F3X33系列说明书

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崎个杜
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1 F-B200CN-BG NB-IoT 模块硬件设计手册文档版本 V1.0.4 产品名称 : F-B200CN-BG 密级共 34 页 F-B200CN-BG NB-IoT 模块硬件设计手册客户热线 : 电话 : 传真 : 网址 : 地址 : 厦门集美软件园三期 A06 栋 11 层

2 文档修订记录日期版本说明作者 2018/6/25 V1.0.0 初始版本柴俊鑫 2018/8/24 V1.0.1 更新包装方式为托盘柴俊鑫 2018/9/25 V1.0.2 更新了封装尺寸柴俊鑫 2018/11/16 V1.0.3 更新了关机 AT 命令以及工作电压范围柴俊鑫 2018/11/28 V1.0.4 更新低功耗模式 AT 指令增加复位 AT 指令不支持功能标 * 李喵 2 / 34

3 著作权声明本文档所载的所有材料或内容受版权法的保护, 所有版权由厦门四信通信科技有限公司拥有, 但注明引用其他方的内容除外未经四信公司书面许可, 任何人不得将本文档上的任何内容以任何方式进行复制经销翻印连接传送等任何商业目的的使用, 但对于非商业目的的个人使用的下载或打印 ( 条件是不得修改, 且须保留该材料中的版权说明或其他所有权的说明 ) 除外商标声明 Four-Faith 四信均系厦门四信通信科技有限公司注册商标, 未经事先书面许可, 任何人不得以任何方式使用四信名称及四信的商标标记 3 / 34

4 产品外形图 TOP BOTTOM 4 / 34

5 目录 1 产品概念 F-B200CN-BG 综述主要性能 F-B200CN-BG 射频部分功能框图应用接口管脚分配 I/O 参数定义管脚描述工作模式低功耗模式扩展空闲模式非连续接收 (e-i-drx) 飞行模式省电模式 (PSM) 电源供电电源供电接口电源供电参考设计开 / 关机开机关机复位功能 (U)SIM 接口 UART 接口模块状态指示天线接口主天线接口管脚定义工作频段主天线参考设计 RF_ANT layout 指导 BT 天线接口管脚定义 BT 天线接口参考设计天线接头电气可靠性及射频性能极限参数电源额定值工作温度耗流发射功率接收灵敏度静电放电 (ESD) / 34

6 5 物理尺寸模块物理尺寸存储和生产存储生产焊接包装 / 34

7 1 产品概念 1.1 F-B200CN-BG 综述 F-B200CN-BG 是一款支持半双工 LTE 不支持分集接收功能的 LTE Cat.NB1 物联网无线通信模块,F-B200CN-BG 可以在 NB-IoT 网络下提供数据连接 F-B200CN-BG 支持的频段和 BT 功能如下表所示 : 表 1-1 F-B200CN-BG 支持的频段和 BT 功能模块 LTE 频段分集接收 BT F-B200CN-BG Cat NB1: LTE-FDD: B3/B5/B8 不支持 TBD* F-B200CN-BG 具有 22.7mm 26.7mm 2.3mm 的紧凑尺寸, 几乎能够满足所有 M2M 应用的需求, 包括汽车及个人追踪服务可穿戴服务安防系统无线 POS 机工业级 PDA 智能抄表无线遥控等 F-B200CN-BG 是 SMD 类型模块, 共 103 个 LGA 焊盘, 很容易内嵌于产品应用中, F-B200CN-BG 集成了 TCP UDP 和 MQTT 等数据传输协议, 已内嵌的扩展 AT 命令可以使用户更容易地使用这些互联网协议, 集成有 esim 功能 ( 可选 ), 方便用户把产品尺寸做到更小 1.2 主要性能表 1-2 主要性能参数性能电源供电传输功率 LTE 特性网络协议短信服务 (SMS) 描述电源供电范围 : 3.4V ~ 4.2V 典型供电电压 : 3.8V Class 3 (23dBm±2.7dB) for LTE-FDD Class 3 (23dBm±2.7dB) for LTE-TDD 支持 LTE Cat.NB1 LTE Cat.NB1 下支持 200KHz 带宽下行支持 SISO Cat.NB1: 最大上行速率 70kbps, 最大下行速率 32kbps 支持 PPP/TCP/UDP/COAP/SSL/TLS/FTP(S)/HTTP(S) 协议支持 PAP(Password Authentication Protocol) 和 CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) 文本与 PDU 模式 7 / 34

8 (U)SIM 卡接口 UART 接口 AT 命令天线接口尺寸工作温度点对点短信收发 * 短信小区广播 * SMS 存储 : 默认 (U)SIM 卡支持 USIM/SIM 卡 :1.8 V 和 2.85 V ; 支持 esim( 可选 ) UART1: 用于 AT 命令传送和数据传输默认波特率为 57600bps UART2: 预留 UART3: 预留 UART4: 用于模块调试和日志输出 3GPP TS 和 3GPP TS 定义的命令, 以及厦门四信通信新增的 AT 命令包括主天线接口 (ANT_MAIN) 和 BT 天线接口 (ANT_BT) (22.7±0.15)mm (26.7±0.15)mm (2.3±0. 2)mm 正常工作温度 : -35 ~ +75 扩展工作温度 : -40 ~ +85 软件升级可通过 UART 接口和 FOTA 升级 * RoHS 所有器件完全符合 EU RoHS 标准备注 : * 表示正在开发中 1.3 F-B200CN-BG 射频部分功能框图图 1-1 F-B200CN-BG 射频功能框图 8 / 34

9 2 应用接口 F-B200CN-BG 为 LGA 封装, 共 103 个管脚, 可以被应用到客户的无线应用平台上模块各组功能接口如下 : 1. 电源供电接口 2. (U)SIM 卡接口 3. UART 接口 4. I 2 C 接口 5. SPI 接口 2.1 管脚分配 F-B200CN-BG 管脚分配如下所示 : 103 图 2-1 F-B200CN-BG 管脚分配 ( 俯视图 ) 9 / 34

10 注意 : 1. 所有 RESERVED 和不用的管脚需悬空 2. GND 管脚做接地处理 3. * 表示正在开发中 2.2 I/O 参数定义 IO DI DO PI PO AI AO OD 类型表 2-1 I/O 参数定义双向端口数字输入数字输出电源输入电源输出模拟输入模拟输出漏极开路描述 2.3 管脚描述表 2-2 管脚描述电源引脚号引脚名 I/O 描述备注 52, 53 VBAT PI 模块电源 3.4~4.2V 29 VDD_EXT PO 输出 1.8/2.8V 仅可为外部 GPIO 提供上拉 ; 3, 31, 48, 50, 54, 55, 58, 59, 61, 62, 67~71, GND 地 73,74, 79~82, 89~91, 100 ~ 103 开 / 关机引脚号引脚名 I/O 描述备注 10 / 34

11 15 PWRKEY DI 开 / 关机信号 17 RESET_N DI 模块复位信号状态指示引脚号引脚名 I/O 描述备注 20 STATUS DO 指示模块工作状态 GPIO 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 4 GPIO_36 IO 通用输入输出接口 5 GPIO_34 IO 通用输入输出接口 6 GPIO_35 IO 通用输入输出接口 7 GPIO_41 IO 通用输入输出接口 8 GPIO_40 IO 通用输入输出接口 9 GPIO_39 IO 通用输入输出接口 10 GPIO_42 IO 通用输入输出接口 16 GPIO_43 IO 通用输入输出接口 (U)SIM 卡接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 42 USIM_PRESEN DI (U)SIM 卡检测 CE 43 USIM_VDD PO (U)SIM 卡电源供电模块自动识别 1.8V 或 2.85V (U)SIM 卡 44 USIM_RST DO (U)SIM 卡复位线 45 USIM_DATA IO (U)SIM 卡数据线 46 USIM_CLK DO (U)SIM 卡时钟线 47 USIM_GND (U)SIM 卡专用地 UART1 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 34 UART1_RXD DI 数据接收 35 UART1_TXD DO 数据发送 11 / 34 网址 : 地址 : 厦门集美软件园三期 A06 栋 11 层客服热线 :

12 36 UART1_CTS DO 清除发送 37 UART1_RTS DI 请求发送数据 UART2 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 UART2_TXD, 数据传 13 UART2_TXD DO 输 14 UART2_RXD DI UART2_RXD, 数据接收 UART3 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 11 UART3_RXD DI 数据发送 12 UART3_TXD DO 数据接收 UART4 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 22 HST_RXD DI 数据接收 23 HST_TXD DO 数据发送 SPI 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 25 SPI_CS DO SPI 芯片选择 26 SPI_CLK IO SPI 时钟 27 SPI_DI_0 IO SPI 数据传输 28 SPI_DI_1 IO SPI 数据传输 I2C 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 40 I2C_SCL OD I2C 串行时钟 41 I2C_SDA OD I2C 串行数据 12 / 34

13 天线接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 60 ANT_MAIN IO 主天线接口 38 ANT_BT IO BT 天线接口其他管脚引脚号引脚名 I/O 描述备注 1 KP_LED_R DO LED Driver VBAT 电源域, 18 WAKEUP_IN DI 唤醒模块 1.08V 电源域, 高电平有效, 需持续 1s 可用于 PSM 模式下唤醒模块 19 WAKEUP_OUT DO 唤醒外部设备 56 GRFC IO 通用射频控制位 87 AUXCLK IO 26MHz Crystal Output 88 V_BAT_RTC DO LDO Output for VBAT_RTC ADC 接口引脚号引脚名 I/O 描述备注 2 ADC_IN AI 通用模数转换接口 86 DAC_OUT AO 通用数模转换接口预留管脚引脚号引脚名 I/O 描述备注 11, 12, 21,24,30, 32,33,39, 49,51, 57, 63~ 66, 75~78, 83~85, 92~99 RESERVED 预留保持悬空 2.4 工作模式模式说明表 2-3 工作模式 13 / 34

14 Idle 正常工 Talk / 作模式 Data 扩展空闲模式非连续接收 (e-i-drx) 飞行模式最少功能模式省电模式 (PSM) 关机模式软件正常运行模块注册上网络, 能够接收和发送数据网络连接正常工作此模式下, 模块功耗取决于网络设置和数据传输速率 e-i-drx 的功耗略高于 PSM; 但是相对于 PSM, 大幅提升了下行通信链路的可达到性模块与核心网通过附着和 TAU 过程来协商与 e-i-drx 相关的参数 AT+CFUN=4 命令可以将模块设置成飞行模式此模式下射频功能被关闭不断电情况下, 使用 AT+CFUN=0 命令可以将模块设置成最少功能模式此模式下, 射频和 (U)SIM 卡功能被关闭, 但是串口及 USB 仍然可以正常访问模块可以通过进入 PSM 的方式来进一步降低自身功耗 PSM 类似于关机, 但是模块仍然注册在网络上从 PSM 模式唤醒后, 模块不需要重新附着和重新建立 PDN 连接在此模式下, 模块内部供电停止 ; 串口和 USB 口无法访问 ; 软件不运行 2.5 低功耗模式扩展空闲模式非连续接收 (e-i-drx) 1. F-B200CN-BG 可以通过使用 e-i-drx 的方式来达到降低功耗的目的 e-i-drx 的功耗略高于 PSM; 但是相对于 PSM, 大幅提升了下行通信链路的可达到性模块与核心网通过附着和 TAU 过程来协商与 e-i-drx 相关的参数 2. 如果模块决定请求 e-i-drx, 则模块在附着请求或 TAU 请求消息中携带请求使用的 e-i-drx 参数, 包括空闲状态 DRX 相关的参数等 3. 核心网决定是否接受模块激活 e-i-drx 的请求 4. 当接受时, 核心网基于运营商的策略, 可以向模块提供不同于其请求的 e-i-drx 参数, 同时还向模块提供寻呼时间窗长度 ; 此时模块应根据接收到的 e-i-drx 长度和寻呼时间窗长度使用 5. 当核心网拒绝模块的请求或不支持 e-i-drx 时, 附着 /TAU 接受消息中没有 e-i-drx 参数, 模块使用正常的 DRX 机制 6. 如果网络侧支持 e-i-drx, 可以通过 AT+CSCLK=2, AT+NVSETUP=2, AT+CEDRXS=1,AT&W 命令来使能此功能飞行模式当 F-B200CN-BG 模块进入飞行模式时, 射频功能被关闭, 而且所有与射频相关的 AT 命令不可访问可通过软件方式使模块进入飞行模式 : 此模式可以通过发送 AT+CFUN=<fun> 命令来设置 <fun> 参数可以选择 0,1, 或 4 1. AT+CFUN=0: 最少功能模式, 关闭 RF 和 (U)SIM 卡 ; 14 / 34

15 2. AT+CFUN=1: 全功能模式 ( 默认 ); 3. AT+CFUN=4: 关闭 RF 功能 ( 飞行模式 ) 省电模式 (PSM) F-B200CN-BG 模块可以通过进入 PSM 的方式来进一步降低自身的功耗 PSM 类似于关机, 但模块仍然注册在网络上从 PSM 模式唤醒后, 模块不需要重新附着或重新建立 PDN 连接因此模块进入 PSM 后, 不能立即响应用户请求当模块需要使用 PSM 时, 它将在每个附着和 TAU 过程期间请求一个活动时间值如果网络侧支持 PSM, 并接受模块使用 PSM, 则网络通过为模块分配活动时间值来确认 PSM 的使用如果模块想要改变活动时间值, 例如当模块中的条件发生变化时, 模块将在 TAU 过程中请求所需的值如果网络侧支持 PSM, 可以通过 AT+CSCLK=2,AT+NVSETUP=2,AT+CPSMS=1, AT&W 命令来使能 PSM 功能如下方式可从 PSM 状态下唤醒模块 : 1. WAKEUP 管脚拉至高电平可唤醒模块 ; 2. 等待定时器 (T3412) 溢出, 模块将会自动唤醒 2.6 电源供电电源供电接口 1. F-B200CN-BG 有 2 个 VBAT 管脚用于连接外部电源表 2-4 VBAT 管脚和地管脚引脚号引脚名 I/O 描述 DC 特性备注 52, 53 VBAT PI 射频模块电源 Vmax = 4.2V Vmin = 3.4V Vnorm =3.8V 3, 31, 48, 50, 54, 55, 58, 59, 61, 62, 67~71, 73,74, 79~82, GND 地 89~91, 100 ~ 电源供电参考设计 F-B200CN-BG 的供电范围为 3.4~4.2V, 需要确保输入电压不低于 3.4V 为减少电压跌落, 建议靠近 VBAT 管脚分别放置一个低 ESR 的 100uF 滤波电容和三个陶瓷电容 (100nF 33pF 和 10pF) 外部供电电源连接模块时走线宽度不应小于 2mm 原则上,VBAT 走线越 15 / 34

16 长, 走线越宽另外, 为了保证电源稳定, 建议在电源前端加 5.1V 功率 0.5W 以上的齐纳二极管供电电路参考设计如下 : 图 2-2 电源供电参考设计 2.7 开 / 关机开机 F-B200CN-BG 模块处于关机状态时, 可以通过拉低 PWRKEY 至少 480ms 使模块开机推荐使用开集驱动电路来控制 PWRKEY 管脚在 STATUS 管脚输出高电平之后, 可以释放 PWRKEY 管脚表 2-5 PWRKEY 管脚描述管脚号管脚名描述 DC 特性备注 VIHmax=2.1V 用于模块由于芯片集内部存在二极管压降, 15 PWRKEY VIHmin=1.3V 开 / 关机该管脚输出电压为 0.8V VILmax=0.5V 参考设计如下 : 图 2-3 开集驱动参考开机电路 16 / 34

17 另一种控制 PWRKEY 管脚的方式是直接通过一个按钮开关, 按钮附近需放置一个 TVS 用于 ESD 保护, 参考电路如下 : 图 2-4 按键开机参考电路关机模块可通过 AT+CPOF 命令来执行模块关机 2.8 复位功能 RESET_N 管脚用于复位模块拉低 RESET_N 管脚 950ms 后可使模块复位 RESET_N 信号对干扰比较敏感, 因此建议在模块接口板上的走线应尽量的短, 且需包地处理表 2-6 RESET_N 管脚描述引脚号引脚名 I/O 描述 DC 特性备注 17 RESET_N DI 模块复位信号 VIHmax=2.1V VIHmin=1.3V VILmax=0.5V 管脚 : 参考电路与 PWRKEY 控制电路类似, 客户可使用开集驱动电路或按钮控制 RESET_N 图 2-5 RESET_N 开集驱动参考复位电路 17 / 34

18 AT 复位指令 : 可以通过 AT+TRB 指令来复位图 2-6 RESET_N 按键参考复位电路 2.9 (U)SIM 接口 (U)SIM 接口符合 ETSI 和 IMT-2000 规范, 支持 1.8V 和 2.85V(U)SIM 卡表 2-7 (U)SIM 管脚描述管脚号管脚名 I/O 描述备注 42 USIM_DETE CT DI (U)SIM 卡插拔检测 43 USIM_VDD PO (U)SIM 卡供电电源支持 1.8V 和 2.82V 电压 44 USIM_RST DO (U)SIM 卡复位信号 45 USIM_DATA IO (U)SIM 卡数据信号 46 USIM_CLK DO (U)SIM 卡时钟信号 47 USIM_GND (U)SIM s 卡专用地通过 USIM_DETECT 管脚,F-B200CN-BG 模块可支持 (U)SIM 卡热插拔功能, 并且支持低电平和高电平检测该功能默认关闭 8-pin(U)SIM 卡座参考电路如下 : 图 pin (U)SIM 卡座参考设计 18 / 34

19 如果不需要用 USIM_PRESENCE 管脚作为 (U)SIM 卡检测功能, 请保持该管脚悬空下图是使用 6-pin(U)SIM 卡座参考电路 : 图 pin (U)SIM 卡座参考设计在 (U)SIM 接口电路设计中, 为了确保 (U)SIM 卡良好的性能和不被损坏, 在电路设计中建议遵循以下设计原则 : 1. (U)SIM 卡座靠近模块摆放, 尽量保证 (U)SIM 卡信号线布线长度不超过 200mm; 2. (U)SIM 卡信号线布线远离 RF 线和 VBAT 电源线 ; 3. (U)SIM 卡座的地与模块的 USIM_GND 布线要短而粗 ; 保证 USIM_VDD 与 USIM_GND 布线宽度不小于 0.5mm, 且在 USIM_VDD 与 USIM_GND 之间的旁路电容不超过 1uF, 并且靠近 USIM 卡座摆放 ; 如果客户主板上的系统地完整,USIM_GND 可以直接连接到系统地 ; 4. 为了防止 USIM_CLK 信号与 USIM_DATA 信号相互串扰, 两者布线不能太靠近, 并且在两条走线之间增加地屏蔽 ; 此外,USIM_RST 信号也需要地保护 ; 5. 为了确保良好的 ESD 性能, 建议 (U)SIM 卡的管脚增加 TVS 管 ; 选择的 TVS 管寄生电容不大于 15pF; 为了便于调试, 建议模块 (U)SIM 信号线上预留串联电阻 ;(U)SIM 卡的外围器件应尽量靠近 (U)SIM 卡座摆放 ; 6. 在 USIM_DATA,USIM_CLK 和 USIM_RST 线上并联 33pF 电容用于滤除射频干扰, 并且靠近 (U)SIM 卡座摆放 ; 7. USIM_DATA 上的上拉电阻有利于增加 (U)SIM 卡的抗干扰能力, 当 (U)SIM 卡走线过长, 或者有干扰源比较近的情况下, 建议增加上拉电阻 2.10 UART 接口 F-B200CN-BG 有 4 个串口 :UART1 UART2 UART3 和 UART4 如下为这 4 个串口的主要特性 : 19 / 34

20 1. UART1: 支持 57600bps 波特率, 用于数据传输和 AT 命令传送 2. UART2: 预留接口 3. UART3: 预留接口 4. UART4: 支持 bps 波特率, 用于模块调试和日志输出表 2-9 UART1 管脚描述引脚号引脚名 I/O 描述备注 34 UART1_RXD DI 数据接收 35 UART1_TXD DO 数据发送 36 UART1_CTS DO 清除发送 37 UART1_RTS DI 请求发送数据表 2-10 UART2 管脚描述引脚号引脚名 I/O 描述备注 13 UART2_TXD DO 数据发送 14 UART2_RXD DI 数据接收表 2-11 UART3 管脚描述引脚号引脚名 I/O 描述备注 11 UART3_RXD DO 数据接收 12 UART3_TXD DI 数据发送表 2-12 UART4 管脚描述引脚号引脚名 I/O 描述备注 22 HST_RXD DI 数据接收 23 HST_TXD DO 数据发送串口逻辑电平如下表所示 : 表 2-13 串口逻辑电平 Parameter Min Max Unit VIL V VIH V VOL V VOH V F-B200CN-BG 模块的串口电平为 1.8/2.8V 若客户主机系统电平为 3.3V, 则需在模块和主机的串口连接中增加电平转换器, 推荐使用 TI 公司的 TXS0108EPWR 下图为使用电平转换芯片的参考电路设计 : 20 / 34

21 图 2-9 电平转换芯片参考电路另一种电平转换电路如下图所示如下虚线部分的输入和输出电路设计可参考实线部分, 但需注意连接方向图 2-10 电平转换参考电路 2.12 模块状态指示 STATUS 用于指示模块的工作状态当模块正常开机时,STATUS 会输出高电平表 2-14 STATUS 管脚描述引脚号引脚名 I/O 描述备注 20 STATUS DO 指示模块工作状态 VDD_EXT 电源域 21 / 34

22 参考设计图 2-11 STATUS 参考设计 22 / 34

23 3 天线接口 F-B200CN-BG 支持一路主天线接口和一路 BT 天线接口, 天线接口阻抗为 50Ω 3.1 主天线接口管脚定义表 3-1 主天线管脚定义引脚号引脚名 I/O 描述 DC 特性 60 ANT_MAIN IO 主天线接口特性阻抗 50Ω 工作频段表 3-2 模块工作频段 3GPP 频段 FUL_low - FUL_high FDL_low - FDL_high 单位 LTE-FDD B3 1710~ ~1880 MHz LTE-FDD B5 824~ ~894 MHz LTE-FDD B8 880~ ~960 MHz 主天线参考设计对于天线接口的外围电路设计, 为了能够更好地调节射频性能, 建议预留 π 型匹配电路, 天线连接参考电路如下图所示其中 π 型匹配元件 (R1/C1/C2) 应尽量靠近天线放置 ;C1 C2 默认不贴 ; 只贴 0 欧姆电阻 R1 参考电路如下所示 : 图 3-1 RF_ANT 参考设计 23 / 34

特性阻抗的控制通常采用微带线与共面波导两种方式为了体现设计原则, 下面几幅图展示了阻抗线控制为 50Ω 时微带线以及共面波导的结构设计 1.

24 3.1.4 RF_ANT layout 指导对于用户 PCB 而言, 所有的射频信号线的特性阻抗应控制在 50Ω 一般情况下, 射频信号线的阻抗由材料的介电常数走线宽度 (W) 对地间隙(S) 以及参考地平面的高度 (H) 决定 PCB 特性阻抗的控制通常采用微带线与共面波导两种方式为了体现设计原则, 下面几幅图展示了阻抗线控制为 50Ω 时微带线以及共面波导的结构设计 1. 微带线完整结构 : 图 3-2 两层 PCB 板微带线结构 2. 共面波导完整结构图 3-3 两层 PCB 板共面波导结构图 3-4 四层 PCB 板共面波导结构 ( 参考地为第三层 ) 24 / 34

图 3-5 四层 PCB 板共面波导结构 ( 参考地为第四层 ) 在射频天线接口的电路设计中, 为了确保射频信号的良好性能与可靠性, 在电路设计中建议遵循以下设计原则 : 1. 应使用阻抗模拟计算工具对射频信号线进行精确的 50Ω 阻抗控制 ; 2. 与射频管脚相邻的 GND 管脚不做热焊盘, 要与地充分接触 ; 3.

25 图 3-5 四层 PCB 板共面波导结构 ( 参考地为第四层 ) 在射频天线接口的电路设计中, 为了确保射频信号的良好性能与可靠性, 在电路设计中建议遵循以下设计原则 : 1. 应使用阻抗模拟计算工具对射频信号线进行精确的 50Ω 阻抗控制 ; 2. 与射频管脚相邻的 GND 管脚不做热焊盘, 要与地充分接触 ; 3. 射频管脚到 RF 连接器之间的距离应尽量短 ; 同时避免直角走线, 建议的走线夹角为 135 度 ; 4. 连接器件封装建立时要注意, 信号脚离地要保持一定距离 ; 5. 射频信号线参考的地平面应完整 ; 在信号线和参考地周边增加一定量的地孔可以帮助提升射频性能 ; 地孔和信号线之间的距离应至少为 2 倍线宽 (2*W) 3.2 BT 天线接口管脚定义表 3-3 BT 天线管脚定义引脚号引脚名 I/O 描述 DC 特性备注 38 ANT_BT IO BT 天线接口 50Ω 阻抗 25 / 34

26 3.2.2 BT 天线接口参考设计图 3-6 BT 接口参考设计 3.3 天线接头主天线和 BT 天线要求如下表所示 : 表 3-5 天线要求天线类型需求 VSWR: 2 增益 (dbi): 1 最大输入功率 :50W NB 天线输入阻抗 :50Ω 极化类型 : 垂直方向线缆插入损耗 :<1.0dB (LTE B5/B8) 线缆插入损耗 :<1.5dB (LTE B3) 频率范围 :2400~2500MHz BT 天线 VSWR: <2 ( 典型值 ) 如果使用 RF 连接器进行天线连接, 推荐使用 Hirose 的 UF.L-R-SMT 连接器 26 / 34

27 图 3-7 UF.L-R-SMT 连接器尺寸 ( 单位 : 毫米 ) 27 / 34

28 4 电气可靠性及射频性能 4.1 极限参数下表描述 F-B200CN-BG 部分管脚电压电流最大耐受值 : 表 4-1 极限参数参数最小最大单位 VBAT 5 V 4.2 电源额定值表 4-2 F-B200CN-BG 电源额定值参数描述条件最小典型最大单位 VBAT 主电源实际输入电压必须在该范围之内 V IVBAT LTE Cat.NB 条件下, 最大发射功峰值电流 170 TBD ma 率为 23dBm 4.3 工作温度表 4-3 工作温度参数最小典型最大单位 1) 正常工作温度 ) 拓展工作温度注意 : 1. 1) 表示当模块工作在此温度范围时, 模块的相关性能满足 3GPP 标准要求 2. 2) 表示当模块工作在此温度范围时, 模块仍能保持正常工作状态, 具备语音短信数据传输紧急呼叫等功能 ; 不会出现不可恢复的故障 ; 射频频谱网络基本不受影响仅个别指标如输出功率等参数的值可能会超出 3GPP 标准的范围当温度返回至正常工作温度范围时, 模块的各项指标仍符合 3GPP 标准 4.4 耗流表 4-4 耗流表参数描述条件典型值单位 IVBAT 关机关机模式 8.3 ua 28 / 34 网址 : 地址 : 厦门集美软件园三期 A06 栋 11 层客服热线 :

29 最少功能模式 AT+CFUN=0 ( 串口和 USB 不连接 ) 12.5 ma 省电模式 Cat.NB1 网络 5.5 ua 待机模式 LTE Cat.NB1 数据传输 Cat.NB1 网络 ( 串口和 USB 不连接 ) 0.78 ma 23dBm ( 仪器测试 ) 170 ma 4.5 发射功率表 4-5 发射功率频段最大最小 LTE-FDD B3/B5/B8 23dBm±2.7dB <-44dBm 4.6 接收灵敏度表 4-6 接收灵敏度频段主集分集 Cat.NB1 灵敏度 3GPP (dbm) LTE-FDD B3 支持 <-115 LTE-FDD B5 支持不支持 <-115 LTE-FDD B8 支持 < 静电放电 (ESD) 在模块应用中, 由于人体静电微电子间带电摩擦等产生的静电, 通过各种途径放电给模块, 可能会对模块造成一定的损坏, 因此 ESD 防护应该受到重视在研发生产组装和测试等过程中, 尤其在产品设计中, 均应采取 ESD 防护措施例如, 在电路设计的接口处以及易受静电放电损伤或影响的点, 应增加防静电保护 ; 生产中应佩戴防静电手套等下表为模块重要引脚的 ESD 耐受电压情况 : 表 4-7 ESD 性能参数 ( 温度 :25 C, 湿度 :45%) 测试管脚接触放电空气放电单位 VBAT, GND ±10 ±15 kv 天线接口 ±10 ±15 kv 29 / 34

30 5 物理尺寸本章节描述了模块的机械尺寸所有的尺寸单位为毫米 ; 所有未标注公差的尺寸, 公差为 ±0.05mm 5.1 模块物理尺寸 5.2 推荐封装图 5-1 F-B200CN-BG 俯视及侧视图尺寸 30 / 34

31 图 5-2 推荐封装 ( 俯视图 ) 31 / 34

32 6 存储和生产 6.1 存储 F-B200CN-BG 以真空密封袋的形式包装, 模块的存储需遵循如下条件 : 1. 环境温度低于 40 摄氏度, 空气湿度小于 90% 情况下, 模块可在真空密封袋中存放 12 个月 2. 当真空密封袋打开后, 若满足以下条件, 模块可直接进行回流焊或其它高温流程 : 模块存储空气湿度小于 10% 模块环境温度低于 30 摄氏度, 空气湿度小于 60%, 工厂在 168 小时以内完成贴片 3. 若模块处于如下条件, 需要在贴片前进行烘烤 : 当环境温度为 23 摄氏度 ( 允许上下 5 摄氏度的波动 ) 时, 湿度指示卡显示湿度大于 10% 当真空密封袋打开后, 模块环境温度低于 30 摄氏度, 空气湿度小于 60%, 但工厂未能在 168 小时以内完成贴片当真空密封袋打开后, 模块存储空气湿度大于 10% 4. 如果模块需要烘烤, 请在 125 摄氏度下 ( 允许上下 5 摄氏度的波动 ) 烘烤 48 小时注意 : 模块的包装无法承受高温烘烤因此在模块烘烤之前, 请移除模块包装如果只需要短时间的烘烤, 请参考 IPC/JEDECJ-STD-033 规范 6.2 生产焊接用印刷刮板在网板上印刷锡膏, 使锡膏通过网板开口漏印到 PCB 上, 印刷刮板力度需调整合适, 为保证模块印膏质量, F-B200CN-BG 模块焊盘部分对应的钢网厚度应为 0.18mm 推荐回流焊的温度为 235~245ºC, 不能超过 260ºC 为避免模块反复受热损坏, 建议客户 PCB 板第一面完成回流焊后再贴模块推荐的炉温曲线图如下图所示 : 32 / 34

33 图 6-1 回流焊温度曲线 e 6.3 包装 F-B200CN-BG 模块采用托盘包装, 并用真空密封袋将其封装建议在实际生产使用的时候再打开真空包装每个托盘长 204 毫米, 宽 194 毫米, 包含 20 个 F-B200CN-BG 模块托盘尺寸分别如下图所示 33 / 34

34 图 6-2 载带尺寸 34 / 34

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