PCB뉴스 - Bluetooth PCB란 무엇입니까?

가장 일반적인 통신 프로토콜 중 하나인 Bluetooth는 우리가 자주 사용하는 스피커, 키보드 및 기타 장치에 Bluetooth 기술이 사용될 수 있습니다. 이 기사에서는 Bluetooth PCB 설계를 살펴보겠습니다.

1. 블루투스 하드웨어 아키텍처

모든 Bluetooth PCB 장치에서 Bluetooth 연결을 생성하려면 두 구성 요소가 함께 작동해야 합니다. 첫 번째는 신호를 변조하고 전송하는 데 사용되는 무선 장비입니다. 다음은 디지털 컨트롤러입니다. 이 두 구성 요소는 레이아웃이 서로 분리되어 있을 수도 있지만 통합될 수도 있습니다.

디지털 컨트롤러는 일반적으로 링크 컨트롤러를 실행하고 호스트 장치와 인터페이스하는 CPU입니다. 링크 컨트롤러는 베이스밴드를 처리하고 물리 계층 FEC 프로토콜을 관리하는 역할을 담당합니다. 또한 전송 기능(비동기 및 동기), 오디오 인코딩 및 데이터 암호화 구현을 담당합니다.

2. 블루투스 PCB 응용

Bluetooth 지원 PCB는 다양한 가전제품 및 장치에 사용할 수 있습니다. 일부 Bluetooth PCB 애플리케이션은 다음과 같습니다.

1. 의료 및 건강 관리 장비

예를 들어 스마트폰이나 기타 외부 장치와 통신하는 웨어러블 및 이식형 장치를 포함하여 혈압 모니터, 혈당 모니터 및 온도 측정기가 포함됩니다.

2. 환경 감지 장비

조도, 주변 습도, 압력 또는 주변 온도와 같은 데이터는 스마트폰이나 기타 중앙 데이터 기록 장치로 전송될 수 있습니다.

3. 센서 장착

속도와 회전 속도를 측정할 수 있는 피트니스 장비, 체중을 모니터링할 수 있는 체중계 또는 심박수를 측정할 수 있는 웨어러블 장치.

4. 오디오 스트리밍 장비

예를 들어, 우리는 일반적으로 Bluetooth 스피커와 헤드폰을 사용합니다. Bluetooth의 낮은 전력 소비와 작은 적용 범위는 이러한 장치에 유용할 수 있습니다.

3. 블루투스 PCB 설계의 핵심 포인트

Bluetooth PCB를 설계할 때 장치의 신뢰성, 기능성 및 안전성을 보장하기 위해 고려해야 할 사항이 많습니다.

1. 소비전력

Bluetooth 장치는 대부분 배터리로 구동됩니다. 특히 저전력 설계에서는 소비전력을 미리 계산해 두는 것이 중요합니다. 설계에 전류 누출 문제가 없고 모든 구성 요소의 품질이 신뢰할 수 있는지 확인하십시오. 저전력 완전 절전 모드를 지원하는 마이크로컨트롤러를 사용하면 장치의 수명을 연장할 수 있습니다.

2. 전원 공급 신뢰성

Bluetooth 장치에는 일반적으로 1.6V ~ 3.6V의 안정적인 전압이 필요합니다. 전력 변동으로 인해 전송 및 작동 문제가 발생할 수 있습니다. 경험상 안정적인 전원 레일을 보장하는 것은 장치 신뢰성에 매우 중요하며, 이를 위해서는 올바른 설계 방식을 따라야 합니다. 필요한 경우 바이패스 커패시터와 다중 디커플링 커패시터를 사용하십시오. 또한 파워 레일에 페라이트 비드를 사용하면 고주파 잡음을 제거하는 데 도움이 됩니다.

3. 전송 요구 사항

구성 요소에 Bluetooth 기능이 있다고 해서 반드시 우리 보드에 적합하다는 의미는 아닙니다. 특정 Bluetooth 애플리케이션에 따라 다양한 크기의 안테나와 다양한 전송 전력을 사용해야 할 수도 있습니다.

예를 들어 통신을 위해 위치 정보나 기타 짧은 데이터 스트림이 필요한 간단한 비콘 유형 애플리케이션을 개발한다고 가정하면 BLE가 더 비용 효율적인 옵션이 될 수 있습니다. 더 작고 전력 소모가 적으며 기능이 간단한 집적 회로를 사용하면 보드 공간을 절약할 수 있습니다.

반면에 장치가 오디오 스트리밍이나 더 높은 데이터 전송 속도를 지원해야 하는 경우 더 크고 강력한 집적 회로가 최선의 선택일 수 있습니다. 왜냐하면 일반적으로 더 많은 전력을 소비하지만 더 민감한 수신 성능과 더 높은 전송 전력을 달성할 수 있기 때문입니다. .

4. 전자기 간섭(EMI)

Bluetooth는 2.4GHz 대역에서 작동하지만 여전히 PCB의 주변 장치에 전자기 간섭을 일으킬 수 있습니다. 고주파 커플링이 이러한 장치에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 트레이스 사이의 간격을 늘리거나 EMI 차폐를 추가하는 등 EMI 차폐 전략을 사용할 수 있습니다.

5. 신호 무결성

회로 기판은 소음 및 기타 간섭의 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 안테나 영역은 인근 구리 신호 또는 전력 경로나 벅 컨버터와 같은 기타 고에너지 장치는 물론 다각형 구리 타설 및 대형 평면 표면과 어느 정도 거리를 유지해야 합니다.

안테나 영역을 배치하는 경우 접지면(인쇄 및 세라믹 안테나의 경우)을 사용하여 입력에서 양호한 대역폭을 보장하고 구성 요소 튜닝을 위한 적절한 공간을 확보해야 합니다.

6. 물리적 크기 제한

Bluetooth PCB 장치는 휴대가 가능하므로 일종의 인클로저에 장착해야 할 가능성이 높으므로 이러한 물리적 제약을 고려해야 합니다. 스마트 웨어러블 장치, 소비자 가전 장치, 스피커 또는 기타 장치 등 ECAD-MCAD 기능이 통합된 PCB 설계 소프트웨어는 후속 설계 프로세스를 성공적으로 완료하는 데 도움이 되는 강력한 도우미가 될 것입니다.

7. 회로 기판 공간 관리

완성된 장치는 블루투스와 관련 없는 다른 기능도 수행할 가능성이 높습니다. WiFi 카드, NFC, 아날로그 마이크로칩 또는 추가 센서 등 이러한 장치에는 Bluetooth PCB에 공간이 필요합니다. 따라서 공간이 결코 충분하지 않으며 장치를 선택할 때 집적 회로의 크기를 고려해야 합니다.

8. 인증된 모듈을 사용하세요

장치에 Bluetooth 기능이 필요한 경우 사전 인증된 완전한 모듈을 사용하여 개발 프로세스를 단순화하는 것이 좋습니다. 이로 인해 초기 비용이 증가할 수 있지만 나중에 안테나 배치, EMI 민감성 및 다양한 프로토콜에 대한 적응과 관련된 어려움을 방지하고 궁극적으로 제품 출시 속도를 높일 수 있습니다. 시중에는 다양한 장치가 있으므로 필요한 기능에 맞는 장치를 찾는 데 시간을 투자할 가치가 있습니다. 그렇게 하면 절반의 노력으로 확실히 두 배의 결과를 얻을 수 있습니다.

9. 회로 기판 레이아웃

큰 패드, 긴 와이어 또는 기타 인덕터를 Bluetooth PCB 안테나에 너무 가까이 배치하면 공진 주파수가 변경될 수 있습니다.

이는 Bluetooth PCB의 설계와 관련이 있습니다.