通信模组的通信线路设计
通信模组的通信线路设计
通信线路是数据交换的保证，2G模组一般为串口通信，3G，4G一般为USB通信。串口通信时，也要注意串口线尽量做好保护，并尽量做到对称，串口线内部不要穿插其他走线，保证数据传输的正确性。USB通信时，注意阻抗匹配，差分走线90欧，并保持等长，误差不超过10mil，与电源线等容易干扰的信号线做好隔离。
下面以奇迹物联的AM400E产品为例，详细介绍具体设计方法。AM400E 模块奇迹物联推出的一款 LTE 工业级无线通信模块，支持 LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、GSM 通信。
AM400E 模块可以提供 2 组 UART 接口，其中一组支持硬件流控。最高支持
3.6Mbit/s 速率，接口为 1.8V 电平，连接方式如下图。
原理图设计注意事项：
l 请注意信号连接的对应关系。
l 参考设计电路适用于带硬件流控和不带硬件流控的串口电路，如果不使用硬件流控，将UART_RTS、UART_CTS、MCU_CTS、MCU_RTS 悬空即可；
l 如果 UART 和 MCU 逻辑电平不匹配，需要做电平转换。
根据逻辑电平品质差异，推荐三种电平转换电路。
如果
MCU_UART 的低电平
V IL ≤200mV，使用如下推荐电路 。
相关器件：
l Q305/Q306/Q307/Q308：MMBT3904 或者 MMBT2222。高速率晶体管更好。
l C303/C304/C305/C306：加速电容,减小三极管导通截至时间,在高速率传输环境中(1M 以内)，可
有效改善数字信号上升沿时间，避免误码产生，用户根据实际情况选择是否使用；
l DNI—220pF：选择空贴或者贴 220pF 电容；
MCU_TXD 和 MCU_RXD 分别为
MCU 的发送和接收端口，TXD 和
RXD 分别为模块的发送和接收
端口。VCC_IO 为
MCU 的 IO 电压。
如果外部
MCU 的电平大于 3.3V，或者串口速率高于
1MHz，推荐使用电平转换芯片。如图下图所示。
NLSX4373 是一个双向高速电平转换芯片，最高速率可达
20Mb/s。
l VL
是 IO_VL1 和 IO_VL2 的参考电压，电压范围是
1.5V-5.5V。
l VCC
是 IO_VCC1 和 IO_VCC2 的参考电压，电压范围是
1.5V-5.5V。
l EN
是使能脚，输入
VL-0.2V 以上的电平有效，图中直接连接
VDD_1P8，该电平转换芯片一直处于工作状态。
AM400E
可以通过 USB 接口实现程序下载、数据通讯及调试等。模块的
USB 为 USB 设备，客户可以根据需求选择使用。推荐
USB 连接电路如图 下所示。
原理图设计注意事项：
l USB_VBUS
上并 1μF（C301）和 22pF（C302）滤波电容，电源线上必须有
ESD 器件；
l USB_DP、USB_DM 数据线上的 ESD 保护二极管结电容尽量采用小于
1pF 的。USB_DP、USB_DM 线上串联一个不大于 10Ω 的电阻可有效改善 USB 的 ESD 性能。建议使用5Ω。
PCB
设计注意事项：
l USB_VBUS
上的滤波电容尽量靠近模块管脚放置，ESD
管尽可能靠近
USB 连接器放置。
l USB_DP、USB_DM 上的 ESD 管尽可能靠近 USB 连接器放置。
l USB
数据线需要采用差分走线，差分阻抗为
90Ω；走线从端口到模块引脚需要和其他信号线隔离，应包地处理。
以上是我们在模组开发项目中硬件电源设计过程中的一些经验累积，希望您在项目开发过程中少走弯路，顺利完成开发任务。最后介绍我们奇迹物联，我们产品涵盖了基于eSIM技术的2G,4G,NB模组，并且还为客户提供模组相关的硬件设计资料和评审服务，帮助客户快速完成项目开发，迅速抢占物联网市场。
