V_MAIN2A左右，故在设计电源电路时，DC/DCLDO2A以上的；此外，考虑到电容（470uF以上），可防止电压的瞬间跌落。系统板侧电源线应保证足够线宽，并且要与地建议系统侧采用开关电源供电并且电源纹波控制在100mv以内。表 3.33.8 4.2GSM大功率发射图 正常工作，在GSMBurst，AT2138如下图所示，使用开关电源ZI1153作为降压，前端放置一个330UF钽电容，后端放2200UF330UF钽电容。这样电路可充分满足模块工作时所需供电要

图 VREFMW36502个的电源输出引脚，可以用来为主板上的外部电路供电。该引脚电源与基带处理器及存贮器的电压来自同一个电压调节器，只有在模块开机时才有电压输出，正PIN5（VREF_1V8,1.8V），PIN4（VREF_2V8,2.85V）用户要尽可能少的从该引脚汲取电流（小于10mA）。一般情况下，建议用户将此电源仅用于电平匹配时对引脚PCB处理不好，将会带来多方面的影响，如影响EMC性能，影响发射调制谱及接受灵敏度等。度大于100mil，条件允许的情况下，可以走成平面的形式。开关机及其复位开关开机状态下给模块ON/OFF3s的低电平脉冲，即可关机。图 复烈建议在应用中尽可能使用AT指令(+ZPWROFF)关机。PON_RESET_N、ON/OFF信号比较敏感，建议用户在接口板PCB上走线时长度不超过20mm2.54mm（100mil）的距离，并且进行包地处理，否则可能会因干开关机流程V_MAINON/OFF信号有效，之间的时间间隔不能太短，详T2参数，V_MAIN采用关机不断电方案； VBUS为USBPHY供电，不建议提前到V_MAIN前建立。V_MAIN和VBUS关机 图 图 表 参描最最单01秒1-秒-3-秒-3-秒关机ON/OFF按键到V_MAIN和VBUS12-秒UART接口电气特性模块提供一组硬件流控UART230.4Kbps115.2Kbps，对外接口电平为1.8VCMOS电平信号，用于串口通信等。表 序分定描备输输串口发串口接DTE接收串行数DTE发送串行数输发送就DTEDCE请求发输接收就DCE已切换到接收模输数据设备就DCE准备就输数据终端就DTE准备输数据载波检数据输串口铃流指DTE呼当 MW3650UART1.8V1.8VUART接口需要进行电保证在输入低电平时，RXD_1V8的电平在低电平输入阈值以下。图 ModuleModule图 为了在联调过程中能够实现log抓取，建议用户设计时保留此接口并预留测试点。1.8VAP接口电平不匹配，建议增加电平转换电路。MW3650232类与标准RS-232-C的接口连接，设计涉及到TTL电平与EIA电平相互转换，先使用NLSX5014MUTAG2线制串口时使用MAX32328线串口时，使用SP3238MAX3238等进行接口图 模块包含标准的8线串口，按组走线，由于传输数字信号，注意与敏感信号的，不要影响其它模拟信号和射频信号，如SPK和射频天线。表 序分定描输U双UU输输USIM1.8/3V 接口速率典型值在3.25MHz左右，因此(U) GNDGNDGND等电势。SIM_VDD和GND0.5mmSIM_VDDSIM_GND之间的旁路电路不超过1uF，并且靠近座摆放；为了防止可能存在的干扰，SIM_CLKSIM_DATA信号的串扰，两者布线不要太靠近，在两条走线之间增加地，即USIM_CLKUSIM_DATA信号的走线需要用地线SIM_RSTVREG_USIM0.1uF0.22uF0402封装电容，USIM_CLK、USIM_DATA、USIM_RST033pF电容，以方便后期电气性能匹配调试，同时可以避免走线过长引入的干扰。此外，SIM_DATA信号要上SIM_VCC，上拉电阻10K左右，避免识别问题。TVS来防静电放电。无线模块接口的ESD防护推 相关走线需尽量走在一起，VREG_USIM10mil线宽；(U)的走线按BUS走线，并注意对走线的保护，防止高速数字信号以及时钟的ESD防护器件尽量靠近(U)座处，防止静电对模块的干扰图 USB2.0MW3650USB2.0接口。USB经过邮票孔接口引出连接到用户系统板侧，与表 序分定描备输USB电双-双-VBUSUSB供电引脚，USB4.75~5.25V5V，该电源可以通USB差分信号走线线串接高速共模抑制滤波器。USBTVS器件以避免静电导致模块器件损坏，TVS3pf，以满足USB2.0高速信号的传输。图中D1USB2.0防静电保护器件，如下图所示。同时，USB_VBUS管脚易受电压冲击而损坏，建议采取适当的过压保护（OVP）措施，避免电压超过5.25V。另外，USB_VBUS上存在一定的关机漏电流，建议在供电支增加电源开关，或者串联200kΩ~400kΩ电阻减小关机不断电应用下的漏电流。图 一般来说，每个MW3650模块的USB口均被 为多个端口，如ATDIAGModem口等。这些端口在加载过程中是按顺序进行枚举的。如MW3650模块Linux系统加载过程中，DIAG口枚举过程为ttyUSB0，则MW3650模块的USB在PC上 表 端 ServiceDiagnosticsUSB/Linux:/Linux:/Linux:/Linux:工作状态指示接口指示如表4-8所示。图 表 SPI表 序分定描-主输-主输双双等待模式——SPI的等待模式是一个可配置低功耗模式，由控制寄存器的位使能。在等待模式下，如果等待位清空的话，SPI就类似的运行模式工作。但如果SPI等待位置位的话，SPI时钟产生停止，进入一种低功率状态；I2CI2C是一种IC之间通信的两线总线，支持任何IC制程（NMOS、CMOS、双极性等）。 器，LCD驱动器，或键盘接口），由设备的 400kbps。下图是I2C参考电路设计图。AT命令命令进行交互，ATITU-TV.250天天线前期评估天线所用射频线缆的走线、固定位置等又会涉及到与结构是否存在的问题。因此，在一个估，包括2D的评估和3D的评估，这一点非常重要。天线设计指导天

双L

图 天线放置位置建议量远离和器、电源接口、数据线接口等可能产生EMI的模块和器件。是离主板比较远，受到的电磁干扰小，二是考虑到离比较远，SAR指标容易满足；其次较LCD的左侧或右侧。其他产品如路由器、等根据产品自身的特点具体3G上网本为例，建议天线空间尺寸在7mm*10mm*100mm以上，并放置在LCD屏幕顶端。天线射频连接线也要尽量远离FSB，和器、电源接口、数据线接口等可能产生EMI的模块和器件。连3G模块的射频连接线不能走直角拐角，不能被挤压、磨损；射频线的走线最好靠近EMCEMC的要求原高于非通讯类产品，在产品设计初期一定要考虑到可能产 天线的指标要求能进行：一种是从天线的辐射性能进行判断，是目前比较传统的天线测试方法，成为无源天线的无源指标线最终辐射性能的好坏还需要以有源指标为准。表5-2无源指标要求建议仅针对主天线。表 表 说明天线有源指标有源指标是衡量整机（包括天线、模块、电路主板） >-相应的标准，表5-4是针对移动终端设备产品给出的有源指标要求，可供参考。表 ----Band-Band-BandBand--整机天线OTA测试方法参照CTIA整机天线OTA测试方法参照CTIA中相关产品的OTA5-6所示为CTIA的OTA系统主要由暗室、高精 的PC通过GPIB产品电气特性表 其中V_UART1.8V，VREG_USIM1.8V3V，请按照CMOS表 参0-0-10-01在GSM和WCDMA下有数据业务时的工作电流范围。表表 表 制频说BandISleepBandII 下制频说BandIBandIIThemoduleinofThemoduleinof射频技术指标测试设备Agilent电源Agilent射频线缆长度射频线缆长度About15WCDMA850MHz900MHz补偿0.6WCDMA2100MHz1900MHz补偿0.8说明 模式射频技术指标3GPP3GPPTS34.121试，UMTS2100/1900/850/900最发射的功率。UMTS2100/1900/850/9007-1表 频3GPPClass+24dBm+1/-Class+24dBm+1/-Class+24dBm+1/-Class+24dBm+1/-接收灵敏度强度。UMTS2100/1900/850/900接收灵敏度在BER(BitErrorRate)满足协议的基础上，接收灵敏度实测值如表7-2所示。表 频单3GPP标 实测 dBm/3.84 dBm/3.84 dBm/3.84---dBm/3.84-杂散指3GPPTS34.1217-3所示，在实际测试过程中，杂散指标达到如表7-3中的要求。表 频9kHzf<150110-36-36150kHzf<3030MHzf<1000100-361GHzf<12.751-30 最大其参考值如表7-4所示。表 频单3GPPClass32.61Class32.9Class+30dBmClass+30dBm29.55接收灵敏度度。GSM850/900/1800/1900GMSK/8PSKBER(BitErrorRate)满足协议的基础上，接7-5所示。表 频单 3GPP标 实测dBm/3.84 - -110.2 - -107.3dBm/3.84dBm/3.84MHzdBm/3.84杂散指产品相关测试和标准本产品相关测试符合IEC标准，测试包 、温度冲击、EMC等，表8-1是产品测试标准列表，其中包含了本产品测试所涉及的相关测试标准。表 测试标 文档描GB/TEnvironmentaltesting-part2-64:TestFH:vibration，broadbandrandomEnvironmentaltesting-part2-14:TestN:changeoftemperature.Basicenvironmentaltestingprocedures-part2:TestEBandguidance.Environmentaltesting-part2-2:TestB:dryheatGB/TGB/TTIA/EIATIA/EIA603IECInternationalElectrotechnicalCommission；测试环境说明温度范围内，产品的射频符合3GPP规范要求，功能正常。在极限工作温度范围内，产品的射频指标基本符合3GPP规范要求，模块部分射频指标可能3GPP规范，数据品测试环境要求，本产品测试所需要的仪器和设备如表8-3所示。备--- 表表 表 可靠性测试环境体参数如表8-4所示。表 IEC68-2-±±30秒测试持续时间：2小时IEC68-2-14 ZTE标持续时间：4ZTE标持续时间：48持续时间：24温度：-持续时间：24ZTE标IEC68-2-1IEC68-2-2可靠性表 模电持续时 GPRSClassEDGEClass≥1≥