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俗祖
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1 中兴通讯 MC8630 模块用户硬件设计手册版本 :V1.3 本手册适用于 MC8630 模块

2 版权声明 Copyright 2009 by ZTE Corporation 本用户手册之版权属于中兴通讯股份有限公司所有, 并依法受中华人民共和国著作权法及有关法律的保护未经中兴通讯股份有限公司许可, 任何人不得摘录复制发行汇编或者以各种方式 ( 电子版印刷品等 ) 向公众传播本手册的任何内容对于有损版权人利益的行为, 公司将依法追究侵权人的责任本公司保留在不预先通知的情况下, 对此手册中描述的产品进行修改和改进的权利 ; 同时保留随时修订或收回本手册的权利本用户手册中如有文字不明之处, 请您及时向本公司或者代理商销售商咨询 2009 年 9 月第 3 版 1

3 中兴通讯拥有雄厚的技术实力, 可为 CDMA/GPRS 等通讯模块客户提供全方位的技术支持, 支持内容包括 : 1 提供完善的技术资料; 2 提供可用于研发测试生产售后等环节的开发板; 3 提供原理图 PCB 测试方案等评审和技术会诊; 4 提供测试环境中兴通讯为客户提供现场电话网站即时通讯等多种支持方式 2

4 前言概述本文档适用的产品是 :MC8630 模块本文档以 MC8630 模块为例进行介绍, 用以指导用户对 MC8630 模块进行硬件设计, 并在该模块基础上更方便快捷的进行各种终端无线产品的设计通过阅读本文档可以指导用户在该模块基础上更方便快捷的进行各种终端产品的设计阅读对象本文档主要适用于以下工程师 : 系统设计工程师结构工程师硬件工程师软件工程师测试工程师内容简介本文档包含 5 章, 内容如下 : 章节内容 1 概述介绍 MC8630 模块的基本技术规格参考涉及的相关文档和缩略语 2 MC8630 模块产品介绍简要介绍 MC8630 模块产品的原理图和相关标准 3 管脚描述介绍 MC8630 模块管脚名称和功能 4 硬件接口描述介绍 MC8630 模块各部分的硬件接口设计 5 结构介绍 MC8630 模块的外观图装配图 PCB 布线图修改记录修订记录累积了每次文档更新的说明最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新内容 3

5 目录 1 概述 MC8630 模块硬件版本变更说明技术规格规格说明基本功能模块接口技术参数相关文档缩略语 MC8630 模块产品介绍管脚描述硬件接口描述概述电源及复位电源设计开机关机复位其它建议串口 USB 接口 UIM 卡接口音频接口天线接口 PCM 接口电路设计 ( 仅 C 版本支持 ) 结构外观模块主板 PCB 布线图模块固定方式

6 插图目录图 1-1 MC8630 模块 3 个版本外观图... 7 图 2-1 MC8630 模块原理框图图 3-1 管脚描述图图 3-2 管脚描述图图 4-1 管脚描述图图 4-2 USB 2.0 接口图 4-3 MC8630 模块 USB 供电设计图图 4-4 UIM 卡电路参考设计图图 5-1 MC8630 模块外观图图 5-2 模块参考 PCB 封装图

7 表格目录表 1-1 模块规格说明表... 7 表 1-2 模块基本功能说明表... 7 表 1-3 模块接口说明表... 8 表 1-4 模块技术参数说明表... 8 表脚管脚定义表脚管脚定义表 4-1 电压特性

1 MC8630 模块硬件版本变更说明 MC8630 模块目前已有 3 个 PCB 版本, 分别是 MC8630MD_A,MC8630MD_B,MC8630MD_C 其中 A 版本已经停产,B C 版本为批量生产版本 B 版本与 A 版本的区别为更换了非通用的电感, 在 PCB bottom 层增加了 5 个测试点, 分别为 USB D+,USB D-,ON/OFF,TXD,RXD C 版本与

8 1 概述本文档仅适用于 MC8630 模块 MC8630 是中兴 CDMA2000 1X EVDO RevA 模块, 具有语音短信数据业务功能, RevA 数据业务前向峰值数据速率可达 3.1 Mbit/s 反向峰值数据速率 1.8 Mbit/s, 可以为用户提供经济型高速互联网接入和无线数据等业务, 使用 MC8630 1X EVDO RevA 模块, 可以轻松实现 : 包括调制解调器卡 U 猫嵌入式模块无线电话智能手机多媒体手机和触摸屏通信装置等终端本文档详细介绍了 MC8630 模块的逻辑结构硬件接口和主要功能, 并给出相关的硬件结构参考设计 1.1 MC8630 模块硬件版本变更说明 MC8630 模块目前已有 3 个 PCB 版本, 分别是 MC8630MD_A,MC8630MD_B,MC8630MD_C 其中 A 版本已经停产,B C 版本为批量生产版本 B 版本与 A 版本的区别为更换了非通用的电感, 在 PCB bottom 层增加了 5 个测试点, 分别为 USB D+,USB D-,ON/OFF,TXD,RXD C 版本与 B 版本的区别是更换了即将停产的 PA, Duplexex, 在功能上增加了 PCM 接口所有的变更不影响模块性能 A,B,C 版本的识别通过模块底部丝印区分, 如图 1-1 所示 : 图 1-1 MC8630 模块 3 个版本外观图 1.2 技术规格规格说明 MC8630 模块规格说明如表 1-1 所示表 1-1 模块规格说明表模块型号技术体制工作频段 MC8630 CDMA X EVDO RevA 向下兼容 CDMA 1X,EVDO Rev0 CDMA 800MHz 基本功能模块的基本功能说明如表 1-2 所示基本功能语音表 1-2 模块基本功能说明表描述 EVRC 13Kqcelp 4GV 高质量语音 ( 需网络支持 ),C 版本针对手机应用增加了 PCM 接口 7

9 基本功能短信描述支持 TEXT 数据前向峰值数据速率可达 3.1 Mbit/s, 反向峰值数据速率 1.8 Mbit/s 模块接口模块的接口说明如表 1-3 所示模块接口描述表 1-3 模块接口说明表 UART 接口串口支持需要软件定制, 硬件仅有 C 版本支持串口 USB 接口电源接口软件下载升级数据通讯 (MODEM) USB2.0 模块供电复位开关机 Audio 接口双路音频输入输出通道, 一路差分, 一路单端 ON/OFF 接口可按键开 / 关机也可以拨动开关开 / 关机 ( 非直接开关电源 ) PCM 接口 UIM 卡接口天线接口仅 C 版本支持 PCM 接口 UIM 机卡一体 / 机卡分离,B/C 类 UIM 接口规范提供两个射频连接器和两个邮票孔引脚, 用于 CDMA 主天线和辅天线, 具体连接方式请自行选择技术参数模块的技术参数说明如表 1-4 所示表 1-4 模块技术参数说明表技术参数描述工作温度输入电压最大电流 -30 C ~ +75 C 3.0V-4.4V 典型 :3.6V dbm 建议电流设计为 1A 待机电流最小待机电流 -75 dbm,( 实现方式 : 需要 USB 挂起,RXD 拉低 20 秒 ) 通话电流接收灵敏度 -75 dbm dBm 发射功率 23dBm ~ 30dBm (Class II) 典型测试值 :24.0dBm 频率范围 800MHz 发送 :824~849 MHz 接收 :869~894 MHz 1.3 相关文档中兴通讯 MG8630 模块 AT 指令手册无线模块测试参考建议 8

10 1.4 缩略语 A ADC Analog-Digital Converter 模数转换 AFC Automatic Frequency Control 自动频率控制 AGC Automatic Gain Control 自动增益控制 ARFCN Absolute Radio Frequency Channel Number 绝对射频信道号 ARP Antenna Reference Point 天线参考点 ASIC Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路 B BER Bit Error Rate 比特误码率 BTS Base Transceiver Station 基站收发信台 C CDMA Code Division Multiple Access 码分多址 CDG CDMA Development Group CDMA 发展组织 CS Coding Scheme 译码图案 CSD Circuit Switched Data 电路交换数据 CPU Central Processing Unit 中央处理单元 D DAI Digital Audio interface 数字音频接口 DAC Digital-to-Analog Converter 数模转换 DCE Data Communication Equipment 数据通讯设备 DSP Digital Signal Processor 数字信号处理 DTE Data Terminal Equipment 数据终端设备 DTMF Dual Tone Multi-Frequency 双音多频 DTR Data Terminal Ready 数据终端准备好 E EFR Enhanced Full Rate 增强型全速率 EGSM Enhanced GSM 增强型 GSM EMC Electromagnetic Compatibility 电磁兼容 EMI Electro Magnetic Interference 电磁干扰 ESD Electronic Static Discharge 静电放电 ETS European Telecommunication Standard 欧洲通信标准 EVDO Evolution Data Only 演进数据优化或者进化的数据只有 F 9

11 FDMA Frequency Division Multiple Access 频分多址 FR Full Rate 全速率 G GPRS General Packet Radio Service 通用分组无线业务 GSM Global Standard for Mobile Communications 全球移动通讯系统 H HR Half Rate 半速率 I IC Integrated Circuit 集成电路 IMEI International Mobile Equipment Identity 国际移动设备标识 ISO International Standards Organization 国际标准化组织 ITU International Telecommunications Union 国际电信联盟 L LCD Liquid Crystal Display 液晶显示器 LED Light Emitting Diode 发光二极管 M MCU Machine Control Unit 机器控制单元 MMI Man Machine Interface 人机交互接口 / 人机界面 MS Mobile Station 移动台 P PCB Printed Circuit Board 印刷电路板 PCL Power Control Level 功率控制等级 PCS Personal Communication System 个人通讯系统 PDU Protocol Data Unit 协议数据单元 PLL Phase Locked Loop 锁相环 PPP Point-to-point protocol 点到点协议 R RAM Random Access Memory 随机访问存储器 RF Radio Frequency 无线频率 ROM Read-only Memory 只读存储器 RMS Root Mean Square 均方根 RTC Real Time Clock 实时时钟 10

12 S SIM Subscriber Identification Module 用户识别卡 SMS Short Message Service 短消息服务 SRAM Static Random Access Memory 静态随机访问存储器 T TA Terminal adapter 终端适配器 TDMA Time Division Multiple Access 时分多址 TE Terminal Equipment also referred it as DTE 终端设备, 也指 DTE U UART Universal asynchronous receiver-transmitter 通用异步接收 / 发送器 UIM User Identifier Management 用户身份管理 USB Universal Serial Bus 通用串行总线 V VSWR Voltage Standing Wave Ratio 电压驻波比 Z ZTE ZTE Corporation 中兴通讯股份有限公司 11

13 2 MC8630 模块产品介绍 MC8630 模块原理框图如图 2-1 所示图 2-1 MC8630 模块原理框图 MC8630 模块是基于高通 QSC6085 平台开发的 EVDO Rev.A 标准的 3G 无线通讯模块, 引脚方式为 36 脚邮票孔, 适用于 CDMA 1X 和 EVDO 网络, 支持 CDMA 800MHz 频段 12

14 3 管脚描述 MC8630 模块采用邮票孔焊接方式, 共有 36 脚, 管脚间距为 0.5mm 模块管脚描述如图 3-1 所示各管脚关键电压请参考 : 表 3-2 图 3-1 管脚描述图 ( 注意 : 仅适用于 A,B 版本 ) 管脚定义如表 3-1 所示分组电源地 USB UIM AUDIO 管脚表脚管脚定义 ( 注意 : 仅适用于 A,B 版本 ) 信号名称属性功能 / 兼容描述 15 VCHG 输入外电检测和自动开机 14 VBUS 输入 USB 电源 29 ON/OFF 输入开 / 关机使能 ( 开关 ) 13 /PON_RESET 输入模块复位 16 V_MAIN 输入工作电源 18 V_MAIN 输入工作电源 17 V_MSMP 输出外部参考电平 2.6V 输出 5 GND 地 12 GND 地 20 GND 地 35 GND 地 30 USB_D+ 双向 USB_D+ 31 USB_D- 双向 USB_D- 1 V_UIM_3V 输出 UIM 卡电源 3V 2 UIM_RST 输出 UIM 卡复位 3 UIM_CLK 输出 UIM 卡时钟 4 UIM_DATA 双向 UIM 卡数据 11 MIC1_N 输入 MIC1-10 MIC1_P 输入 MIC1+ 13

NC NC 8 EAR1_N 输出音频输出 1-7 EAR1_P 输出音频输出 1+ 9 MIC2_P 输入 MIC2+ 6 EAR2_P 输出音频输出 2+ 22 NC 23 NC 25 NC 21 NC 26 NC 28 NC 27 NC 24 NC 32 NC 33 NC NC 34 NC ANT2 19 RF_ANT 输出 RF 天线端子 ( 主 ) ANT1 36 RF_ANT 输出

15 NC NC 8 EAR1_N 输出音频输出 1-7 EAR1_P 输出音频输出 1+ 9 MIC2_P 输入 MIC2+ 6 EAR2_P 输出音频输出 NC 23 NC 25 NC 21 NC 26 NC 28 NC 27 NC 24 NC 32 NC 33 NC NC 34 NC ANT2 19 RF_ANT 输出 RF 天线端子 ( 主 ) ANT1 36 RF_ANT 输出 RF 天线端子 ( 辅 ) 图 3-2 管脚描述图 ( 注意 : 仅适用于 C 版本 ) 表脚管脚定义 ( 注意 : 仅适用于 C 版本 ) MC8630 模块引脚定义 (36PIN) 分组管脚信号名称属性功能 / 兼容描述电源 15 VCHG 输入, 电压容许范围 V 外电检测和自动开机 14 VBUS 输入, 电压容许范围 V USB 电源输入, 低电平有效内部上拉到 29 ON/OFF 2.8V 开 / 关机使能 ( 开关 ) 14

16 13 /PON_RESET 输入, 低电平有效内部上拉到 1.8V 模块复位 16 V_MAIN 输入, V 工作电源 18 V_MAIN 输入, V 工作电源 17 V_MSMP 输出,2.6V 外部参考电平 2.6V 输出 5 GND 地地 12 GND 地 20 GND 地 35 GND 地 30 USB_D+ 双向 USB_D+ USB 31 USB_D- 双向 USB_D- 1 V_UIM_3V 输出,2.85V UIM 卡电源 2.85V UIM 2 UIM_RST 输出 UIM 卡复位 3 UIM_CLK 输出 UIM 卡时钟 4 UIM_DATA 双向 UIM 卡数据 11 MIC1_N 输入 MIC1-10 MIC1_P 输入 MIC1+ AUDIO 8 EAR1_N 输出音频输出 1-7 EAR1_P 输出音频输出 1+ 9 MIC2_P 输入 MIC2+ 6 EAR2_P 输出音频输出 RXD 输入, 高 1.8V 串口收 23 TXD 输出, 高 1.8V 串口发送 25 /RTS 输出, 高 1.8V 发送就绪 21 /CTS 输入, 高 1.8V 接收就绪 UART 26 /DTR 输入, 高 1.8V 数据终端就绪数据设备就绪 ( 与口 28 /DSR(PCM_SYNC) DSR 输出, 高 1.8V PCM_SYNC 复用 ) 载波检测 ( 与 PCM_DOUT 复 27 /DCD(PCM_DOUT) DCD 输出, 高 1.8V 用 ) 24 RI RI 输出, 高 1.8V 串口铃流指示 ( 与 SD_D1 复用 ) PCM 32 PCM_CLK 双向实现 PCM_CLK 功能 33 PCM_DIN 输出实现 PCM_DIN 输入功能 NC 34 NC ANT2 19 RF_ANT 输出 RF 天线端子 ( 主 ) ANT1 36 RF_ANT 输出 RF 天线端子 ( 辅 ) 15

17 4 硬件接口描述 4.1 概述本章详细介绍了 MC8630 模块的各逻辑功能接口和使用说明, 并给出了设计范例电源开关机串口 ( 仅 C 版本支持 ) PCM 接口 USB 接口 UIM 卡音频接口天线注意 : 在用户系统中, 模块位置的布局应注意远离高速电路开关电源电源变压器大的电感和单片机的时钟电路等 4.2 电源及复位电源设计模块可以工作于两种电源模式下 :1 电源适配器供电;2 电池供电电源直接由外部供给, 外部电源直接加在 V_MAIN 上并满足电压表 4-1 电压特性外部电源可以是有恒定输出的电源适配器供电电池 USB 电源转换等建议设计供电电流为 1A 表 4-1 电压特性分类最小值典型值最大值输入电压 3.0V 3.6V 4.4V 开机模块有两种开机方式 :1 模块在正常上电后处于关机状态在关机状态下给模块 ON/OFF 管脚一个持续时间 mS 的低电平脉冲模块即可开机 2 将 V_CHG 接到 V_MAIN 上, 模块则会自动开机关机在开机状态下给模块 ON/OFF 管脚一个持续时间 mS 的低电平脉冲模块即可关机如果将 V_CHG 接到 V_MAIN 上, 模块无法保持关机状态, 即关机后模块还会自动开机复位 MC8630 模块复位管脚, 给此复位脚一个低逻辑, 模块内部基带电路就会复位电路设计根据使用情况自行选择, 通常设计为 : 使用开关控制使用外部 GPIO 控制等其它建议为了保证模块数据被安全保存, 以及模块数据的安全性, 请勿在模块运行中切断模块供电电源强烈建议在应用中尽可能加电池或者类似手机电源键的软开关机键 16

18 4.3 串口对串口的支持要分不同的软件版本 MC8630 模块软件版本不同, 则串口功能可能不支持不是所有的软件版本都支持串口 ( 仅 C 版本支持串口功能 ) 在使用 MC8630 模块 UART 口与 PC 或者 MCU 通讯的使用, 请注意 TX RX 方向, 特别需要注意的是 MC8630 UART 口仅支持 1.8V 电压, 所以对于非 1.8V 的外部 UART 需要使用电平转换, 通常的做法是使用三极管实现电平转换, 如图 4-4 所示, 图中电阻仅为示意, 设计时请重新计算图 4-1 管脚描述图注意 :MC8630 模块设计和使用串口的时候, 需要在 MC8630 模块端 CTS 管脚并一个 5.1K 的电阻到地 4.4 USB 接口模块提供一个 USB2.0 接口由 VBUS D+ D- 组成, 模块外部电路设计时可直接连接 USB 信号接头, 但在设计时尽量增加 ESD 防静电保护器件, 以免损伤模块图中 D12 为 USB2.0 防静电保护器件, 结电容小于 3P VBUS 可以不与外部 host 端 VBUS 相连接, 可以直接连接到模块 VMAIN 脚 USB 推荐操作电压为 : V, 典型 5V 图 4-2 USB 2.0 接口 MC8630 模块 USB 供电参考设计 : V_MAIN 输出电压调节使用反馈电阻来实现,USB 差分线上不要串任何电阻或者电感, 也不要并任何电容设计时建议设计 V_MAIN 输出为典型电压 3.6V 如图 4-3 所示 17

19 图 4-3 MC8630 模块 USB 供电设计图 4.5 UIM 卡接口 UIM 卡的 UICC 的标准中规定了 ClassA-5V±10%, ClassB-3V±10%, ClassC-1.8V±10% 三种工作电压, UIM 至少需要支持连续的两种电压类型 :A/B 类或者 B/C 类, 中国电信对终端的明确要求是 : 终端应该支持 B/C 类, 及 ClassB-3V±10%, ClassC-1.8V±10% 两种电压, 并需要遵守 1SO 7816 规范的上电时序 UIM_VPP 引脚悬空即可,UIM_VPP 适用于 5V 电压 MC8630 模块支持 B/C 类的 UIM 卡, 卡端口部分有 4 个管脚管脚 V_CARD 用来为卡供电, 设计 UIM 电路要加上 ESD 防护器件, 如图 4-4 中 D2 器件是 ESD 保护器件图 4-4 UIM 卡电路参考设计图注意 : 考虑到不同的卡的数据管脚输出的电流存在较大的区别, 因此 DATA 管脚, 需采用 10k 电阻上拉到 V_CARD 的电源 UIM 卡电路 PCB 布线尽可能靠近模块, 防止其他干扰源干扰 UIM 卡的读写操作 18

20 4.6 音频接口模块通过邮票孔管脚提供两路音频输入, 两路音频输出接口, 模块提供两路听筒, 两路话筒接口输出, 同一时间内只能有一对输入输出工作其中两路音频输出, 一路单端一路差分, 两路音频输出为 : 耳机单端输出, 手柄差分输出话筒两路话筒接口 MIC1 和 MIC2_P, 其中 MIC2_P 为差分接口这两路话筒输入都已在内部进行电容耦合并有 1.8V 的偏压, 直接连接到话筒上即可听筒两路物理听筒接口 EAR1 和 EAR2_P,EAR1 为差分接口,32Ω 阻抗 ;EAR2_P 是单端接口,32 Ω 阻抗 CDMA 模块音频部分接口设计实现如下 : 模块手柄部分音频接口设计 EAR1 输出功率为 50mW,MIC1 内部最高增益可达 52dB, 因此可选用灵敏度低于 -52dB 的 microphone 进行设计管脚 MIC1_P 的电平在 1.8V 左右注意 : 如果采用其他音频输入方式, 输入信号动态范围在 2V 以内如果信号动态范围远小于此电压, 则需要增加前置放大环节 ; 如果大于此电压, 则需要增加衰减网络模块耳机部分音频接口设计 EAR2_P 输出功率为 8.8mW,MIC2_P 内部最高增益可达 52dB, 因此可选用灵敏度低于 -52dB 的话筒进行设计管脚 MIC2_P 的电平在 1.8V 左右, 设计同手柄部分如果用 EAR2_P 作为免提扬声器的输出, 则需要外加音频功率放大器 ( 如 LM4890) SPKR_EN 作为使能信号 4.7 天线接口模块提供两个射频连接器和两个引脚, 用于 CDMA 主天线和辅天线, 对天线的性能要求不低于 CDMA 1X 使用射频连接器或者邮票孔请根据实际需要 MC8630 双天线要求 : MC8630 模块配置使用的时候, 强烈要求添加辅天线, 特殊情况下, 如果对数据速率无要求, 或者要求不高, 可以不使用辅天线 19

21 4.8 PCM 接口电路设计 ( 仅 C 版本支持 ) 20

22 5 结构 5.1 外观 MC8630 模块外观如图 5-1 所示图 5-1 MC8630 模块外观图尺寸 ( 长 x 宽 x 高 ):39.5mm*27mm*2.35mm 重量 :6g 注意 : 黄颜色长方形线框为人为手工绘制, 实物上没有 5.2 模块主板 PCB 布线图模块主板 PCB 布线图如图 5-2 所示 ( 单位 :mm) 21

23 图 5-2 模块参考 PCB 封装图注意 : 建议 Bottom 层蓝色区域为用户板相对应位置要开一个这样大小的窗口, 蓝色线框为手工绘制, 实物上没有, 开孔大小见上图尺寸 22

24 5.3 模块固定方式模块的固定方式为直接手工焊接强烈要求焊接方式为手工, 避免二次过炉, 具体原因为 :MC8630 模块板厚 0.8mm, 并且 QSC6085 BGA 间距太小, 二次过炉会导致焊锡熔化, 然后造成 QSC6085 主芯片短路, 如 :USB 不通, 大电流等 23

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untitled MC8630 MC8630 1.6 MC8630 C MC8630 Copyright 2008 by ZTE Corporation 2008 12 1 1 MC8630 CDMA/GPRS 1 2 3PCB 4 E-MAIL module.ztemt.com.cn module@zte.com.cn 0755-86140899 2 MC8630 MC8630 C MC8630 C 5 V1.1