詳細(xì)分析CC1310射頻芯片的433M無(wú)線模塊設(shè)計(jì)

1、特點(diǎn)

CC1310是TI公司最新推出的高效型/超低功耗無(wú)線MCU中低于1GHz系列器件的重要器 件。極低的有源RF和MCU電流以及低功耗模式流耗可確保電池的使用壽命，允許在能源采集應(yīng)用中使用小型紐扣電池。

CC1310器件在支持多個(gè)物理層和RF標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)中將靈活的超低功耗RF收發(fā)器和強(qiáng)大的48MHzCortex-M3微控制器相結(jié)合。專用無(wú)線控制器(Cortex-M0)處理ROM或RAM中存儲(chǔ)的低層RF協(xié)議命令，從而保持低功耗和靈活度。CC1310器件不會(huì)以犧牲RF性能為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)低功耗；CC1310器件具有出色的靈敏度和穩(wěn)定性（可選擇性和阻斷）性能。CC1310器件是一款高度集成、真正的單片解決方案，其整合了一套完整的RF系統(tǒng)及一個(gè)片上DC-DC轉(zhuǎn)換器。CC1310電源和時(shí)鐘管理以及無(wú)線系統(tǒng)需要采用特定配置并由軟件處理才能正確運(yùn)行。該目標(biāo)可在TI RTOS中實(shí)現(xiàn)，因此建議將此軟件框架應(yīng)用于針對(duì)器件的全部應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)過(guò)程。

2.應(yīng)用

該CC1310器件可應(yīng)用于433M868M915M等各個(gè)頻段，也可應(yīng)用于自動(dòng)抄表、家庭和樓宇自動(dòng)化、無(wú)線警報(bào)和安全系統(tǒng)、工業(yè)用監(jiān)控和安全控制、無(wú)線醫(yī)療、有源RFID等各個(gè)領(lǐng)域。

3.封裝說(shuō)明

CC1310芯片有三種封裝，4mm x 4mm RSM VQFN48封裝(10個(gè)GPIO)、5mm x 5mm RHB VQFN48封裝(15個(gè)GPIO)、7mm x 7mm RGZ VQFN48封裝(30個(gè)GPIO)。如下圖：

無(wú)論是哪種封裝的芯片在433M無(wú)線模塊上的參考設(shè)計(jì)都是一樣的，以RGZ封裝7X7為例介紹電路設(shè)計(jì)。電路分為2個(gè)部分：原理圖的設(shè)計(jì)和PCB 的設(shè)計(jì)。

02.原理圖的設(shè)計(jì)

整體框架:電源電路，復(fù)位和晶振電路，射頻電路和外部引腳電路這四部分電路組成。

1.電源電路

這部分電路是電源供電電路，首先電源一進(jìn)來(lái)就接FL1(保險(xiǎn)絲)，起到過(guò)載保護(hù)的作用。然后給芯片的各個(gè)電源引腳供電都需要過(guò)一個(gè)濾波電容，做到一個(gè)電源一個(gè)濾波電容，保證電源供電的穩(wěn)定性。

這部分電路是器件內(nèi)部的電源開(kāi)關(guān)電路，在VDDR（即DCDC_SW端）等于1.95V、VDDS最小電壓為2.1V的時(shí)候，器件在433M頻段才能發(fā)出14dBm左右的功率。在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候，注意將L331和C331靠近器件第33引腳DCDC_SW，將對(duì)應(yīng)的濾波電容放到對(duì)應(yīng)的電源引腳處（應(yīng)盡量靠近電源引腳），做好濾波處理。

2.復(fù)位和晶振電路? ?

復(fù)位電路就是普通的阻容電路。該器件有高速時(shí)鐘24M晶振電路和低速時(shí)鐘32.768K晶振電路。一般是用24M晶振電路，由于芯片內(nèi)部自帶24M晶振的匹配電容，C471和C461這兩個(gè)匹配電容一般是預(yù)留。32.768K晶振電路用作預(yù)留（一般不用），加上兩個(gè)15pF的匹配電容。

3.射頻電路

射頻電路主要是由一個(gè)巴倫和一個(gè)五階濾波器組成的。C15是隔直電容，大小為330pF。尤其注意在射頻調(diào)試的時(shí)候C13和C14都不能過(guò)度增大，否則會(huì)導(dǎo)致功率下降。

4.外圍電路

外圍電路是將CC1310的所有引腳引出來(lái)，便于進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。例如，成都億佰特電子科技有限公司的E71系列產(chǎn)品就滿足此種要求。

03 PCB的設(shè)計(jì)

1.整體布局參考

布局主要是射頻電路的布局，電感和電感之間的布局避免平行，以免產(chǎn)生互感，最好垂直。還有就是電源電路的布局，電源只要有對(duì)地的電容最好都加至少一個(gè)地過(guò)孔。

2.整體布線參考

布局直接影響著布線，注意：電源布線不要有環(huán)線，避免形成電源回環(huán)。射頻布線盡量不要有折線，減少射頻信號(hào)的流失。

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