LZ2x1 系列模组硬件设计

本文为 LZ2x1 系列模组 产品使用者提供了设计开发依据。您可以对本系列模组有整体认识，对产品的技术参数有明确了解，帮助您完成相关功能类产品或设备的应用开发。

本文旨在给您提供一个较为全面的设计参考。文中不仅提供了产品功能特点和技术参数，还提供了产品可靠性测试和相关测试标准、业务功能实现流程、射频性能指标以及电路设计指导。

背景信息

缩略语

缩略语	全称	解释
ESD	Electro-Static Discharge	静电放电
USB	Universal Serial Bus	通用串行总线
UART	Universal Asynchronous Receiver Transmitter	通用异步收发器
SIM	Subscriber Identification Module	用户识别模组
SPI	Serial Peripheral Interface	串行外设接口
I2C	Inter-Integrated Circuit	交互集成线路
I/O	Input/output	输入/输出
GPIO	General-purpose Input/output	通用输入输出接口
TBD	To Be Determined	待定
RTC	Real-Time Clock	实时时钟
ADC	Analog-to-Digital Converter	模拟-数字转换器

相关文档

LZ2x1 系列模组硬件设计适用于 LZ201-CN、LZ211-CN、LZ201-EAU、LZ211-EAU 系列模组。相关文档如下：

• LZ201-CN 模组规格书
• LZ211-CN 模组规格书
• LZ201-EAU 模组规格书
• LZ211-EAU 模组规格书
• LZ2x1 系列模组硬件设计（本文）
• LZ2x1 系列参考原理图设计
• LZ2x1 系列 Open CPU GPIO 配置表
• LTE Cat.1 通用串口协议

产品简介

LZ2x1 系列模组是由涂鸦智能开发的 LTE Cat.1 蜂窝网络模组。模组由一个高集成度的 LTE Cat.1 芯片 UIS8910DM 及其外围电路构成，内置了 LTE Cat.1 网络通信协议栈和丰富的库函数。

LZ2x1 系列模组内嵌 Cortex A5 应用处理器和 Cat.1bis 调制解调器，集成 64Mb Nor Flash，128Mb PSRAM，支持 USB、UART、SDIO、SPI、I2C、I2S 和 ADC 等接口，支持外接显示屏、摄像头、键盘矩阵、麦克风、喇叭、充电、MicroSD 卡和 USIM 卡等设备。

型号说明

频段	LZ201-CN	LZ211-CN	LZ201-EAU	LZ211-EAU
LTE FDD	Band 1, 3, 5, 8	Band 1, 3, 5, 8	Band 1, 3, 5, 7, 8, 20, 28A	Band 1, 3, 5, 7, 8, 20, 28A
LTE TDD	Band 34, 38, 39, 40, 41	Band 34, 38, 39, 40, 41	Band 38, 40, 41	Band 38, 40, 41
GSM	不支持	不支持	900/1800	900/1800
GNSS	不支持	支持	不支持	支持
BLE4.2	支持	支持	不支持	不支持
WIFI SCAN	支持	支持	不支持	支持

产品特性

特性	描述
处理器	Cortex A5 应用处理器，主频 500MHz
供电电压范围	工作电压：3.4~4.3V 典型工作电压：3.8V
SIM 卡	支持 1.8V/3V
LTE-FDD Cat.1 数据速率	最大 10 Mbps（下行）/ 最大 5 Mbps（上行）
LTE-TDD Cat.1 数据速率	最大 8.2 Mbps（下行）/ 最大 3.4 Mbps（上行）
GSM 速率	GPRS: 85.6Kbps （下行）/85.6Kbps （上行）(multi-slot class 12)
蓝牙	BLE 4.2，蓝牙配网功能暂不稳定，建议优先使用二维码方式，详情请参考 打印配网码标签。
Wi-Fi	仅支持 SCAN，可用于室内定位
天线	LTE 天线，蓝牙/Wi-Fi 天线，GNSS 天线
接口	1 个 USB2.0 接口、3 个 UART 接口、2 个 I2C 接口、1 个 PCM/I2S 接口、1 个 SDIO 接口、1 个 SPI 接口、3 个 ADC 接口
显示屏	SPI 显示屏，分辨率 QVGA 320x240，30FPS
摄像头	SPI/MIPI 摄像头，30 万像素
音频	1 路麦克风，1 路喇叭
Micro SD	支持
工作温度	正常工作温度：-30℃ 到 +75℃ 1 扩展工作温度：-40℃ 到 +85℃ 2
软件升级	USB、OTA 升级

模组外观

接口说明

LZ2x1 模组共有 144 个引脚，其中 80 个为 LCC 引脚，另外 64 个为 LGA 引脚。

模组 I/O 序号与模组丝印 I/O 名称对应关系：

标识符号说明

管脚属性标识符号	描述
P	电源
I	输入
O	输出
IO	输入/输出

管脚定义

管脚号	管脚名	信号类型	描述
1	WAKEUP_IN	I	外部设备唤醒模组，不用则悬空，OpenCPU 模式可用作 GPIO10
2	AP_READY*	I	应用处理器睡眠状态检测，不用则悬空，OpenCPU 模式可用作 GPIO11
3	WAKEUP_OUT*	O	模组唤醒外部设备，不用则悬空，OpenCPU 模式可用作 GPIO5
4	W_DISABLE_N*	I	飞行模式控制,不用则悬空，OpenCPU 模式可用作 GPIO8
5	NET_MODE	PI	指示模组的网络注册状态，模组自处理模式下有效，电流源，接 LED GND
6	NET_STATUS*	O	指示模组的网络运行状态，OpenCPU 模式可用作 GPIO9
7	VDD_EXT	PO	输出 1.8V,可为外部 GPIO 提供上拉，不用则悬空
8	GND	-	接地端
9	GND	-	接地端
10	USIM_GND	-	接地端，和 GND 共网络
11	ISENSE	I	充电电流检测
12	VBAT_SENSE	I	电池电压检测，尽量靠近电池正极，不用电池时需要通过软件关闭低电压关机功能，否则会造成模组关机。
13	USIM_DET	I	USIM 卡热插拔检测，需要上拉到 VDD_EXT，软件默认不支持，需要通过设置打开热插拔检测
14	USIM_VDD	PO	USIM 卡供电电源，模组自动识别 1.8V 或 3.0V USIM 卡
15	USIM_DATA	IO	USIM 卡数据信号
16	USIM_CLK	O	USIM 卡时钟信号
17	USIM_RST	O	USIM 卡复位信号
18	VDRV	O	充电电路使能
19	GND	-	接地端
20	RESET_N	I	模组复位信号，低电平有效
21	PWRKEY	I	系统开机或关机
22	GND	-	接地端
23	SD_INS_DET	I	SD 卡检测，OpenCPU 模式可用作 GPIO7
24	PCM_DIN	I	PCM 语音数据输入，OpenCPU 模式可用作 GPIO2
25	PCM_DOUT	O	PCM 语音数据输出，OpenCPU 模式可用作 GPIO3
26	PCM_SYNC	IO	PCM 语音同步信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO1
27	PCM_CLK	IO	PCM 语音时钟信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO0
28	SD_DATA3	I	SD 卡 SDIO 数据位 3，复用 Wi-Fi SDIO
29	SD_DATA2	I	SD 卡 SDIO 数据位 2，复用 Wi-Fi SDIO
30	SD_DATA1	I	SD 卡 SDIO 数据位 1，复用 Wi-Fi SDIO
31	SD_DATA0	I	SD 卡 SDIO 数据位 0，复用 Wi-Fi SDIO
32	SD_CLK	O	SD 卡 SDIO 时钟，复用 Wi-Fi SDIO
33	SD_CMD	IO	SD 卡 SDIO 命令，复用 Wi-Fi SDIO
34	VDD_SDIO	PO	SD 卡供电电源，复用 Wi-Fi SDIO
35	ANT_BT/WIFI	AIO	蓝牙和 Wi-Fi 天线
36	GND	-	接地端
37	SPI_CS_N	I	SPI 片选
38	SPI_MOSI	I	SPI MOSI
39	SPI_MISO	O	SPI MISO
40	SPI_CLK	O	SPI 时钟信号
41	I2C_SCL	OD	I2C 时钟信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO14
42	I2C_SDA	OD	I2C 数据信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO15
43	ADC2	AI	模数转换接口 2
44	ADC1	AI	模数转换接口 1
45	ADC0	AI	模数转换接口 0
46	GND	-	接地端
47	ANT_GNSS	AI	GNSS 天线，LZ201 系列不支持 GNSS，LZ211 系列支持 GNSS。
48	GND	-	接地端
49	ANT_MAIN	AIO	主天线接口
50~54	GND	-	接地端
55	RESERVED	-	保留
56	GND	-	接地端
57	VBAT_RF	P	模组射频电源，电压范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，电流 2A
58	VBAT_RF	P	模组射频电源，电压范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，电流 2A
59	VBAT_BB	P	模组基带电源，电压范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，电流 1A
60	VBAT_BB	P	模组基带电源，电压范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，电流 1A
61	STATUS*	O	模组状态输出
62	UART1_RI*	O	输出振铃提示，OpenCPU 模式可用作 GPIO12
63	RESERVED63	O	保留
64	UART1_CTS	O	串口 1 清除发送，OpenCPU 模式可用作 GPIO18
65	UART1_RTS	I	串口 1 请求发送数据，OpenCPU 模式可用作 GPIO19
66	UART1_DTR*	I	睡眠控制管脚
67	UART1_TXD	O	串口 1 发送数据，支持 MCU 对接
68	UART1_RXD	I	串口 1 接收数据，支持 MCU 对接
69	USB_DP	IO	USB 差分数据 DP，支持模组烧录校准
70	USB_DM	IO	USB 差分数据 DM，支持模组烧录校准
71	USB_VBUS	PI	USB 插入检测
72	GND	-	接地端
73	SPK_P	O	喇叭输出（+）
74	SPK_N	O	喇叭输出（-）
75	MIC_P	I	麦克输入（+）
76	GND	-	接地端
77	MIC_N	I	麦克输入（-）
78	KEYIN1	IO	键盘输入 1
79	KEYIN2	IO	键盘输入 2
80	KEYIN3	IO	键盘输入 3
81	KEYIN4	IO	键盘输入 4
82	KEYIN5	IO	键盘输入 5
83	KEYOUT0	IO	键盘输出 0
84	KEYOUT1	IO	键盘输出 1
85~112	GND	-	接地端
113	KEYOUT2	IO	键盘输出 2
114	KEYOUT3	IO	键盘输出 3
115	USBBOOT	IO	键盘输入 0，开机之前上拉到 VDD_EXT，模组会进入 USB 下载模式，正常开机需要保持悬空
116	RESERVED116	-	保留，需悬空
117	CLK26M_OUT*	O	26M 时钟输出
118	RESERVED118	-	保留，需悬空
119	LCD_FMARK	O	SPI LCD 帧同步信号
120	LCD_RSTB	O	SPI LCD 复位信号
121	LCD_SEL	O	SPI LCD 选择
122	LCD_CS	O	SPI LCD 片选
123	LCD_CLK	O	SPI LCD 时钟信号
124	LCD_SDC	O	SPI LCD 数据命令选择
125	LCD_SIO	O	SPI LCD 数据信号
126	VDDLCD	P	外部 LCD 电源
127	PM_ENABLE	O	外部电源 LDO 使能，OpenCPU 模式可用作 GPIO13
128	VDDCAMA	P	Camera VCAMA 电源
129	CAM_PWDN	IO	Camera CAM_PWDN 信号
130	CAM_SI1	IO	Camera CAM_SI1 信号
131	CAM_SI0	IO	Camera CAM_SI0 信号
132	CAM_RSTL	IO	Camera CAM_RSTL 信号
133	CAM_REFCLK	O	Camera CAM_REFCLK 信号
134	CAM_SCK	IO	Camera CAM_SCK 信号
135	UART2_RXD/WAKE_WLAN	O	串口 2 接收数据，支持模组烧录校准，用于外部 Wi-Fi 模组唤醒 LZ201*，OpenCPU 模式可用作 GPIO20
136	UART2_TXD/WLAN_EN	O	串口 2 发送数据，支持模组烧录校准，用于外部 Wi-Fi 模组使能*，OpenCPU 模式可用作 GPIO21
137	UART3_RXD/KEYOUT4	I	串口 3 接收数据，复用 KEYOUT4
138	UART3_TXD/KEYOUT5	O	串口 3 发送数据，复用 KEYOUT5
139	ZSP_UART_TXD/BT_EN	O	ZSP LOG 输出，用于外部 蓝牙 LE MESH 模组使能*，OpenCPU 模式可用作 GPIO22
140	VDDCAMD	P	Camera VCAMD 电源
141	I2C2_SCL	IO	I2C 时钟信号
142	I2C2_SDA	IO	I2C 数据信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO17
143	DBG_RXD	I	调试串口，模组接收数据
144	DBG_TXD	O	调试串口，模组发送数据

电源

电源和地管脚

LZ2X1 可采用电池或外部电源供电。电源地和信号地，需要全部连接到系统板的地平面上。如果 GND 信号的连接不好，会对整体性能有影响。

管脚号	信号名称	描述	最小	典型	最大	单位
59、60	VBAT_BB	基带输入电源	3.4	3.8	4.3	V
57、58	VBAT_PA	射频输入电源	3.4	3.8	4.3	V
8、9、10、19、22、36、46、48、50-54、56、72、76、85-112	GND	GND	-	-	-	-

供电要求

• LZ2X1 供电电源电压范围 3.4~4.3V，最大电流 2A。

  • 当系统电压与模组供电压差不大时，建议选择 LDO 进行电压转换。
  • 当系统电压与模组供电压差较大时，建议选择 DCDC 进行电压转换。

• 电压跌落：为确保模组正常工作，电源纹波小于 300mV，电压跌落不低于模组最低工作电压 3.4V。

  

• 稳压和滤波电容：

  • 稳压电容：100uFx2，10uF。
  • 数字信号滤波电容：1uF，0.1uF。
  • 高频信号滤波电容：33pF，10pF。

• ESD 保护：在靠近 VBAT 输入端增加一个 TVS 管以提高模组的浪涌电压承受能力。

• 走线要求：要求星形走线。原则上，VBAT 走线越长，线宽越宽。

• 当使用电池供电时，模组可以打开低电压关机（＜3.38V）功能，此时需要注意底板其他负载的功耗，避免电池过放导致模组不开机。

• 参考电路如下图所示：

  

开机和复位

管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
21	PWRKEY	模组开机
20	RESET_N	模组复位

接口应用

• 开机：将 PWRKEY（PBINT 信号） 管脚拉低一段时间（大于 1.5s），再将该管脚悬空或拉高，即可开机。

  

• 自动开机：如果需要上电自动开机且不需要关机功能，则可以把 PWRKEY 直接下拉到地。

• 复位：RESET 管脚拉低一段时间后（大于 35ms），再次将该管脚悬空或置高，即可复位。

  

• 推荐使用开集驱动，电路如下图所示：

  • 开机电路

    

  • 复位电路

    

UART

管脚描述

本模组提供 3 路 UART 接口：

• 串口 1：可用于 MCU 对接，使用涂鸦通用对接协议，其默认波特率为 115200bps。

• 串口 2：普通串口，用于外设扩展，GNSS 版本被内部 GNSS 芯片通信占用，不对外开放。

• 串口 3：普通串口，用于外设扩展。

  管脚号	信号名称	功能描述
  68	UART1_RXD	串口 1 接收数据
  67	UART1_TXD	串口 1 发送数据
  64	UART1_CTS	串口 1 清除发送
  65	UART1_RTS	串口 1 请求发送数据
  135	UART2_RXD	串口 2 接收数据
  136	UART2_TXD	串口 2 发送数据
  137	UART3_RXD	串口 3 接收数据
  138	UART3_TXD	串口 3 发送数据

接口应用

模组的串口电平为 1.8V。若您的 MCU 系统的电平为 3.3V 或 5V，则需在模组和应用系统的串口连接中增加电平转换器。如下图所示：

也可以使用三极管做电平转换：

USB

管脚描述

本模组具有 USB2.0 接口，可用于模组下载校准和 AT 模式应用。

管脚号	信号名称	功能描述
69	USB_DP	USB 差分数据 DP，支持模组下载校准
70	USB_DM	USB 差分数据 DM，支持模组下载校准
71	USB_VBUS	USIM 卡数据信号
115	USBBOOT	开机之前上拉到 VDD_EXT，模组会进入 USB 下载模式，正常开机需要保持悬空

接口应用

• MCU 对接

  

• Micro USB 连接器

  

电路设计要求

• 需要 USB 下载时，要将 USBBOOT 上拉到 VDD_EXT，进入 USB 下载模式，正常开机。

• USB 走线周围需要包地处理，走 90 欧姆的阻抗差分线。

• USB 走线远离电源、射频及其他敏感信号，建议内层差分走线且上下左右立体包地。

• MCU 与模组间串联一个共模电感，防止 USB 信号产生 EMI 干扰。

• VBUS 为 USB 检测功能，如果 MCU 的 USB 不支持 Suspend 时，通过断开 VBUS 来使模组进入睡眠。

  

• 外接 Micro USB 接口时，USB 的 TVS 管应尽量靠近 USB 接口放置，寄生容值 < 2pf。

SIM 卡

管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
13	USIM_DET	USIM 卡热插拔检测，需要上拉到 VDD_EXT，软件默认不支持，需要通过设置打开热插拔检测
14	USIM_VDD	USIM 卡供电电源，模组自动识别 1.8V 或 3.0V
15	USIM_DATA	USIM 卡数据信号
16	USIM_CLK	USIM 卡时钟信号
17	USIM_RST	USIM 卡复位信号

SIM 卡接口应用

电路设计要求

• 卡座靠近模组摆放，信号线长度不超过 200mm。
• USIM_VDD 增加 2.2uF 去耦电容，靠近卡座摆放。
• USIM_DATA 走线较长时，增加 10-20K 上拉电阻，增加抗干扰能力。
• USIM_DATA，USIM_RST 和 USIM_CLK 需要加 33pF 电容用于滤除射频干扰。
• USIM 卡走线应远离射频和 VBAT 电路，SIM_CLK 和 SIM_DATA 走线不能太靠近，防止信号串扰。
• 如 SIM 经常需要手动插拔，信号线需要增加 TVS 管，寄生电容低于 15pF，走线要求先经过 ESD 器件再到模组。
• SIM 卡热插拔，参考设计中所选用 SIM 卡座的 USIM_DET 管脚无卡时短接到地，有卡时悬空，此时由外部 VDD_EXT 上拉到高电平。如不使用热插拔 SIM 卡座，USIM_DET 请直接上拉到 VDD_EXT。

SD 卡

管脚描述

模组提供一组 SD 2.0 接口，用于外接 Micro SD 卡，也可以用于标准 SDIO V1.1 接口。

管脚号	信号名称	功能描述
28	SD_DATA3	SD 卡 SDIO 数据位 3
29	SD_DATA2	SD 卡 SDIO 数据位 2
30	SD_DATA1	SD 卡 SDIO 数据位 1
31	SD_DATA0	SD 卡 SDIO 数据位 0
32	SD_CLK	SD 卡 SDIO 时钟
33	SD_CMD	SD 卡 SDIO 命令
34	VDD_SDIO	SD 卡 SDIO 上拉电源

SD 卡接口应用

电路设计要求

• 模组 VDD_SDIO 最大输出电流 150mA，如果使用的 SD 卡电流超过 150mA 时需要外置电源。
• SD_CLK 和 SD 信号线上串联 22ohm 电阻，用于解决射频干扰问题。
• 信号线上预留 0201 33pF 电容，用于解决射频干扰问题。
• SD 信号线预留上拉电阻，增加总线稳定性，上拉电阻推荐 100KΩ，上拉电源使用 VDD_SDIO。
• SD_CLK 信号单根包地，SD 信号整体包地，避免邻层信号平行。
• SD_CLK，SD_DATA[0:3] 和 SD_CMD 走线需做等长处理，相差小于 1mm，总长度不超过 50mm。
• 为确保 ESD 性能，靠近 SD 卡座增加 TVS 管，寄生电容低于 15pF，走线要求先经过 ESD 器件再到模组。

模组状态指示

NET_MODE 接口

管脚号	信号名称	功能描述
5	NET_MODE	指示模组的网络注册状态，模组自处理模式下有效，电流源，接 LED GND

NET_MODE 应用

• 默认不支持信号指示，网络状态通过串口上报 MCU，需要通过软件打开自处理模式才有效，相关状态描述参考软件开发文档。
• NET_MODE 为电流源，需接到 LED 负极。

SPI 串口

管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
37	SPI_CS_N	SPI 片选信号
38	SPI_MOSI	主输出、从输入
39	SPI_MISO	主输入、从输出
40	SPI_ SCLK	SPI 接口时钟信号

SPI 接口电气特性及接口应用

本模组的 SPI 接口电平为 1.8V。若您的 MCU 系统电平为 3.3V，则需在模组和 MCU 之间增加电平转换器。推荐使用一个支持 SPI 数据速率的电平转换器。

参考电路如下图所示：

I2C 总线

管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
41	I2C_SCL	I2C 时钟信号
42	I2C_SDA	I2C 数据信号

I2C 是一种 IC 之间通信的两线总线。两条信号线，串行数据（SDA）的和串行时钟（SCL），在连接的设备之间传送信息。每个设备靠唯一的地址来识别，既可作为发送器也可作为接收器。

接口应用

I2C 总线必须在设备端上拉到 VDD_EXT。

PCM

管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
24	PCM_DIN	PCM 语音数据输入
25	PCM_DOUT	PCM 语音数据输出
26	PCM_SYNC	PCM 语音同步信号
27	PCM_CLK	PCM 语音时钟信号

接口应用

模组 PCM 和 I2C 都是 1.8V 电平的，如果 Codec 芯片为 3.3V 电压，则需要进行电平转换。

SPI FLASH

模组内置 64Mb Nor Flash，如果相关应用空间不够时，可以外置一颗 SPI FLASH 增加系统空间，该接口与 SPI LCD 接口复用。

管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
119	LCD_FRAMK	复用 SPI flash 1 serial data3
121	LCD_SEL	复用 SPI flash 1 serial data2
122	LCD_CS	复用 SPI flash 1 serial data1
123	LCD_CLK	复用 SPI flash 1 serial data0
124	LCD_SDC	复用 SPI flash 1 CS
125	LCD_SIO	复用 SPI flash 1 clock

接口应用

充电

管脚号	信号名称	功能描述
11	ISENSE	充电电流检测
12	VBAT_SENSE	电池电压检测，尽量靠近电池正极，不用电池时需要通过软件关闭低电压关机功能，否则会造成模组关机
18	VDRV	充电电路使能
71	USB_VBUS	充电电压输入检测

接口应用

• 线性充电参考电路：

  

• 分立器件参考电路：

  

电路设计要求

• 系统热设计考虑，线性充电电流推荐 <0.7A，如果 ≥0.7A，强烈推荐使用开关充电。
• 为了精确测试充电电流，ISENSE/VBAT_SENSE 应该走伪差分（0.075mm/0.075mm/0.075mm），左右包地处理，避免与其它走线邻层平行。
• 电流采样电阻（0.068ohm±1%/0.125w，0805）应该靠近 PNP 三极管摆放，充电电流线宽 ≥1mm，推荐使用 Unisoc 的 4-Pin Land Pattern Design 设计。
• PNP 三极管的集电极 C 的铺铜面积 ≥30mm＾2，推荐相邻层 GND，有利于散热。
• 强烈推荐在 PNP 附件 <1.5mm 以内摆放 NTC 温度传感器进行温控。

GPIO

模组在 Open CPU SDK 固件下部分管脚可以复用为 GPIO 使用。

请参考文件 LZ2x1 系列 Open CPU GPIO 配置表.xlsx。

天线

天线管脚描述

管脚号	信号名称	功能描述
35	ANT_BT/WIFI	Bluetooth Low Energy/Wi-Fi 天线
47	ANT_GNSS	GNSS 天线，LZ201 不支持，LZ211 支持
49	ANT_MAIN	LTE 天线

射频天线匹配电路

天线电路预留 π 型匹配电路，靠近天线放置，供天线厂家进行匹配调试，根据实际调试结果选取适当的阻容感值。

默认 L1 为 0 欧姆，C1、C2 不贴片。

• LTE 天线、蓝牙/Wi-Fi 天线、GNSS 无源天线

  

• GNSS 无源/有源天线

  根据需求选择无源或者有源 GNSS 天线，其中有源天线规格书选择合适的馈电电压。

  

射频信号线走线

MCU PCB 的射频信号要求阻抗 50 欧姆，阻抗的控制通常采用微带线。

微带线 PCB 结构：

电路设计要点：

• 模组的天线引脚到天线连接器之间的走线距离尽量短，避免直角走线，建议走线角度为 135 度或采用弧度走线。
• 射频信号线参考的地平面要保持完整。同层的地与射频信号线之间要保持 2 倍线宽，射频信号线周边的地要多打地孔。
• 模组天线引脚相邻的地引脚要充分接地。
• 连接器信号脚的焊盘要与地平面保持一定距离。
• 可以通过阻抗模拟计算工具对射频信号线进行精确的 50 欧姆阻抗控制。
• 外置天线需要增加 TVS 器件，以防止 ESD 击穿。TVS 器件要求结间电容 Cj 小于 0.5pF。

阻抗计算时，按照下图填写各个参数，通过改变射频线宽度，使阻抗接近 50 欧姆。

天线设计要求

• 天线位置要避开电源、数据线和芯片等会产生射频干扰的器件。
• 为确保 RF 性能的最优化，天线部分和主板或其他金属件的距离至少保持 15mm 以上。
• 天线外围不要包裹金属件，以免影响天线辐射性能。建议天线区域的转接板镂空处理。

天线类型

该模组无自带 PCB 板载天线，需要第三方提供天线。可使用外置胶棒天线、弹簧天线、IPEX-FPC 天线、PCB 板天线等，天线形式有单极天线、PIFA 天线、IFA 天线、loop 天线等。

常见的天线形式如下图所示：

• 胶棒天线

  

• IPEX-FPC 天线

  

• 内置 FPC 天线

  

• GPS 天线

  可以通过外置电源使用有源天线

  

• 陶瓷 GPS 天线

  

• 蓝牙可用 PCB 板载天线

  

可靠性设计

EMC 和 ESD 设计建议

在整机设计时应充分考虑到由于信号完整性、电源完整性引发的 EMC 问题：

• 在模组外围电路 layout 走线时，对于电源和信号线等走线，保持 2 倍线的间距宽度，可以有效地减少信号之间的耦合，使信号有较 干净 的回流路径。
• 外围电源电路设计时，去耦电容要摆放靠近模组电源管脚，高频高速电路和敏感电路应该远离 PCB 边缘，并且尽量隔离二者之间的布局，减少相互干扰，并且对敏感信号进行保护，对系统板侧可能存在干扰模组工作的电路或器件进行屏蔽设计。

设计时需要注意 ESD 防护：

• 对关键输入输出信号接口，比如 SIM 卡信号、USB 信号、TF 卡信号等接口，需要就近放置 ESD 器件进行保护。
• 此外在主板侧，需要合理设计结构件和 PCB 布局，保证金属屏蔽壳等充分接地，为静电放电设置一条通畅的泄放通道。

PCB 焊盘设计

涂鸦建议在设计主板上面的封装焊盘时，中间的 64 个焊盘按结构图中的尺寸进行设计，而对于外围 80 个信号焊盘向模组外加长 0.3mm 以上，焊盘的其他三边向外延伸 0.05mm 处理。

热设计建议

模组在工作过程中本身会发热，也可能受到其他高温器件的影响。本模组设计时对散热进行了考虑，与系统板连接时请保持地热焊盘接地良好，这对热传导与热平衡有很大帮助，同时对于整机的电气性能也有很大好处。

封装信息

机械尺寸和背面焊盘尺寸

尺寸大小：29 mm ± 0.35 (W) × 32mm ± 0.35 (L) × 2.4mm ± 0.15(H)，其中 PCB 厚度 0.8mm ± 0.1 mm。

PCB 封装（SMT）

钢网开孔推荐

• 钢网厚度：建议开阶梯钢网，模组位置钢网厚度推荐 0.18-0.2mm，其他位置根据产品设计确定厚度。
• 模组 LCC 引脚：钢网开孔长度方向内切 0.1mm，外扩 1mm。宽度方向内切 0.16mm（单边 0.08mm），内切长度 1.4mm（模组引脚长度，防止锡珠产生），外扩 0.2mm（单边 0.1mm），外扩长度 2mm（外露在模组引脚底部以外的区域，增加锡量）。
• 模组 LGA 引脚：开孔面积为焊盘面积 60%，如果单个开孔面积过大，可在中间隔断 0.3mm。