- 前言
ZigBee 是一种近距离、低功耗、低成本的双向无线通讯技术,工作频段在 2.4GHz 。主要用于短距离,低功耗电子设备间的传输。 ZigBee 技术的应用十分广泛,目前主要应用于家居智能控制、商业自动化控制及仪表控制。
本文主要针对 ZigBee (NXP_JN5189) 硬件设计和 RF 性能指标做个初步介绍,希望给大家带来帮助。
- JN5189 模块参考设计
为了确保符合性能规格,强烈建议尽可能参考由参考设计所提供的的设计细节进行设计。这个参考设计包括元件的取值, pad 尺寸,走线布局等等。
为了使风险最小化,建议参考适当的整体布局。如果有可能的话,在最终设计中可直接复制该模块。
图 1
- ZigBee 原理图设计注意事项
- 信号杆要直接连到地,任何一个需要连到地的 pad 都应该通过直接连接信号杆而连到地。
- 对于单端天线或者连接器,不需要平衡—不平衡转换器,但是外部需要过滤。在接收器中,RFIO 引脚匹配阻抗在 50Ω ,外部通过 R5 、 C25 、 L2 、 C24 来有效滤除谐波(如图 2 )。这些元件至关重要,必须放置在靠近 JN5189 引脚和模拟地的位置。另外, 对于北美( FCC 认证 ),使用 6 元件匹配网络比 4 元件匹配网络的谐波抑制更高,是相对比较安全的。而 ETSI 的要求不如 FCC 那么严格,因此可以使用 4 元件匹配网络。
图 2
3. 参考电路旨在提供与 50Ω 阻抗网络的精确匹配,并提供通往终端输出级或天线的直流路径。如需与其他有源设备进行匹配时,需将其他有源设备(如放大器)阻抗设计为 50Ω ,使其与 JN5189 输出端相匹配。
4. 其他注意事项:保证良好的电源滤波; JN5189 底部的 pad 要良好的接地;检查 IO 及通信管脚的电平是否与外设兼容等。
- Layout 注意事项
- 开发调试阶段和最终生产时的 PCB 材质厚度,走线等参数要一致,元器件要统一,这样调试得出的结论才有意义。
- 尽量按照参考设计严格布线,最好能直接拷贝射频部分。
- 射频走线要按照 50Ω 阻抗匹配,且不能有过孔,如图 3 。
图 3
5. 将 JN5189 模块放置于另一块板子上时,应尽量保证模块中的天线能伸出来。
6. JN5189 周边顶层及底层的地要尽量保持完整,并尽量放置过孔相连接
- RF 性能调试指标
- 驻波比 SWR < 2 。
- 中心频率容限:发射中心频率容忍度应在频率最大值的 ±40ppm 范围内。
- TX power > 9dBm 或 S11 < -10dB 。
- IEEE 802.15.4 接收灵敏度 -100dBm 。
- 发射功率可达 11dBm 。
【参考资料】
JN5188_JN5189_rev0.6
需要了解更多资讯,请联系相关技术人员:
邮箱:anda.du@wpi-group.com / john.ge@wpi-group.com
欢迎致电: 185-2106-8391 / 139-1761-3710
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