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本手册适用于MC8630模块 中兴通讯MC8630 模块用户硬件设计手册 版本:V1.3 MC8630 模块产品 1 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。
MC8630 模块产品 2 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、E-MAIL 等多种支持方式。 中兴通讯模块网站 module.ztemt.com.cn,提供相关的行业信息和模块相关技术资料。授权的模块客户 可以在网站下载模块最新的相关技术资料。如果您有更多的需求,可发送邮件至module@zte.com.cn。 您还可以拨打技术支持热线:0755-86140899。 MC8630 模块产品 3 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: z 系统设计工程师 z 结构工程师 z 硬件工程师 z 软件工程师 z 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。 MC8630 模块产品 4 目录 1 概述.............................................................................................................................................................. 7 1.1 MC8630 模块硬件版本变更说明.......................................................................................................................7 1.2 技术规格 ............................................................................................................................................................7 1.2.1 规格说明..............................................................................................................................................7 1.2.2 基本功能..............................................................................................................................................7 1.2.3 模块接口..............................................................................................................................................8 1.2.4 技术参数..............................................................................................................................................8 1.3 相关文档 ............................................................................................................................................................8 1.4 缩略语 ................................................................................................................................................................9 2 MC8630 模块产品介绍.............................................................................................................................. 12 3 管脚描述.................................................................................................................................................... 13 4 硬件接口描述............................................................................................................................................ 16 4.1 概述 ..................................................................................................................................................................16 4.2 电源及复位......................................................................................................................................................16 4.2.1 电源设计............................................................................................................................................16 4.2.2 开机....................................................................................................................................................16 4.2.3 关机....................................................................................................................................................16 4.2.4 复位....................................................................................................................................................16 4.2.5 其它建议............................................................................................................................................16 4.3 串口 ..................................................................................................................................................................17 4.4 USB 接口..........................................................................................................................................................17 4.5 UIM 卡接口......................................................................................................................................................18 4.6 音频接口 ..........................................................................................................................................................19 4.7 天线接口 ..........................................................................................................................................................19 4.8 PCM 接口电路设计(仅C 版本支持) ..........................................................................................................20 5 结构............................................................................................................................................................ 21 5.1 外观 ..................................................................................................................................................................21 5.2 模块主板PCB 布线图.....................................................................................................................................21 5.3 模块固定方式..................................................................................................................................................23 MC8630 模块产品 5 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............................................................ 12 图 3-1 管脚描述图.................................................................... 13 图 3-2 管脚描述图.................................................................... 14 图 4-1 管脚描述图.................................................................... 17 图 4-2 USB 2.0 接口................................................................... 17 图 4-3 MC8630 模块USB 供电设计图...................................................... 18 图 4-4 UIM 卡电路参考设计图.......................................................... 18 图 5-1 MC8630 模块外观图.............................................................. 21 图 5-2 模块参考PCB 封装图............................................................ 22 MC8630 模块产品 6 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 3-1 36 脚管脚定义.................................................................. 13 表 3-2 36 脚管脚定义.................................................................. 14 表 4-1 电压特性...................................................................... 16 MC8630 模块产品 7 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 1.2.1 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 2000 1X EVDO RevA 向下兼容CDMA 1X,EVDO Rev0 CDMA 800MHz 1.2.2 基本功能 模块的基本功能说明如表1-2 所示。 表 1-2 模块基本功能说明表 基本功能描述 语音 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 MC8630 模块产品 8 基本功能描述 短信 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。 1.2.3 模块接口 模块的接口说明如表1-3 所示。 表 1-3 模块接口说明表 模块接口 描述 UART 接口z 串口支持需要软件定制,硬件仅有 C 版本支持串口 USB 接口 z 软件下载升级 z 数据通讯(MODEM) z USB2.0 电源接口模块供电、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 接口仅 C 版本支持PCM 接口 UIM 卡接口 UIM 机卡一体/机卡分离,B/C 类UIM 接口规范 天线接口 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。 1.2.4 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 -30°C ~ +75°C 输入电压 3.0V-4.4V 典型:3.6V 最大电流 650mA @ -105.5 dBm 建议电流设计为1A 待机电流最小待机电流 3mA @ -75 dBm,(实现方式:需要USB 挂起,RXD 拉低20 秒) 通话电流 230mA @ -75 dBm 接收灵敏度 -105.5dBm 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 z 《中兴通讯 MG8630 模块AT 指令手册》 z 《无线模块测试参考建议》 MC8630 模块产品 9 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 MC8630 模块产品 10 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 MC8630 模块产品 11 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 MC8630 模块产品 12 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。 MC8630 模块产品 13 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。 表 3-1 36 脚管脚定义 (注意:仅适用于 A,B 版本) 分组 管 脚 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 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 地 35 GND 地 30 USB_D+ 双向 USB 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 UIM 4 UIM_DATA 双向 UIM 卡数据 AUDIO 11 MIC1_N 输入 MIC1- 10 MIC1_P 输入 MIC1+ MC8630 模块产品 14 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 NC 24 NC 32 NC 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3-2 36 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 15 VCHG 输入,电压容许范围-0.5—14.5V 外电检测和自动开机 14 VBUS 输入,电压容许范围-0.5—7.5V USB 电源 电源 29 ON/OFF 输入,低电平有效 内部上拉到 2.8V 开/关机使能(开关) MC8630 模块产品 15 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,3.0—4.4V 工作电源 18 V_MAIN 输入,3.0—4.4V 工作电源 17 V_MSMP 输出,2.6V 外部参考电平2.6V 输出 5 GND 地 12 GND 地 20 GND 地 地 35 GND 地 30 USB_D+ 双向 USB USB_D+ 31 USB_D- 双向 USB_D- 1 V_UIM_3V 输出,2.85V UIM 卡电源2.85V 2 UIM_RST 输出 UIM 卡复位 3 UIM_CLK 输出 UIM 卡时钟 UIM 4 UIM_DATA 双向 UIM 卡数据 11 MIC1_N 输入 MIC1- 10 MIC1_P 输入 MIC1+ 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+ AUDIO 6 EAR2_P 输出 音频输出2+ 22 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 26 /DTR 输入,高1.8V 数据终端就绪 28 /DSR(PCM_SYNC) DSR 输出, 高1.8V 数据设备就绪(与 PCM_SYNC 复用) 27 /DCD(PCM_DOUT) DCD 输出,高1.8V 载波检测(与PCM_DOUT 复 用) UART 口 24 RI RI 输出,高1.8V 串口铃流指示(与SD_D1 复用) 32 PCM_CLK 双向 实现PCM_CLK 功能 PCM 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) MC8630 模块产品 16 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。 z 电源 z 开关机 z 串口(仅 C 版本支持) z PCM 接口 z USB 接口 z UIM 卡 z 音频接口 z 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 4.2.1 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 4.2.2 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500-1000mS 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。 4.2.3 关机 在开机状态下给模块ON/OFF 管脚一个持续时间500-1000mS 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。 4.2.4 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。 4.2.5 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。 MC8630 模块产品 17 4.3 串口 z 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。 z 不是所有的软件版本都支持串口。(仅C 版本支持串口功能) z 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:3.0—5.6V,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。 MC8630 模块产品 18 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。 MC8630 模块产品 19 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。 z 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。 z 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: z 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。 z 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。 MC8630 模块产品 20 4.8 PCM 接口电路设计(仅C 版本支持) MC8630 模块产品 21 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 z 尺寸(长 x 宽x 高):39.5mm*27mm*2.35mm z 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)。 MC8630 模块产品 22 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。 MC8630 模块产品
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