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PAN3730 EVB 介绍与硬件参考设计

1 概述

本文档主要介绍基于 PAN3730 芯片方案的硬件原理图设计、PCB 设计建议。本文档提供 PAN3730 芯片外围电路的硬件设计方法。

注意：单独使用模块时应使用跳线帽将VBAT与VIPIO2短接。

2 原理图设计

2.1 PAN3730参考设计原理图

如下图，单板硬件由DC-DC降压、LED指示灯、2.54mm排针组成、晶振电路、按键和、电容、天线匹配网络等组成。

基于PAN3730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1.8V–3.6V ；

• DVDD、VCC、VBAT、VBAT_BK、VOUT1_BK、VIPIO 至少预留1个电容，尽可能靠近芯片引脚；

• VBAT_IO_SUB、DVDD_SUB、VDD1_SUB、VLX、VFB_SUB、VDD2、VBAT_SUB、VDD3_SUB 至少预留1个电容，尽可能靠近芯片引脚；

• VDD1P8V_SBU、VDDPA_LDO_SUB不需要外部电路，悬空即可。

2.2.1 DC-DC

• BLE DC-DC 外围电路

1. 外围电路组成为：L1、C13；

2. 推荐型号： PIM252010-2R2MTS00。

• Sub-1G DC-DC 外围电路

1. 外围电路组成为：L2、C5、C6；

2. 推荐型号：MLP2520S100MT0S1。

2.2.2 DVDD

DVDD、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！

2.2.3 VCC

VCC为RF BLE供电引脚，外部需要接一级RC滤波器并尽量靠近该引脚。R4为3.3Ω、C12为4.7uF，截止频率约为：10KHz。

2.3 晶振

2.3.1 32K晶振

为提供稳定的外部32KHz时钟，由Y1，C1，C2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，C3，C4构成，其中晶振Y1型号为：X322532MOB4SI， C3，C4 = 18pF，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：X322532MOB4SI， C17，C22 = 18pF，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

• 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C7、C8、R3预留元件位置，C7、C8为预留电容默认不焊接，R3为0Ω电阻。若因PCB设计不合理导致射频前端失配，那么可以通过C7、C8、R3组成匹配网络进行阻抗调整；

天线匹配电路

• 在Sub-1G应用中：

1. L3、C4、L4、C5、L5、C6 为安规滤波匹配，如果不考虑安规可以去掉；

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

3. 电感 L1 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 Sub-1G PA & RF收到信号指示

• TX_ANT_LP为发射端低功率PA输出、TX_ANT_HP为发射端低功率PA输出；

• 预留GPIO10为外置 PA 使能控制信号，为便于指示状态、显示效果，板载一颗单色LED灯 D1，以供用户使用。

• 预留GPIO11为Sub-1G RF收到信号指示，高电平代表RF收到数据。

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PAN108X_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	20mil
接地铺铜与RF走线间距	5mil

3.2 PCB布局

PAN3730 PCB顶层布局

PAN3730 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TOP和BOTTOM层的GND平面，RF线与焊盘宽度一致，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；

3.4 电源部分注意事项如下

• VADR，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，如标签3。

3.5 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	0603X106K100NT	广东风华高新科技股份有限公司	C5	0603	1
贴片电容	4.7uF	CL05A475MP5NRNC	三星电子	C10,C11,C12,C13,C15,C16,C36	0402	7
贴片电容	100nF	CL05B104KO5NNNC	三星电子	C14,C31,C29,C28,C23,C20,C19,C9,C6	0402	10
贴片电容	100pF	0402CG101J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C30,C27,C37	0402	3
贴片电容	18pF	0402CG180J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C17,C22,C4,C3,C2,C1	0402	6
贴片电容	12pF	0402CG120J500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C24	0402	1
贴片电容	9pF	0402CG9R0C500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C25	0402	1
贴片电容	3pF	0402CG3R0C500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C21, C33	0402	2
贴片电容	2.7pF	0402CG2R7C500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C26	0402	1
贴片电容	1.5pF	0402CG1R5C500NT	广东风华高新科技股份有限公司	C32	0402	1
贴片电容	NC	\	\	C35,C34,C8,C7	0402	4
贴片二极管	红灯	KT-0603R	湖北匡通电子股份有限公司	D1	0603	1
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	10nH 2%	LQW15AN10NG00D	村田	L5	0402	1
贴片电感	24nH 2%	LQW15AN24NG00D	村田	L7	0402	1
贴片电感	27nH 2%	LQW15AN27NG00D	村田	L6	0402	1
贴片电感	33nH 2%	LQW15AN33NG00D	村田	L4	0402	1
贴片电感	56nH 2%	LQW15AN56NG00D	村田	L10, L13	0402	2
贴片电感	68nH 2%	LQW15AN68NG00D	村田	L3	0402	1
贴片电感	NC	\	\	L8, L9, L11, L12	0402	4
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	SMD 2520 1.0mm	1
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	J1, J2	SMA	2
直插连接器	Header 2x4,2.54mm	PH-00530	深圳市连盛精密连接器有限公司	P3, P4	Header 2x4	2
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	R11,R10,R3,R5,R9,R7,R6	0402	6
贴片电阻	3.3Ω 1%	RC-02U3R30FT	广东风华高新科技股份有限公司	R4	0402	1
贴片电阻	1KΩ 1%	0402WGF1001TCE	厚声电子工业有限公司	R2	0402	1
贴片电阻	NC	\	\	R1	0402	1
贴片晶振	32MHz 10ppm 12pF	X322532MOB4SI	深圳扬兴科技有限公司	Y2,Y3	SMD 3225 4P	1
贴片晶振	32.768KHz 12.5pF	X321532768KGD2SI	深圳扬兴科技有限公司	Y1	SMD 3215 2P	2
贴片IC	SPDT Switch	CKRF2179MM26-C4	CDK	U2	SOT 363	1
贴片IC	2.4G& BLE& Sub-1G SOC	PAN3730	上海磐启微电子有限公司	U1	QFN32 5x5mm	1