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PAN3740 EVB 介绍与硬件参考设计¶

1 概述¶

本文档主要介绍基于 PAN3740 芯片方案的硬件原理图设计、PCB 设计建议。本文档提供 PAN3740 芯片外围电路的硬件设计方法。

2 原理图设计¶

2.1 PAN3740参考设计原理图¶

如下图，单板硬件由DC-DC降压、2.54mm排针组成、晶振电路、按键、去耦电容和天线匹配网络等组成。

基于PAN3740的原理图¶

2.2 电源¶

VBAT为芯片电源脚，要求瞬时供电能力不小于200mA，供电范围为LDO模式：1.8-3.6V；DCDC模式：2.0-3.6V ；
DVDD_SUB、DVDD_BLE、VBAT、DCDC_FB_SUB、VOUT_BK_BLE、VDD_FLASH至少预留1个电容，尽可能靠近芯片引脚；
VDD123_SUB、VDD_PA_SUB、VCC_RF_BLE至少预留1个电容，尽可能靠近芯片引脚；

2.2.1 DC-DC¶

BLE DC-DC 外围电路

外围电路组成为：L1、C15、C16；
推荐型号： PIM252010-2R2MTS00。

Sub-1G DC-DC 外围电路

外围电路组成为：L2、C17；
推荐型号：PIM252010-2R2MTS00。

2.2.2 DVDD¶

DVDD_BLE需要放置1uF电容、DVDD_SUB需要放置100nF电容。电容最大不应超过1uF，否则会影响芯片正常启动，电容应靠近该引脚放置。

注意：为避免电路异常，该电容容值请不要随意更改！

2.3 晶振¶

2.3.1 32K晶振¶

为提供稳定的外部32KHz时钟，由Y3，C28，C29构成。此部分可以省略，由内部RC代替。

2.3.2 32M晶振¶

为MCU和BLE提供稳定的外部32MHz时钟，由Y2，C7，C8构成，其中晶振Y1型号为：XL7EL89CKI-111YLC-32M， C3，C4 = 10pF，此搭配的射频频率较为准确，为±10KHz左右。
为Sub-1G提供稳定的外部32MHz时钟，由Y3，C17，C22构成，其中晶振Y1型号为：XL7EL89CKI-111YLC-32M， C1，C2 = 10pF，此搭配的射频频率较为准确，为±10KHz左右。

2.4 复位电路 & 按键¶

复位引脚可以悬空，或增加外部按键。在按键应用中建议搭配电容使用，容值为100nF。加电容的作用是在系统受到强干扰时，稳定复位脚的电平状态。

注意：该引脚内部有一个50KΩ左右的上拉电阻，低电平会使复位生效。

按键复位电路¶

2.5 天线匹配¶

2.5.1 BLE匹配¶

在BLE应用中，由于芯片内部已做射频前端匹配电路，所以此处预留射频前端匹配网络电路，其中C19、C20、L3预留元件位置，C19、C20为预留电容默认不焊接，L3为0Ω电阻。若因PCB设计不合理或者天线效果不理想导致射频前端失配，那么可以通过C19、C20、L3组成匹配网络进行阻抗调整；

天线匹配电路¶

2.5.2 SUB-1G匹配¶

在Sub-1G应用中：

匹配元器件值需要根据 TR Switch 和 Layout 的不同微调；
电感 L10 推荐使用直流内阻小于 2 欧姆、额定电流大于 150mA 的器件。

Sub-1G TX匹配参数¶

RX匹配元器件值需要根据 TR Switch 和 Layout 的不同微调；

Sub-1G RX匹配参数¶

Sub-1G RF匹配电路¶

2.6 静电防护¶

2.6.1 IO端静电防护¶

使用的IO要预留串联电阻和ESD静电防护元件焊盘位置，便于过认证前的调试整改。串电阻的作用主要是减少IO信号的反射、降低外部毛刺信号干扰以及削弱静电对IO的影响。频繁与外部进行数据交换的IO例如使用USB功能脚等，必须使用TVS管进行保护。建议使用的TVS管类型如单向的ESD5Z3V3或双向的CESD923NC5VB，靠近外设接口位置摆放，ESD静电防护元件附近建议保留完整、连续的地，周围打尽量多过孔，有利电荷泄放。

2.6.2 电源端静电防护¶

电源输入端VBAT建议加上静电防护元件，若有静电进入可快速将电荷泄放到地，尽可能避免损坏芯片。ESD静电防护元件靠近电源输入端接口摆放。可选择ESD5Z3V3。

2.6.3 天线端静电防护¶

无论是板载天线还是其他天线，本质上都是一段长导体，必然有概率吸引到静电电荷，为预防静电打坏芯片RF，天线端建议加上静电防护元件，必须使用低容值(小于0.5pF)、低钳位电压的TVS元器件，尽可能不影响RF阻抗，如JEB03SCDF。ESD静电防护元件靠近芯片摆放，若RF阻抗受到影响还可通过π匹配调整。在天线的位置放置一个ESD管。

推荐使用有馈地点的天线，板载天线推荐PIFA。

2.7 2.54mm连接器¶

为便于用户二次开发，该模块将所有GPIO全部引出，并兼容PAN107X_EVB底板。

3 PCB设计建议¶

3.1 制板工艺¶

本文主要针对四层板并且单面贴设计，叠层如下图所示。 PCB厚度需根据实际情况和阻抗要求适当调整。

制板工艺说明¶

*线宽推荐如下：

板材属性	参数
PCB板材	FR-4
PCB板厚	1.6mm
50欧姆RF线宽	9mil
接地铺铜与RF走线间距	5mil

50ohm阻抗仿真图¶

3.2 PCB布局¶

PAN3740 PCB顶层布局¶

PAN3740 PCB底层布局¶

3.3 射频走线注意事项¶

射频匹配链路按照50Ω走线，可以参考表层和邻层的GND平面，RF线需要结合叠构仿真阻抗模型，天线的π型匹配电路要靠近芯片ANT引脚，尽可能走线平滑，并联元件焊盘和走线重合为佳，降低阻抗突变。
RF线有完整的参考地，从IC端出来就进行包地处理，两边均匀的打GND过孔，底层到芯片底部地平面尽量宽；
晶振要远离天线和天线匹配链路、要靠近芯片引脚放置，晶振走线和其他走线垂直布线，减少晶振对RF的干扰，晶振中心铺铜挖空，周围包地；
天线辐射区域尽量保证没有金属器件；

3.5 电源部分注意事项如下¶

VCC_RF，VBAT，DVDD管脚就近放置电容，走线尽量短(5mm以内)且粗(0.3mm以上)。 电源储能电容布局如下图：

电源储能电容布局示意图¶

DC-DC电感靠近VSW1放置，走线尽量短粗，并且底部挖空，DC-DC相关电容靠近电感放置，如上图布局参考。

3.6 3D图¶

TOP层3D图¶

BOTTOM层3D图¶

4 匹配电路¶

注意：为保证射频性能最佳，建议由我司工程师进行样板射频参数校调！

5 BOM¶

单板BOM参考下表

品种	参数	型号	品牌	位号	封装	数量
贴片电容	10uF	0402X106M100NT	广东风华高新科技股份有限公司	C3	0402	1
贴片电容	4.7uF	CL05A475MP5NRNC	三星电子	C12, C15, C32	0402	3
贴片电容	1uF	CL05A105KP5NNNC	三星电子	C4, C6, C17	0402	3
贴片电容	100nF	CL05B104KO5NNNC	三星电子	C5, C9, C10, C11, C13, C14, C16, C18, C30	0402	9
贴片电容	100pF	0402CG101J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C21, C22, C24, C33	0402	4
贴片电容	20pF	0402CG200J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C28, C29	0402	2
贴片电容	18pF	0402CG180J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C25	0402	1
贴片电容	12pF	0402CG120J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C26	0402	1
贴片电容	10pF	0402CG100J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C1, C2, C7, C8	0402	4
贴片电容	8.2pF	0402CG8R2C500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C27	0402	1
贴片电容	3.9pF	0402CG3R9C500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C23	0402	1
贴片电容	NC	\	\	C19, C20	0402	2
贴片按键	4P-4.2mm x 3.25mm	K2-1808SN-A4SW-01	东莞市韩荣电子有限公司	K1	SW-SMD(4.2x3.25x2.5)	1
贴片电感	6.2nH 2%	LQW15AN6N2C00D	村田	L7	0402	1
贴片电感	10nH 2%	LQW15AN10NG00D	村田	L10	0402	1
贴片电感	27nH 2%	LQW15AN27NG00D	村田	L8, L9	0402	2
贴片电感	33nH 2%	LQW15AN33NG00D	村田	L4, L6	0402	2
贴片电感	47nH 2%	LQW15AN47NG00D	村田	L5	0402	1
贴片电感	10uH	MLP2520S100MT0S1	TDK	L2	SMD 2520 1.0mm	1
贴片电感	2.2uH	PIM252010 -2R2MTS00	广东风华高新科技股份有限公司	L1, L2	SMD 2520 1.0mm	2
同轴连接器	插板 3Pin SMA	KH-SMA-KE8-G	深圳市金航标电子有限公司	E3	SMA	1
同轴连接器	贴片ipex连接器-1代	KH-IPEX-K501-29	深圳市金航标电子有限公司	E2	ANT IPEX-1	1
直插连接器	Header 2x10,2.54mm	PZ254V-12-20P	XFCN(台湾兴飞)	P1, P2	Header 2x10	2
贴片电阻	0Ω 1%	0402WGF0000TCE	厚声电子工业有限公司	C31, L3, R1, R3, R5, R6, R8, R10, R11	0402	9
贴片电阻	10KΩ 1%	0402WGF1002TCE	厚声电子工业有限公司	R2	0402	1
贴片电阻	NC	\	\	R4, R7, R9	0402	3
贴片晶振	32MHz 10ppm 9pF	XL7EL89CKI-111YLC-32M	深圳扬兴科技有限公司	Y1,Y2	SMD 2016 4P	2
贴片晶振	32.768KHz 12.5pF	Q13FC13500005	EPSON	Y3	SMD 3215 2P	1
ESD管	BESD3301P	双向静电ESD管	伯恩半导体有限公司	ESD1, ESD2	DFN1006-2L	2
贴片IC	SPDT Switch	CKRF2179MM26-C4	CDK	U2	SOT 363	1
贴片IC	2.4G& BLE& Sub-1G SOC	PAN3740	上海磐启微电子有限公司	U1	QFN48 6x6mm	1