nRF52832+RFX2401C 原理图PCB设计经验分享

【前言】

hello，大家周末好，今天钛叔给大家分享一篇有关蓝牙芯片的设计，该芯片是Nordic的出品一款超低功耗多协议的Soc芯片——nRF52832，芯片功能非常强大，同时功耗也控制的非常低，适合应用于小型便捷的消费电子设计当中，例如运动手环；另外，除了支持蓝牙协议该芯片还支持ANT协议，所以也广泛应用于骑行设备上。nRF52832采用的是32位ARM®Cortex™-M4F CPU，主频达到64Mhz，具备强大的运算能力，芯片支持-30dBm到+4dBm的输出功率调节。

在一些室内场合，该最大输出功率略微偏小，周围较多2.4G的环境容易造成数据丢包，从而造成传输距离较短，因此，钛叔在该芯片的最小系统上加了一级收发器（PA/LNA），采用的是RFX2401C，最大可支持输出20dBm(100mW)的功率，实际远距离测试过程中效果也比较理想，未出现丢数据包的现象。

RFX2401C的内部框图如下，内部结构比较简单，就分别一级PA和LNA通过逻辑控制引脚切换，其中PA最大输出支持+22dBm，LNA为2.5dB的噪声系数，输入输出端口作的50Ω阻抗匹配，封装为3X3mm的QFN，使用起来也非常之简单，外围几个阻容就可以，相对比与TI的CC2591/CC2592设计和调试上要简易不少。

【硬件电路设计】

接下来钛叔将具体讲一讲电路的设计，下面是钛叔设计的原理图和PCB，大家可以参考参考，原理图和PCB都是经过了实际验证。

1、关于芯片外围，nRF52832和RFX2401C的芯片外围设计都不难，芯片外围的器件钛叔基本采用的都是小封装的，阻容采用的是0402为主，个别电容电感采用的是0603，两个晶体也采用的贴片封装；这里说一下nRF52832输出和RFX2401C输入之间的连接，nRF52832的官方原理图上ANT输出和天线是作了50Ω匹配，而RFX2401C输入也是50Ω阻抗，所以可以将天线部分替代为RFX2401C，即保留原有LC。设计图如下，钛叔经过实际调试验证，这部分按照这样子设计是没问题的。RFX2401C的控制引脚一定记得引出到nRF52832的IO口，通过nRF52832的收发状态来控制RFX2401C的PA/LNA的切换。

另外，nRF52832具有NFC的功能（管脚P0.09和P0.10），NFC输出的设计手册上有一节专门有讲，同时官方提供了NFC天线的封装，如下图所示。

NFC：

2、关于接口，钛叔将所有IO均有引出，将该模块作为一个核心板，底板上可以根据自己的不同的需求来设计，从而很灵活的应用于不同的场景。

3、关于电源，钛叔的核心板本来不涉及电源，但这里有一点需要提一下，就是RFX2401C的电流峰值会超过300mA (nRF52832工作电流很小)，所以大家在设计底板的时候一定记得电流冗余考虑足够，建议使用500mA以上的LDO。

4、关于PCB布局布线，下面是钛叔的PCB布局，大家可参考一下，主要注意两部分，第一是32MHz工作晶体记得靠近芯片放置；第二是天线部分的走线，这部分走线很短，但最好也将走线按50Ω线宽走（可以用SI9000仿真），另外注意天线附近一定不要铺铜，包括天线底部以及周围一定距离，可以像钛叔下面这样设计，将天线附近放置禁止铺铜框或者直接挖空处理。