Type 2EA Wi-Fi + Bluetooth模塊：技術(shù)解析與應(yīng)用指南

作為一名電子工程師，在設(shè)計無線通信系統(tǒng)時，選擇合適的模塊至關(guān)重要。今天，我們就來深入剖析一下Murata的Type 2EA Wi-Fi + Bluetooth模塊，探討它的特性、參數(shù)以及使用注意事項(xiàng)。

文件下載：Murata LBEE5XV2EA-802 2EA型Wi-Fi? + BLUETOOTH?模塊.pdf

一、模塊概述

Type 2EA是一款基于IFX CYW55573 combo芯片組的小型高性能模塊，支持IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax 2x2 MIMO + Bluetooth 5.3 BR/EDR/LE。它適用于各種需要高速穩(wěn)定無線連接和藍(lán)牙功能的應(yīng)用場景，目標(biāo)用戶包括RF、硬件、軟件和系統(tǒng)工程師等。

二、關(guān)鍵特性

芯片與頻段支持

模塊內(nèi)部搭載Infineon CYW55573芯片，支持三頻段（2.4 GHz、5 GHz和6 GHz）的IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax標(biāo)準(zhǔn)，采用2x2 MIMO技術(shù)，支持20 MHz、40 MHz和80 MHz的信道帶寬，能夠提供高速、穩(wěn)定的無線連接。

藍(lán)牙功能

支持藍(lán)牙規(guī)范版本5.3，具體的藍(lán)牙功能可參考Bluetooth SIG網(wǎng)站。藍(lán)牙功能的加入，使得模塊可以與各種藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信，拓展了應(yīng)用的可能性。

接口與工作溫度

WLAN接口包括PCIe 3.0 Gen2和SDIO 3.0/2.0，藍(lán)牙接口為HCI UART。工作溫度范圍為 -40 °C至85 °C，能夠適應(yīng)較為惡劣的環(huán)境條件。

物理特性

模塊尺寸為12.5 x 9.4 x 1.2 mm，重量僅0.36 mg，采用表面貼裝類型，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。其總FIT（Failure In Time）為286，具有較高的可靠性。

三、訂購信息

四、模塊結(jié)構(gòu)與引腳

模塊框圖

模塊的框圖展示了其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和信號流向，有助于我們理解模塊的工作原理。通過觀察框圖，我們可以清晰地看到各個功能模塊之間的連接關(guān)系，為后續(xù)的電路設(shè)計提供參考。

尺寸、標(biāo)記和端子配置

這些標(biāo)記在實(shí)際使用中可以幫助我們準(zhǔn)確識別模塊的各個部分，確保正確安裝和使用。

引腳描述

模塊共有199個引腳，每個引腳都有特定的功能和作用。例如，PCIE_PERST_L為PCle系統(tǒng)復(fù)位引腳，BT_PCM_SYNC為藍(lán)牙PCM同步引腳等。詳細(xì)的引腳描述可參考數(shù)據(jù)表中的表格，在設(shè)計電路時，我們需要根據(jù)這些描述正確連接引腳，以確保模塊正常工作。

五、電氣特性

絕對最大額定值

工作條件

需要注意的是，VBAT的最小電壓對RF性能較為敏感，應(yīng)盡量保持其在合適的范圍內(nèi)，否則RF性能可能會顯著下降。

外部LPO_IN信號要求

DC/RF特性

模塊在不同的IEEE標(biāo)準(zhǔn)和頻段下具有不同的DC/RF特性，包括電流消耗、發(fā)射功率、頻譜掩碼裕量等。例如，在IEEE 802.11b - 2.4G標(biāo)準(zhǔn)下，發(fā)射模式的典型電流消耗為290 mA，發(fā)射功率為15.5 - 20 dBm。這些特性對于評估模塊在不同應(yīng)用場景下的性能非常重要，我們在設(shè)計時需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

六、接口時序和交流特性

藍(lán)牙UART時序

藍(lán)牙UART接口的時序參數(shù)包括延遲時間、建立時間等。例如，BT_UART_CTS_N低到BT_UART_TXD有效的延遲時間最大為1.5個比特周期。這些參數(shù)確保了藍(lán)牙UART通信的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

藍(lán)牙PCM接口時序

藍(lán)牙PCM接口支持多種數(shù)據(jù)格式和模式，包括窄帶語音模式和寬帶語音模式。在不同的模式下，其同步信號、時鐘信號和數(shù)據(jù)信號的時序要求也不同。例如，在短幀同步主模式下，PCM位時鐘頻率最大為12.0 MHz。

藍(lán)牙I2S接口時序

模塊支持I2S格式，其時鐘信號、字選擇信號和數(shù)據(jù)信號的時序關(guān)系需要滿足一定的要求。在主模式和從模式下，這些信號的輸入輸出特性也有所不同。例如，在主模式下，I2S時鐘信號的高電平時間和低電平時間都為0.35T（T為時鐘周期）。

WLAN SDIO時序

WLAN SDIO接口支持多種模式，包括默認(rèn)模式、高速模式、SDR模式和DDR50模式。在不同的模式下，其時鐘頻率、數(shù)據(jù)傳輸速率和時序參數(shù)都不同。例如，在SDIO默認(rèn)模式下，數(shù)據(jù)傳輸模式的頻率最大為25 MHz。

PCI Express接口參數(shù)

PCI Express接口的參數(shù)包括波特率、參考時鐘幅度、接收器和發(fā)射器的特性等。例如，波特率為5 Gbaud，接收器的差分輸入高電壓最小為150 mV。這些參數(shù)確保了PCI Express接口的高速穩(wěn)定通信。

七、使用注意事項(xiàng)

電源開啟順序

在開啟電源時，需要遵循一定的順序，以確保模塊正常啟動。具體要求如下：

• VBAT和VDDIO的10% - 90%上升時間不應(yīng)快于40微秒。
• VBAT應(yīng)在VDDIO之前或同時上升，VDDIO不應(yīng)在VBAT未達(dá)到高電平之前提前出現(xiàn)或保持高電平。
• WL_REG_ON和BT_REG_ON應(yīng)在睡眠時鐘振蕩穩(wěn)定后上升。
• 如果模塊無法從睡眠狀態(tài)正常喚醒或處于不確定狀態(tài)，應(yīng)通過WL_REG_ON和BT_REG_ON進(jìn)行復(fù)位，直到其正常啟動。

存儲和處理?xiàng)l件

模塊的存儲和處理需要注意以下幾點(diǎn)：

• 收到產(chǎn)品后應(yīng)在6個月內(nèi)使用，存儲時應(yīng)保持包裝密封，環(huán)境溫度為5 - 35 °C，濕度為20 - 70 %RH。
• 避免在溫度超過40 °C的環(huán)境下存儲，以免包裝材料變形。
• 收到產(chǎn)品后閑置超過6個月，使用前需確認(rèn)其可焊性。
• 存儲環(huán)境應(yīng)無腐蝕性氣體（如$Cl{2}$、$NH{3}$、$SO{2}$、$NO{x}$等）。
• 避免對產(chǎn)品施加過度的機(jī)械沖擊，如用尖銳物體戳包裝材料、掉落產(chǎn)品等。
• 產(chǎn)品適用于MSL3（基于JEDEC標(biāo)準(zhǔn)J - STD - 020），包裝打開后，應(yīng)在<30°C / <60% RH的環(huán)境下存儲，并在168小時內(nèi)使用。
• 當(dāng)包裝內(nèi)的濕度指示器顏色改變時，產(chǎn)品在焊接前應(yīng)進(jìn)行烘烤，烘烤條件為125 +5 / - 0 °C，24小時，1次。

PCB設(shè)計

在進(jìn)行PCB設(shè)計時，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 所有接地端子應(yīng)連接到接地圖案，并且在輸入和輸出端子之間應(yīng)設(shè)置接地圖案。
• 推薦的焊盤圖案和尺寸應(yīng)遵循Murata的標(biāo)準(zhǔn)。不同的圖案繪制方法、接地方法、焊盤尺寸、NC端子的焊盤形成方法以及PCB材料和厚度可能會影響產(chǎn)品的特性，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要進(jìn)行驗(yàn)證。
• 如果使用非標(biāo)準(zhǔn)焊盤，應(yīng)提前聯(lián)系Murata。

芯片貼裝

在將產(chǎn)品貼裝到PCB上時，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 避免因磨損的卡盤定位爪或吸嘴施加不均勻的力而導(dǎo)致產(chǎn)品受力損壞。
• 注意機(jī)械卡盤可能會對產(chǎn)品造成損壞。

焊接條件

焊接時應(yīng)遵循以下條件：

• 焊接應(yīng)在推薦的條件下進(jìn)行，以防止產(chǎn)品損壞。回流焊的最高溫度應(yīng)設(shè)置在260 °C以內(nèi)。
• 其他焊接條件使用前應(yīng)聯(lián)系Murata。
• 建議使用回流焊不超過2次。
• 使用松香類焊劑或氯含量不超過0.2 wt.%的弱活性焊劑。

清潔和操作環(huán)境

由于產(chǎn)品對濕度敏感，不建議進(jìn)行清潔。如果進(jìn)行清潔，客戶需對由此產(chǎn)生的任何問題或故障負(fù)責(zé)。此外，產(chǎn)品應(yīng)在正常的環(huán)境條件（環(huán)境溫度、濕度和壓力）下使用，避免在以下環(huán)境中使用：

• 含有腐蝕性氣體（如$Cl{2}$、$NH{3}$、$SO{x}$、$NO{x}$等）的大氣中。
• 含有可燃和揮發(fā)性氣體的大氣中。
• 多塵的地方。
• 陽光直射的地方。
• 有水濺的地方。
• 有水凝結(jié)的潮濕地方。
• 冷凍的地方。

輸入功率容量

產(chǎn)品應(yīng)在規(guī)定的輸入功率容量范圍內(nèi)使用。如果需要超出該范圍使用，應(yīng)提前告知Murata。

使用前提條件

在使用產(chǎn)品前，請確保您的產(chǎn)品已經(jīng)從符合我們產(chǎn)品規(guī)格的角度進(jìn)行了評估和確認(rèn)。我們僅對產(chǎn)品符合本規(guī)格書中的規(guī)定提供保證，對于在本規(guī)格書規(guī)定條件之外使用產(chǎn)品導(dǎo)致的任何缺陷或問題，我們不承擔(dān)責(zé)任。此外，產(chǎn)品不得用于以下對可靠性要求特別高的應(yīng)用場景：

• 飛機(jī)設(shè)備。
• 航空航天設(shè)備。
• 海底設(shè)備。
• 發(fā)電廠控制設(shè)備。
• 醫(yī)療設(shè)備。
• 交通信號設(shè)備。
• 燃燒 / 爆炸控制設(shè)備。
• 防災(zāi) / 防盜設(shè)備。
• 運(yùn)輸設(shè)備（車輛、火車、船舶、電梯等）。
• 與上述應(yīng)用具有相似復(fù)雜性和/或可靠性要求的應(yīng)用。

同時，我們明確禁止對產(chǎn)品進(jìn)行分析、破解、逆向工程、改造、修改和復(fù)制。產(chǎn)品也不能用于違反世界法規(guī)和法律禁止制造、使用和銷售的產(chǎn)品。

八、總結(jié)

Type 2EA Wi-Fi + Bluetooth模塊是一款功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的無線通信模塊，具有廣泛的應(yīng)用前景。在使用該模塊時，我們需要深入了解其特性、參數(shù)和使用注意事項(xiàng)，以確保在設(shè)計過程中能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢，同時避免因不當(dāng)使用而導(dǎo)致的問題。希望本文對各位電子工程師在使用Type 2EA模塊時有所幫助。你在使用這款模塊的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。