Công nghệ PCB - Cách nâng cao thiết kế PCB của bảng mạch Bluetooth

Thiết kế bảng mạch xanh

Nếu không đề phòng, in bảng mạch dùng công nghệ Bluetooth có thể sẽ gặp sự can thiệp, mất dữ liệu, và thiếu trung thực tín hiệu. Nó sẽ mô tả nhiều quy tắc và hướng dẫn cần xem xét khi chọn công nghệ Bluetooth cho một ứng dụng cụ thể, đặc biệt khi thiết kế nó thành một bảng mạch..

Các ứng dụng khác nhau sử dụng Bluetooth, gồm:

Bãi biển tại các công ty mua sắm

Màn trình diễn Eddy cho ứng dụng cảm nhận công nghiệp

Tai nghe và âm thanh

Cảm giác từ xa, như bộ điều khiển trò chơi điện tử hay chuột máy tính

Hệ thống tự động

Hệ thống điện tử điện tử, máy ảnh, máy in và điện thoại

Mỗi chương trình sử dụng cùng một công nghệ Bluetooth, nhưng theo cách khác nhau, và phụ thuộc vào kiểu kết nối, một kỹ sư thiết kế cần phải kết hợp nguyên tắc cơ bản để tối ưu hóa tính to àn bộ tín hiệu và hiệu quả của thiết bị.

Trung Tâm Tây Kỳ

Vậy với Wi-Fi, Bluetooth không phải là một lựa chọn không dây rất nhanh, nhưng nó ngày càng nhanh hơn. Nó cũng không thể xuyên thủng tường và những chướng ngại vật xung quanh tốt, và có tầm bắn kém.

Mặc dù vẫn đang tiến hành, nhưng vẫn là một lựa chọn tốt (5.0 là lần cập nhật mới nhất, một sự cải tiến tốt hơn 4.2). Trong phần lớn trường hợp, nó là một phương án ít tiêu thụ năng lượng, đáng tin cậy, an toàn, được hỗ trợ rộng rãi, và có thể được áp dụng dễ dàng trên các thiết bị ngoại vi nhỏ.

Công nghệ Bluetooth có một lịch sử dài hơn 20năm và vẫn đang tiến triển. Mặc dù công nghệ Bluetooth đã được cải thiện về tốc độ, năng lượng, phạm vi an ninh và các tính chất khác trong nhiều năm qua, nhưng nó vẫn có vẻ vẫn còn một số vấn đề tương tự, kể cả khả năng nhận biết tín hiệu nhiễu.

So, từ quan điểm của PCB thiết kế, Các biện pháp gì có thể dùng để tối ưu hóa độ chính trực của tín hiệu và giảm thiểu nhiễu?

Những thứ sau đây là những vấn đề thiết kế mạch xanh và quy tắc ngón cái chung:

Dùng mô- đun đã xác định

1. Nếu bạn muốn hòa giải Bluetooth vào sản phẩm của mình và có ít tài nguyên, vui lòng cân nhắc việc sử dụng mô-đun được bọc nguyên vẹn để giúp tăng tốc tiến triển và thời gian tiến hành thị trường. Cuối cùng, nó có thể tăng một ít chi phí, nhưng thường có thể tránh được một số rắc rối do vị trí ăng-ten và khả năng của EMS.

Trên thị trường hiện nay có nhiều mô- đun được xác nhận với giá hợp lý, hầu hết trong đó được tích hợp một bộ trình bày trang s ức nhỏ, như RN4020 hay RN48700 hay Silicon Lab'BT121 hay BGM13. Gắn bộ xử lý lên bảng cho phép nó có sự linh hoạt và chức năng cao hơn. Thí dụ như, ngoài đống Bluetooth, đơn giản bên ngoài có thể được kiểm soát qua cơ chế GPio, SPI, I2C, PWMComment, v.v.

Kiểm tra thiết bị Bluetooth

2. Hãy chắc chắn bạn đã chọn đúng thiết bị Bluetooth cho ứng dụng, và kích cỡ và cách điều chỉnh của ăng-ten cũng hợp lệ.

Nếu bạn muốn sử dụng một chương trình đèn hiệu đơn giản, và ứng dụng chỉ cần các luồng điện ngắn và khoảng thời gian ngắn để thông báo địa điểm hay dữ liệu, bạn có thể sử dụng năng lượng thấp (Bluenog Low Energy hay Hạ Màn) với các tính năng tối thiểu và bên ngoài. Một giải pháp có giá trị phụ cho thiết bị tiết kiệm nội địa ốc và chi phí.

Nếu bạn đang tìm kiếm nhiều sản phẩm có siêu năng cao hơn, tần suất phát âm hay trao đổi dữ liệu, thì bạn có thể cần nhiều sản phẩm có năng lượng truyền tín hiệu cao hơn, tín hiệu nhận nhiều hơn và tốc độ dữ liệu nhanh hơn (mặc dù nó sẽ giảm tốc độ truyền dữ liệu (tốc độ truyền dữ liệu) Tình trạng thường giúp giảm thiểu tổn thất gói tin).

Nếu bạn đang tìm kiếm một con chip toàn phần, hãy xem xét sử dụng một con chíp chứa đựng máy xử lý mạnh hay phụ trợ bao gồm những loại bột UART, SPI, I2C, PWM, ADC, DAC, và pin chừng chừng chừng chừng chừng chừng chừng chừng hợp lý.

Nếu bạn đang xử lý các chất lượng phụ thuộc lớn vào các đọc RSSI, hãy đảm bảo rằng màn hình RSSI của nó có đủ độ phân giải dB.

Tách ra hay gỡ ra tín hiệu đồng và thành phần năng lượng cao

3. Khi thiết kế trong một ống thoát hay mô- đun Bluetooth, vui lòng giữ kín vùng ăng-ten hoàn toàn tránh xa tín hiệu đồng gần đó hoặc các thành phần mang theo rất nhiều năng lượng (đặc biệt đường dẫn năng lượng được bật bởi một cái khuếch đại hay máy chuyển hạt nhân).

This also includes making areas (and slabs) free of flat and polygonal dumping. Hầu hết các nhà sản xuất thiết bị đánh cỏ Bluetooth sẽ cho thấy một hướng dẫn đúng đắn Thiết kế PCB. Nếu bạn muốn tự sắp xếp khu vực ăng-ten, 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).

Sử dụng các phương pháp theo dấu vết mặt để tránh phóng xạ không cần thiết từ mép của PCB, vì nó có thể thâm nhập vào tín hiệu Bluetooth gần đây. Nếu có thể, hãy cố gắng tối ưu hình tấm bảng cho thiết bị Bluetooth và cái ăng-ten của nó, đặt nó vào mép và tránh xa các thành phần và tín hiệu xung quanh. Nếu bạn sử dụng các tín hiệu tương tự như âm thanh, hãy đảm bảo các máy bay Mặt đất tương tự và số máy bay mặt đất được tách ra.

Luôn luôn là một ý hay để bảo vệ các thiết bị điện tử (không phải là ăng-ten, tất nhiên) để ngăn nối chéo nhau và giảm nhiễu tối thiểu.

Thiết bị cầm tay

4. Hãy đảm bảo là những đường ray cấp điện cho mô- đun Bluetooth hay chip không bị gì, và sử dụng đường tắt (1.0 uF) và tụ điện tách ra (0.1uF và 10Miễn) nếu cần thiết. Bạn cũng có thể dùng hạt sắt trên đường dây điện để vào khu xanh của bảng mạch để giảm nhiễu tần số cao.

Công cụ và phân tích

5. Nếu bạn muốn thiết kế vùng ăng-ten, hãy đảm bảo rằng bạn có thiết bị thích hợp (như một bộ phân tích mạng) để phân tích và điều chỉnh mạng lưới tương ứng, hoặc cân nhắc gửi thiết kế đến một phòng thí nghiệm RF bên ngoài.

Xem xét những chướng ngại vật trong thế giới thực

6. Trong quá trình kết nối Bluetooth, có rất nhiều yếu tố có thể gây ra sự chặn hay gỡ bỏ, kể cả nước ở gần (loài người cũng là... Trên cùng tần số ISM, như lò vi sóng hay công nghệ WLAAN, nguồn điện, video RF không dây, đèn văn phòng và điện thoại nhà.

Ngay cả khi kết đôi ở cự ly gần (1-2 mét), nó cũng rất dễ bị mất tín hiệu. Nếu những điều kiện như vậy có nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu, hãy chọn một thiết bị có năng lượng cao hơn và chạy với tốc độ thấp hơn để giảm thiểu khả năng lượng của gói hàng. Hoặc, nếu thiết bị điện tử nằm bên trong chiếc cặp, hãy đảm bảo rằng các vật liệu cung cấp kim loại được thu nhỏ nhất và tránh xa khỏi mô- đun ĐÓ. Mối quan hệ giữa sức mạnh tín hiệu Bluetooth và khoảng cách không tuyến tính. Trên thực tế, nó rất phi tuyến và hơi khó đoán theo môi trường bao quanh, nhưng nó theo một mô hình chung.

Dù bạn thiết kế một mô- đun Beacon nhỏ, đơn giản, hoặc thiết kế một dòng dữ liệu, nồng độ năng lượng của lõi xanh, theo những biện pháp phòng ngừa này có thể giúp bạn tránh được nhiều rắc rối trong giai đoạn thử nghiệm/ứng dụng của thiết kế.

With the expansion of PCB Bluetooth Thành phần, bây giờ là thời điểm thú vị để hoà nhập liên lạc và kiểm soát không dây vào sản phẩm, và tương lai chỉ mang đến những điều nhỏ hơn, nhanh hơn, thành phần Bluetooth còn rẻ hơn.