Технология PCB - как улучшить дизайн панели Bluetooth PCB

Bluetooth circuit board проектировать guide

If certain precautions are not taken, печатная плата Использование технологии Bluetooth может вызвать помехи, data loss, ошибка целостности сигнала. It will outline the many rules and guidelines to consider when selecting Bluetooth technology for a specific application, особенно при проектировании платы.

использовать Bluetooth, включая:

маяк в торговом центре

Eddy current frame for industrial sensing applications

наушники и аудио / стереофоническая продукция

удаленный периферийный устройство, например, компьютерный контроллер или мышь/keyboard

автоматизированная система семьи

радиопотребительская электроника, видеокамера, printers and phones

Каждое приложение использует одну и ту же общую технику Bluetooth, но по - разному, и в зависимости от типа соединения, конструктор должен сочетать основные принципы оптимизации целостности сигнала и общей эффективности оборудования.

хуацю DFM

по сравнению с Wi - Fi, Bluetooth Не очень быстрый выбор беспроводной связи, but it is getting faster and faster. Он также не может хорошо пробить стены и другие препятствия вокруг, and has a poor range.

Несмотря на то, что этот процесс продолжается, он по - прежнему является хорошей альтернативой (5,0 представляет собой последнее обновление, которое значительно улучшилось по сравнению с 4,2). В большинстве случаев он является малозатратным, надежным, безопасным и широко поддерживаемым вариантом и может быть легко реализован на различных небольших периферийных устройствах.

технология Bluetooth существует уже более 20 лет и продолжает развиваться. Несмотря на то, что технология Bluetooth за многие годы улучшилась с точки зрения скорости, мощности, охвата, безопасности и других характеристик, по - прежнему сохраняются, как представляется, некоторые сходные проблемы, включая подверженность сигналам помех.

поэтому, from the perspective of печатная плата design, что можно сделать для оптимизации целостности сигналов, сведения к минимуму помех и потери пакетов?

The following are some bluetooth circuit design considerations and general rules of thumb:

использовать сертифицированный модуль

1. если вы хотите интегрировать Bluetooth в вашу продукцию и иметь ограниченные ресурсы, рассмотрите возможность использования предварительно сертифицированных полноформатных модулей, которые помогут ускорить разработку и выход на рынок. Наконец, это может повлечь за собой дополнительные расходы, но обычно можно избежать проблем, связанных с конфигурацией / конструкцией антенны и чувствительностью EMI.

В настоящее время на рынке имеется несколько доступных модулей сертификации, большинство из которых интегрированы в такие микропроцессоры ARM, как Microchip RN4020 или RN4870 или Silicon Labs BT121 или BGM113. установка процессора на платы позволяет сделать его более гибким и функциональным. например, помимо стека протоколов Bluetooth, контроль за простым периферийным оборудованием может осуществляться через GPIO, SPI, I2C, PWM и т.д.

проверка выбора устройства Bluetooth

2. Make sure you have selected the appropriate Bluetooth device for the application, размер и настройка антенны также подходят.

если вы хотите использовать простое приложение для радиомаяка, которое требует коротких импульсов / интервалов времени для объявления местоположения или данных, вы можете использовать низкое энергопотребление (низкое энергопотребление Bluetooth или BLE) и минимальное функциональное и периферийное оборудование, что является экономически эффективным решением для устройства, которое позволяет экономить недвижимость и конечные затраты.

если вы ищете больше продуктов с более высокой пропускной способностью, звуковым потоком или обменом данными с помощью программ Bluetooth, то вам может понадобиться продукция с более высокой пропускной способностью, высокой чувствительностью к приему и более высокой скоростью передачи данных (хотя это снижает скорость передачи данных).

если вы ищете интегрированные чипы, обратитесь к ним с просьбой рассмотреть возможность использования групп кристаллов, включающих мощные или вспомогательные процессоры, такие, как UART, SPI, I2C, PWM, ADC, DAC и GPIO.

если содержимое обрабатывается с помощью считывания RSSI, убедитесь, что монитор RSSI имеет достаточное разрешение в децибелах.

блок сигнализации разделения или удаления меди и высокой энергии

3. при проектировании чипов или модулей Bluetooth область антенны должна быть полностью удалена от ближайших медных сигналов или компонентов с большой энергией (в частности, путь к питанию, переключаемый с помощью повышающих или понижающих преобразователей).

This also includes making areas (and slabs) free of flat and polygonal dumping. большинство производителей чипов Bluetooth предоставляют Руководство по раскладке, которое должно строго соблюдаться при установке проектирование печатная плата. ручная расстановка антенн, please use a ground plane appropriately to maintain a good bandwidth at the input and make sure to leave enough space for the tuning element (printed and ceramic antennas require a ground plane).

использовать заземленное слежение через отверстие, чтобы предотвратить ненужное излучение с края печатная плата, as it may penetrate nearby Bluetooth signals. если возможно, try to optimize the shape of the board for the location of the Bluetooth device and its antenna, Поместите его на край, вдали от ближайшего узла и сигнала. If you use analog-based signals such as audio, обеспечивать разделение аналоговых и цифровых плоскостей земли.

защита электронного оборудования (конечно, не антенны) всегда была хорошей идеей, чтобы не допустить слияния перекрестных соединений и свести шум к минимуму.

меры предосторожности

4. обеспечивать чистоту направляющих, питающих модули Bluetooth или чипы, используя при необходимости блоки (1,0 УФ) и конденсаторы развязки (0,1uF и 10nF). Вы также можете использовать ферритовые магнитные бусы на направляющих электропитания для входа в область bluetooth платы, чтобы подавить высокочастотный шум.

инструменты и анализ

5. If you want to design the antenna area, please make sure you have the appropriate equipment (such as a network analyzer) to analyze and adjust the matching network, or consider sending the design to a third-party RF test laboratory.

Подумай о препятствиях в реальном мире

6. During the Bluetooth connection process, есть много факторов, которые могут привести к блокированию или расстройке, including nearby water (human beings are also...we are mainly water), metalized objects, смартфон/tablets, компьютер, операционное оборудование. On the same ISM frequency band, например, микроволновая печь или беспроводная локальная сеть, power supply, радиочастотное видео, office lighting and home phone.

даже при спаривании на близком расстоянии (1 - 2 м) сигнал очень легко теряется. если это влияет на риск повышения качества сигнала, выберите устройство с более высокой мощностью и работайте на более низкой скорости, чтобы свести к минимуму потерю пакетов. Или, если электронное оборудование внутри оболочки, убедитесь, что металлический материал минимизируется и удаляется от модуля BLE. связь между интенсивностью сигнала Bluetooth и расстоянием не является линейной. На самом деле, она очень нелинейная, в зависимости от окружающих условий, она немного непредсказуема, но она действительно основана на общепринятой модели.

независимо от того, проектируете ли вы миниатюрные, простые модули радиомаяка, или же проектируете концентраторы Bluetooth, потребляющие электроэнергию, следуйте этим превентивным мерам, вы можете сэкономить много проблем на стадии проектирования испытаний / осуществления.

With the expansion of Bluetooth печатная плата components, сейчас волнующий момент интеграции беспроводной связи и контроля в продукт, будущее только меньше, faster, более дешевый и мощный модуль Bluetooth.