SIMCom常见模组外围电路设计
最近一直在搞SIMCom的模組外圍電路設(shè)計(jì)，現(xiàn)在整理一下外圍電路設(shè)計(jì)思路。
1.電源方案
這類通信模組一般瞬間電流可以達(dá)到2A左右，所以在供電方案上需要十分注意，否則很容易造成模塊死機(jī)或者重啟。供電方案可以采用DC-DC、LDO或者DC-DC+LDO方案，除了基本的電源芯片，由于模組的瞬間電流比較高，所以在模組的電源的電容配置也需要考慮。
（1）DC-DC方案
優(yōu)點(diǎn)：
①外部供電電壓輸入范圍寬；
②電源效率高；
③電流比較大，一般可以做到2-3A；
④發(fā)熱量低。
缺點(diǎn)：
①電源紋波比較大，需要在輸出端增加一個(gè)磁珠，以改善電源質(zhì)量；
②一般DC-DC方案所占PCB面積比較大；
③因?yàn)镈C-DC采用PWM方式調(diào)節(jié)電壓，所以會(huì)產(chǎn)生較大的干擾；
④靜態(tài)電流高，不適合連續(xù)工作的低功耗系統(tǒng)。
常用的DC-DC芯片有：MP1482、MP2303、LM2596ADJ等。
（2）LDO方案
優(yōu)點(diǎn)：
①紋波低，輸出電壓穩(wěn)定；
②線性器件，很少有干擾問(wèn)題。
缺點(diǎn)：
①效率低；
②發(fā)熱量大；
③輸入電壓不能做到很寬（輸入輸出壓差太大，耗散功率大）。
這種芯片很多廠家都在做，比如TI、芯龍等等，一般SIMCom推薦的芯片是MIC29302。
（3）DC-DC+LDO方案
這種方案是通過(guò)DC-DC將外部電壓降低到5V左右，在用LDO把電壓降到4.2V。
優(yōu)點(diǎn)：
①效率高；
②紋波低，輸出電壓穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：
①BOM成本高；
②和DC-DC方案一樣，干擾比較大。
（4）模組供電接口電容及保護(hù)配置
推薦外部電容220uF鉭電容*2+1uF陶瓷電容+33pF陶瓷電容+10pF陶瓷電容+5.1V/500mW齊納二極管，這些器件要靠近模組放置。齊納二極管不能省，很多情況下都是因?yàn)殡娫淳€的ESD干擾導(dǎo)致模塊損壞的。如果電源電路不能提供足夠的2A電流，建議適當(dāng)增加電容容量，電容容量不小于1000uF，當(dāng)能提供2A電流時(shí)，電容容量不小于330uF。保證模塊發(fā)射是電壓跌落小于300mV。
（5）其他
①電源線線寬不能低于80mil，最好在PCB的同一側(cè)布線；
②模組最好增加斷電功能，以防止模組死機(jī)，可以采用MOS管或者直接控制電源芯片的使能腳。
2.與MCU連接問(wèn)題
（1）串口接線問(wèn)題
模組一般都會(huì)提供一個(gè)全功能串口，如果MCU串口速度足夠快，可以只連接RX和TX，若MCU串口速度比較慢，建議硬件流控相關(guān)引腳也要連接上。
兩種接法如下圖所示：
（2）接口電平問(wèn)題
SIMCom的模組常見(jiàn)的I/O電平標(biāo)準(zhǔn)為2.8V和1.8V。
當(dāng)I/O電平為2.8V，MCU為3.3V電平時(shí)，可采用電阻分壓方式來(lái)轉(zhuǎn)換I/O電平，如下圖所示：
當(dāng)當(dāng)I/O電平為1.8V，MCU為3.3V電平時(shí)，最好采用專門(mén)的電平轉(zhuǎn)換芯片，例如SIMCom官方推薦的TXB0108，電路圖如下所示：
（3）其他
其余I/O根據(jù)需要連接，比如模組狀態(tài)引腳等。建議在模組和MCU連接的引腳上串接51歐電阻，用以增強(qiáng)保護(hù)和解決一些EMI/EMC問(wèn)題。
3.開(kāi)關(guān)機(jī)引腳處理
開(kāi)關(guān)機(jī)電路參照下圖即可：
三極管選用常用的小功率NPN三極管即可，還可在開(kāi)關(guān)機(jī)引腳上增加一個(gè)100nF的電容和一個(gè)TVS管，以增強(qiáng)對(duì)模塊的保護(hù)。
4.SIM卡接口
SIM卡通信速率比較高，并且SIM卡內(nèi)部無(wú)保護(hù)電路，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要格外注意，否則容易引起無(wú)法識(shí)別SIM卡、掉卡或者是SIM卡損壞的情況。SIM卡電路如下圖所示：
需要注意的是：
①SIM卡引線最好控制在10cm以內(nèi)，以5cm以內(nèi)為優(yōu)；
②SIM_RST、SIM_CLK和SIM_DATA需要串接上51歐電阻用以做阻抗匹配，對(duì)地接22pF電容，防止射頻干擾；
③ESD器件結(jié)電容不能大于50pF；
④SIM卡走線要遠(yuǎn)離電源、天線和高速信號(hào)線；
⑤SIM卡的地要和模塊的地保持良好的連通性，保證等電位；
⑥為防止SIM_CLK對(duì)其它信號(hào)造成干擾，建議將SIM_CLK做包地處理。
5.天線接口處理
天線參考電路如下所示：
在設(shè)計(jì)中應(yīng)保證50歐阻抗，以方便射頻工程師調(diào)試，阻抗設(shè)計(jì)使用Si9000軟件設(shè)計(jì)即可，匹配電路應(yīng)預(yù)留，射頻測(cè)試頭看實(shí)際情況是否保留。注意天線電路要遠(yuǎn)離電源。
至此SIMCom模組設(shè)計(jì)完成。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的SIMCom常见模组外围电路设计的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
