蓝牙模块硬件设计指导(参考)

蓝牙模块硬件设计指导（参考）
1.简介
该文档基于某款蓝牙模块的硬件设计经验总结，仅作硬件设计参考之用。

2.天线设计
2.1PIFA天线设计
2.1.1尺寸要求
该天线是经过调频特性的理论计算得出的尺寸大小，并经过实际设计验证的经验值，跟板材及环境都有关系。

按如下规格设计最远距离（无遮挡）可达20米。

图1
2.1.2布线要求
首先，建议将天线按尺寸设计成元件封装，方便摆放及后续项目设计，并可以防止拖动造成尺寸大小变化，而来回修改。

其次，该天线是与地线连接的，天线有效部分的周围及其下层（即背面）不应用有元器、布线，更不应该铺铜，否则影响信号发射和接收，甚至无法正常工作。

第三，该天线的接地点要求大面积接地，并多打过孔。

第四，该天线要求设计在PCB板的板边，尽量朝前面板，并要求周围避开铁质结构件。

2.1.3板材要求
板材请选用：FR4，介电常数为 4.2
2.2外引天线设计
请断开PIFA天线的连接电路，并用10pF的电容连接外引天线。

外引天线的线材要求采用50欧高频屏敝电缆，并在尾部去掉3CM长的屏敝层。

线头的中间信号线焊接在天线输出
端，而屏敝铁线也应该焊在就近地线位置，该天线尾部应放置于前面板靠前位置或者引至铁壳之外。

3.电源设计
电源的参数要求应根据具体型号的参数来设计，详细请见相应型号的SPEC文档。

注：为了保证模块的工作的稳定性及语音输出不受干扰，建议蓝牙模块独立电源供电，并保证电源稳定，输出功率符合模块的最大功耗。

另外，掉电时，要保证蓝牙的掉电完全（即保证掉电电压可以小于 1.5V超50mS）；实在无法满足条件，请加进复位芯片对模块复位引脚进行复位电平控制。

建议：主控CPU增加对蓝牙模块的电源控制，即可保证模块掉电完全，也可避免蓝牙模块的状态与CPU的状态不一置。

4.音频电路设计
音频电路的设计直接影响到蓝牙模块输的音质指标，所以，应独立区分布线，保证音频信号的完整性。

4.1差分输出设计要求
有的模块音频输出是差分信号输出，需要外部加差分信号转单端信号电路。

如下图所示：
图2
其中，差分线的布板走线应尽量短且等长，做好地线屏敝工作，避免其信号线干扰。

第二，其接地网络应与目标系统的音频地（如汽车音响的功放接地点）连接之后再与大地相连，避免地线引进干扰。

第三，建议图示中所有10K电阻的精度都采用1％的。

第四，保证电源的电压稳定。

4.2双声道单端输出设计要求
所有自带音频转换电路的模块都是双声道单端输出。

其设计，应注意音频输出走线避开功率大的元器件电路及频率较高的信号走线；另外也要保证音频地的完整性，即AGND信号与目标系统的音频地（如汽车音响的功放接地点）连接之后再与大地相连，避免地线引进干扰。

5.MIC电路设计
5.1模块MIC设计要求
有的模块没有内置麦克风输入电压偏置电路，需要外加电压偏置电路才能保证MIC正常稳定的工作，如下图所示：
图3
其中，MIC_EN是该模块PIO11输出控制电压信号。

另外有如下注意事项：
首先，MIC的规格要求，请选-42dB（±3dB）规格的全向性MIC；
其次，MIC的电路应独立走线，特别是MICGND应该连接至模块对应引脚，禁止为图方便与系统的地连接之后再与模块的地相连――仿止MIC输入受到干扰。

第三，机器MIC的面板开孔的孔径大小应该视MIC的尺寸大小而定，保持一致;否则，会造成MIC的输入信号衰减，从而影响MIC的灵敏度；
第四，MIC应该加橡胶垫圈，并且直接与机器面板密敝紧贴，防止机器振动时，引起MIC磨擦造成干扰。

5.2其它模块MIC设计要求
另外，有一些模块内部均有内置麦克风输入电压偏置电路，固硬设计只需按MIC的P/N管脚对应接模块的MIC输入的P/N管脚即或正常工作。

设计时的注意事项可完参考 5.1节所述。