AN5526應(yīng)用筆記BlueNRG-LP、BlueNRG-LPS 設(shè)備的 PCB 設(shè)計(jì)指南

前言

BlueNRG 系列是符合藍(lán)牙規(guī)范的超低功耗 Bluetooth ? Low Energy（BLE）器件。

BlueNRG-LP、BlueNRG-LPS 是一款采用 Cortex-M0+微控制器, 且符合藍(lán)牙規(guī)范 v5.x 的超低功耗 Bluetooth low energy（BLE）2.4 GHz 射頻收發(fā)器。BlueNRG-LP、BlueNRG-LPS 適用于實(shí)現(xiàn)符合藍(lán)牙低功耗 SIG 規(guī)范的應(yīng)用。

藍(lán)牙低功耗技術(shù)工作在與經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)相同的頻譜范圍（2400 - 2483.5 MHz，ISM 頻段），但使用一組不同的信道。藍(lán)牙低功耗技術(shù)擁有 40 個(gè) 2MHz 寬帶的信道（37 個(gè)數(shù)據(jù)信道+ 3 個(gè)廣播信道）。定義了兩種調(diào)制方案。使用經(jīng)整形的二進(jìn)
制調(diào)頻來有效降低收發(fā)器復(fù)雜性的強(qiáng)制調(diào)制方案（1 Msym/s）。符號(hào)速率為 1 Msym/s。某項(xiàng)可選的調(diào)制方案（2 Msym/s）與此類似，但使用 2 Msym/s 的符號(hào)速率。最大傳輸功率為 10 mW（10 dBm）。

BlueNRG-LP 器件采用三種不同的封裝：

1. QFN48

2. WLCSP49

3. QFN32

BlueNRG-LPS 采用以下封裝：

1. QFN32

對(duì)于需要加速開發(fā)的用戶，ST 提供了所有必要的源文件（參考設(shè)計(jì)）。

本應(yīng)用筆記旨在配合應(yīng)用板的參考設(shè)計(jì)，并提供有關(guān)意法半導(dǎo)體內(nèi)部設(shè)計(jì)所采用的設(shè)計(jì)決策的詳細(xì)信息。此外，它詳細(xì)說明了使用 BlueNRG-LP、BlueNRG-LPS 設(shè)備，開發(fā)通用射頻應(yīng)用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

RF 性能、關(guān)鍵最大峰值電壓、雜散諧波發(fā)射、接收器匹配都在很大程度上依賴于 PCB 布局以及匹配網(wǎng)絡(luò)元件的選擇。

要達(dá)到理想性能，意法半導(dǎo)體建議使用下文所述的 PCB 布局設(shè)計(jì)提示。此外，意法半導(dǎo)體強(qiáng)烈建議使用參考設(shè)計(jì)中定義的BOM，它保證了良好的 PCB 設(shè)計(jì)以及優(yōu)秀的 RF 性能。

設(shè)計(jì)應(yīng)用板時(shí)可采用不同的方法：

1. 兩層解決方案

2. 多層解決方案

兩層解決方案

如果可以在兩層板上布所有的走線且需要價(jià)格較低廉的解決方案，可以設(shè)計(jì)兩層應(yīng)用板。

建議板厚為 600 μm 或以下。兩層板的設(shè)計(jì)厚度不應(yīng)超過 800 μm。

兩層板必須如下分布：

1. 頂層：用于 RF 信號(hào)和走線

2. 底層：用于在 RF 區(qū)域下方接地以及其他部位的走線。

兩層解決方案適用于 QFN 封裝。

多層解決方案

如果在兩層板上無法布置所有走線和/或?qū)Ρ阋说慕鉀Q方案沒有要求，則可設(shè)計(jì)多層應(yīng)用板。例如，WLCSP封裝即適用上述情況，建議使用四層或四層以上解決方案。