探索Type 2EL Wi-Fi + Bluetooth + 802.15.4 三射頻模塊的設(shè)計(jì)奧秘

在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，無線通信技術(shù)日新月異，多射頻模塊的應(yīng)用越來越廣泛。今天，我們要深入探討的是Murata的Type 2EL模塊，它基于NXP IW612組合芯片組，支持IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax + Bluetooth 5.3 BR/EDR/LE + 802.15.4，是一款性能卓越的三射頻解決方案組合模塊。

文件下載：Murata Electronics LBES5PL2EL無線組合模塊.pdf

模塊關(guān)鍵特性剖析

強(qiáng)大的無線支持能力

Type 2EL模塊的一大亮點(diǎn)在于其對(duì)多種無線標(biāo)準(zhǔn)的支持。它支持IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了2.4 GHz和5 GHz雙頻段Wi-Fi 6，單輸入單輸出（SISO）模式下可使用20 MHz、40 MHz和80 MHz信道，最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)MCS11（601 Mbps）。同時(shí)，它還支持Bluetooth 5.3規(guī)范以及IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，為不同的無線應(yīng)用場(chǎng)景提供了豐富的選擇。

多樣化的接口設(shè)計(jì)

該模塊配備了多種接口，以滿足不同的通信需求。WLAN接口采用SDIO 3.0，Bluetooth接口支持HCI UART和PCM，802.15.4接口則使用SPI。這種多樣化的接口設(shè)計(jì)使得模塊能夠與各種不同的設(shè)備進(jìn)行靈活連接，提高了其通用性和適用性。

出色的物理特性

Type 2EL模塊的尺寸僅為8.8 x 7.7 x 1.3 mm，重量?jī)H0.22 g，具有小巧輕便的特點(diǎn)，適合應(yīng)用于對(duì)空間和重量要求較高的設(shè)備中。此外，它的工作溫度范圍為 -40 °C至85 °C，能夠適應(yīng)較為惡劣的環(huán)境條件。同時(shí)，該模塊采用表面貼裝類型，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保且易于安裝。

模塊詳細(xì)參數(shù)解讀

引腳描述與配置

模塊的引腳設(shè)計(jì)是其與外部設(shè)備連接的關(guān)鍵。Type 2EL模塊共有多個(gè)引腳，每個(gè)引腳都有其特定的功能。例如，PDn引腳用于控制模塊的電源狀態(tài)，在正常工作時(shí)必須為高電平；ANT0和ANT1引腳分別用于WLAN和BT/802.15.4的輸出；SDIO相關(guān)引腳則用于與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。此外，模塊還有一些配置引腳，如CONFIG_HOST[0]和CONFIG_HOST[1]，用于設(shè)置固件啟動(dòng)選項(xiàng)。

電氣特性參數(shù)

在電氣特性方面，模塊的絕對(duì)最大額定值和工作條件是需要重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)。絕對(duì)最大額定值規(guī)定了模塊在極端情況下的電氣參數(shù)范圍，如存儲(chǔ)溫度范圍為 -50 °C至85 °C，電源電壓AVDD33最大為3.96 V等。而工作條件則是模塊正常工作時(shí)的參數(shù)范圍，如工作溫度范圍為 -40 °C至85 °C，電源電壓AVDD33的典型值為3.3 V等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須確保模塊的工作參數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證其正常工作和可靠性。

接口時(shí)序要求

模塊的接口時(shí)序?qū)τ跀?shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸至關(guān)重要。不同的接口有不同的時(shí)序要求，例如SDIO接口有默認(rèn)速度模式、高速模式、SDR12、SDR25、SDR50模式以及DDR50模式等，每種模式都有其特定的時(shí)鐘頻率、輸入輸出時(shí)間等參數(shù)要求。UART接口的默認(rèn)波特率為115200 bps，藍(lán)牙PCM接口在主模式和從模式下也有不同的時(shí)序要求。在設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格按照這些時(shí)序要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和程序編寫，以確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。

DC/RF特性分析

模塊的DC/RF特性是衡量其無線性能的重要指標(biāo)。對(duì)于不同的無線標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE 802.11b/g/n/ac/ax以及藍(lán)牙和藍(lán)牙低功耗等，都有相應(yīng)的DC/RF特性參數(shù)。這些參數(shù)包括DC電流、輸出功率、頻譜掩碼余量、星座誤差（EVM）、頻率容差、雜散發(fā)射等。在不同的工作模式和條件下，這些參數(shù)會(huì)有所不同。例如，在IEEE 802.11b的2.4 GHz頻段，高數(shù)據(jù)速率模式下的輸出功率設(shè)置為18 dBm（TBD），而在低數(shù)據(jù)速率模式下也有相應(yīng)的參數(shù)要求。通過對(duì)這些參數(shù)的分析和優(yōu)化，可以提高模塊的無線性能和通信質(zhì)量。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)與建議

布局與布線

在PCB設(shè)計(jì)中，模塊的布局和布線非常重要。所有的接地端子應(yīng)連接到接地圖案，并且在IN和OUT端子之間應(yīng)設(shè)置接地圖案，以減少電磁干擾。同時(shí)，要注意避免信號(hào)線之間的交叉和干擾，合理安排元件的位置，確保模塊的正常工作。

電源管理

模塊的電源管理也是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在電源上電和下電過程中，必須按照規(guī)定的順序進(jìn)行操作，以避免模塊出現(xiàn)異常。例如，AVDD33、AVDD18、VIO和VIO_SD可以同時(shí)上電，PDn信號(hào)在所有電源供應(yīng)為高電平時(shí)應(yīng)置為低電平。此外，還要注意電源的穩(wěn)定性和濾波，以減少電源噪聲對(duì)模塊的影響。

環(huán)境適應(yīng)性

在使用模塊時(shí)，要考慮其環(huán)境適應(yīng)性。模塊應(yīng)在規(guī)定的溫度、濕度和壓力等環(huán)境條件下使用，避免在含有腐蝕性氣體、易燃易爆氣體、灰塵、陽光直射、水濺、潮濕或凍結(jié)等惡劣環(huán)境中使用。如果需要在特殊環(huán)境中使用，應(yīng)提前咨詢廠家并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

總結(jié)

Type 2EL模塊憑借其強(qiáng)大的無線支持能力、多樣化的接口設(shè)計(jì)、出色的物理特性以及良好的DC/RF特性，為無線通信應(yīng)用提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在設(shè)計(jì)過程中，我們需要深入了解模塊的各項(xiàng)參數(shù)和特性，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布局、布線和電源管理，以確保模塊的性能和可靠性。同時(shí)，要充分考慮環(huán)境因素對(duì)模塊的影響，為模塊提供一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境。希望通過本文的介紹，能夠幫助各位電子工程師更好地理解和應(yīng)用Type 2EL模塊，設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的無線產(chǎn)品。