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。

有方专注于为产业物联网提供接入通信产品和相关服务，产品涵盖2G/3G/4G/NB-IoT/eMTC等无线通信模块及整机、管道云、接入云，广泛应用于智慧能源、车联网、工业物联网、商业零售、智慧城市等行业。