SX1278低功耗硬件设计方案_202001081640062

一、1278 的简单介绍
1.特点
SX1278 是一种半双工传输的低中频收发器。

该器件支持FSK\GFSK\MSK\GMSK\LoRaTM 及OOK 调制方式，主要采用LoRaTM 远程调制解调器，用于超长距离扩频通信，抗干扰性强。

SX1278 支持168dB 的最大链路预算，电压变化时恒定的+20dBm/100mW 射频功率输出以及14dB 的高效率功率放大器，也就是说，该器件可以同时输出+20dBm 或者+14dBm 的射频功率。

该器件的可编程比特率高达300kps,高灵敏度低至-148dBm，拥有卓越的抗阻塞器。

与同类器件相比SX1278 在大幅降低电流消耗的基础上，还显著优化了相位噪声、选择性、接收机线性度等各项性能。

2.说明
图1Pin Diagram
图2Block Diagram
注：由SX1278 的数据手册可知,发射时从第27 引脚PA_BOOST 引脚出来功率才能达到20dBm, 但是做不到发射时功耗低，电流有120mA 左右；但是发射时从第28 引脚RFO_LF/RFO_HF 引脚出来，功率可达14dBm，电流可低至29mA,适合有低功耗需求的应用场景。

这里主要介绍低功耗的硬件设计方案，电路分为2 个部分：原理图的设计和PCB 的设计。

二、原理图的设计
整体框架：电源电路，复位时钟电路，射频电路和外部接口电路这四部分组成。

1.电源电路
SX1278 的第3 引脚VBAT1(VBAT_ANA)为模拟电路电源电压,第14 引脚VBAT3(VBAT_DIG) 为数字部分电源电压,24 引脚VBAT2(VBAT_RF)为射频电路电源电压。

电源电路主要是这3 个引脚的供电，供电范围为1.8V-3.7V，都推荐3.3V 供电，可用同一个电源供电。

并且在每个电源处需要至少加一个滤波电容，减少电源的纹波以保证供电的稳定性。

2.复位时钟电路
晶振电路有无源晶振和有源晶振，正常情况下，为保证频率的准确度和更高的灵敏度，推荐用有源晶振。

但是为了保证尺寸最小、性价比最高同时成本低，建议换成无源晶振。

这
样既节约了成本，又节约了体积，只是模块的接收灵敏度性能肯定会低一些，从而传输距离也会稍微差一些。

该器件的复位引脚NRESET 是直接用外部单片机的IO 口来控制的，低电平有效。

3.射频电路
该器件是可以做成收发分开的，但是要加射频开关来选择，此电路推荐用射频开关PE4259 来控制收发，将收发支路分开。

发射端，用电感电容组成的匹配电路加一个椭圆滤波器，然后再进入射频开关，注意添加隔直电容，以免接收对发射造成影响；同时接收端也是用的电感电容匹配电路，注意添加隔直电容，以免发射对接收造成影响。

射频开关后端还加了一个3 阶的π型滤波器，有助于去除发射的2 次谐波、3 次谐波和杂散，并且同时滤除接收的干扰信号。

4.外部接口电路
将SX1278 的所有IO 引脚都引到外部接口，便于外部单片机做控制。

例如，成都亿佰特电子科技有限公司的E32-XXXT14S2 就满足此种要求,已加外部单片机控制SX1278，并且封装大小只有26*16MM，作为串口模块，使用起来也很方便，只需用户会操作串口就可以进行收发数据控制，如图所示。

PCB 的设计
如图所示，布局主要是电源的布局和射频的布局，对于电源，每个电源旁边必须随一个滤波电容，尽量靠近电源引脚；对于射频，发射通路和接收最好隔远一些，避免造成相互的干扰。

布线方面，电源布线不要有环线，避免形成电源回环，每一个滤波电容至少加一个地过孔。

射频布线尽量不要有平行线，以免产生互感。