ZTE MG3030 User Manual

MG3030模块产品
中兴通讯 MG3030模块用户硬件设计手册
版本:V1.5
本手册适用于MG3030、MG3036模块
MG3030模块产品
版权声明
Copyright © 2008 by ZTE Corporation
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本公司保留在不预先通知的情况下,对此手册中描述的产品进行修改和改进的权利;同时保留随时修订
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20082 月第 4.9-TY
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MG3030模块产品
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
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MG3030模块产品
前言
概述
中兴通讯 MG3030、MG3036 模块是专门针对有厚度的手持终端应用量身定制的一款小巧精致型的模块。 本文档以 MG3030 模块为例,详细介绍了它的逻辑结构、硬件接口和主要功能,并给出相关的硬件、 结构参考设计。 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 6 章,内容如下:
章节 内容
1 概述 介绍 MG3030MG3036 模块的基本技术规格、相关文档和缩略语。 2 MG3030 模块产品介绍 简要介绍 MG3030 模块产品的原理图和相关标准。 3 管脚描述 介绍 MG3030 模块管脚名称和功能。 4 硬件接口描述 介绍 MG3030 模块各部分的硬件接口设计。 5 结构 介绍 MG3030 模块的外观图、装配图、PCB 布线图。 6 外围器件汇总 外围器件介绍。
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。
文档版本 V1.5 (2008-08-01 第六次正式发布,文档内容更新如下: 修改模块尺寸 修改模块装配图和 PCB 封装图
文档版本 V1.4 (2008-07-04 第五次正式发布,文档内容更新如下: 温度范围调整。 修改 4.2 电源及复位 修改 4.3 串口 修改图 5-3 模块参考 PCB 封装图
)
)
3
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修改图 5-4 客户 PCB 禁止布线区域
文档版本 V1.3 (2007-08-17 第四次正式发布,文档内容更新如下: 管脚说明修改。 修改 ME 为 MG。
文档版本 V1.2 (2007-07-12 第三次正式发布,文档内容更新如下: 增加适用于 ME3036 模块 修改 ME3030 频段
4.3 串口描述修改 6 技术规格 修改最大电流值
文档版本 V1.1 (2007-06-21 第二次正式发布,文档内容更新如下:
1.4 技术参数 修改模块最大电流值
4.3 串口 增加客户下载管脚使用的建议
4.6 天线接口 内容修改完善
5.1 外观图 重量描述更精确
文档版本 V1.0 (2007-05-31 第一次正式发布。
)
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4
MG3030模块产品
目录
1 概述 ................................................................................. 8
1.1 技术规格 ..............................................................................8
1.1.1 规格说明 ........................................................................8
1.1.2 基本功能 ........................................................................8
1.1.3 模块接口 ........................................................................8
1.1.4 技术参数 ........................................................................9
1.2 相关文档 ..............................................................................9
1.3 缩略语 ................................................................................9
2 MG3030 模块产品介绍 ................................................................. 13
3 管脚描述 ............................................................................ 14
4 硬件接口描述 ........................................................................ 15
4.1 概述 .................................................................................15
4.2 电源及复位 ...........................................................................15
4.3 串口 .................................................................................16
4.4 SIM 卡接口 ........................................................................... 17
4.5 音频接口 .............................................................................18
4.6 天线接口 .............................................................................19
5 结构 ................................................................................ 20
5.1 外观图 ...............................................................................20
5.2 模块装配图 ...........................................................................21
5.3 模块参考 PCB 封装图 ................................................................... 22
6 外围器件汇总 ........................................................................ 23
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MG3030模块产品
插图目录
图 2-1 MG3030 原理框图 ................................................................... 13
图 4-1 电源及复位电路参考设计原理图 ...................................................... 15
图 4-2 UART 接口参考设计框图 ............................................................. 17
图 4-3 SIM 卡电路参考设计图 .............................................................. 18
图 4-4 音频接口电路参考设计原理图 ........................................................ 18
图 5-1 MG3030 模块外观图 ................................................................. 20
图 5-2 模块装配图 ........................................................................ 21
图 5-3 模块参考 PCB 封装图 ................................................................ 22
图 5-4 客户 PCB 禁止布线区域 .............................................................. 23
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MG3030模块产品
表格目录
表 1-1 模块规格说明表 ..................................................................... 8
表 1-2 模块基本功能说明表 ................................................................. 8
表 1-3 模块接口说明表 ..................................................................... 8
表 1-4 模块技术参数说明表 ................................................................. 9
表 3-1 管脚定义 .......................................................................... 14
表 4-1 电压特性 .......................................................................... 15
表 4-2 UART2 接口管脚序号及名称表 ........................................................ 17
表 6-1 外围器件汇总 ...................................................................... 23
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MG3030模块产品
1 概述
本文档适用于 MG3030、MG3036 模块产品,该模块具有语音、短信和数据业务等功能,可以广泛应用 于手持终端、无线网卡、U 猫、跟踪器等领域。 本文档以 MG3030 模块为例,介绍了它的逻辑结构、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 技术规格
1.1.1 规格说明
模块的规格说明如表 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
MG3030 GSM/GPRS EGSM 900/DCS 1800 MG3036 GSM/GPRS GSM 850/EGSM 900/DCS 1800/PCS 1900
备注:除工作频段不同外,模块在硬件和结构设计上完全兼容,下面仅以 MG3030 模块为例进行介绍。
1.1.2 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 双通道高质量语音 短信 支持 TEXT 和 PDU
数据
z 支持内嵌 TCP/IP z 上行速率 42.8 kbps,下行速率 85.6 kbps
1.1.3 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
z 软件下载升级
UART 接口
Audio 接口 双路音频输入输出通道 SIM 卡接口 标准 SIM 天线接口 50 Ohm
z 数据通讯 z 串口可提供最高 230.4kbps 数据传输率
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1.1.4 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 -20°C ~ +80°C 输入电压 3.3V-4.25V 最大电流 1800mA @ -102 dBm 待机电流 10mA @ -75 dBm 通话电流 150mA @ -75 dBm 接收灵敏度 -102 dBm 发射功率 GSM850,EGSM900:Class4(2W)
GSM1800PCS1900Class1(1W) GSM850
发送:824~849 MHz 接收:869~894MHz
EGSM900
发送:880~915 MHz
频率范围
接收:925~960MHz
DCS1800
发送:1710~1785MHz 接收:1805~1880MHz
PCS1900
发送:1850~1910MHz 接收:1930~1990MHz
1.2 相关文档
z 《中兴通讯 蝉翼系列模块选型指南》 z 《中兴通讯 ME3000 模块 AT 指令手册》 z 《中兴通讯 MG815+模块开发板用户使用手册》 z 《中兴通讯 GPRS 模块 FAQ》
1.3 缩略语
A ADC
AFC AGC ARFCN
ARP ASIC
Analog-Digital Converter 模数转换 Automatic Frequency Control 自动频率控制 Automatic Gain Control 自动增益控制 Absolute Radio Frequency Channel Number Antenna Reference Point 天线参考点 Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路
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绝对射频信道号
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B BER BTS
Bit Error Rate 比特误码率 Base Transceiver Station 基站收发信台
C CDMA CDG CS CSD CPU
Code Division Multiple Access 码分多址 CDMA Development Group CDMA 发展组织 Coding Scheme 译码图案 Circuit Switched Data 电路交换数据 Central Processing Unit 中央处理单元
D DAI DAC DCE DSP DTE DTMF DTR
Digital Audio interface 数字音频接口 Digital-to-Analog Converter 数模转换 Data Communication Equipment 数据通讯设备 Digital Signal Processor 数字信号处理 Data T erm inal Equipment 数据终端设备 Dual T one Multi-Frequency 双音多频 Data T erm inal Ready 数据终端准备好
E EFR EGSM EMC EMI ESD ETS
Enhanced Full Rate 增强型全速率 Enhanced GSM 增强型 GSM Electromagnetic Compatibility 电磁兼容 Electro Magnetic Interference 电磁干扰 Electronic Static Discharge 静电放电 European T ele comm unication S tandard 欧洲通信标准
F FDMA FR
Frequency Division Multiple Access 频分多址 Full Rate 全速率
G GPRS GSM
General Packet Radio Service 通用分组无线业务 Global Standard for Mobile Communications
H HR
Half Rate 半速率
I IC
Integrated Circuit 集成电路
全球移动通讯系统
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IMEI
ISO ITU
L LCD LED
M MCU MMI MS
P PCB PCL PCS PDU PLL PPP
R RAM RF ROM RMS RTC
S SIM SMS SRAM
T TA TDMA TE
U UART
International Mobile Equipment
国际移动设备标识
Identity International Standards Organization 国际标准化组织 International Telecommunications
国际电信联盟
Union
Liquid Crystal Display 液晶显示器 Light Emitting Diode 发光二极管
Machine Control Unit 机器控制单元 Man Machine Interface 人机交互接口/人机界面 Mobile Station 移动台
Printed Circuit Board 印刷电路板 Power Control Level 功率控制等级 Personal Communication System 个人通讯系统 Protocol Data Unit 协议数据单元 Phase Locked Loop 锁相环 Point-to-point protocol 点到点协议
Random Access Memory 随机访问存储器 Radio Frequency 无线频率 Read-only Memory 只读存储器 Root Mean Square 均方根 Real Time Clock 实时时钟
Subscriber Identification Module 用户识别卡 Short Message Service 短消息服务 Static Random Access Memory 静态随机访问存储器
Terminal adapter 终端适配器 Time Division Multiple Access 时分多址 Terminal Equipment also referred it as
终端设备,也指 DTE
DTE
Universal asynchronous 通用异步接收/发送器
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UIM USB
V VSWR
Z ZTE
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receiver-transmitter User Identifier Management 用户身份管理 Universal Serial Bus 通用串行总线
Voltage Standing Wave Ratio 电压驻波比
ZTE Corporation 中兴通讯股份有限公司
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MG3030模块产品
2 MG3030 模块产品介绍
MG3030 原理框图如图 2-1 所示。
图 2-1 MG3030 原理框图
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MG3030模块产品
3 管脚描述
MG3030 模块采用邮票孔的方式连接,焊盘分布在模块的两个短边,每边各 18 pin
管脚定义如表 3-1 所示。
表 3-1 管脚定义
分类 序号 定义 输入/输出 描述 备注
POWER
GND
SIM
UART
AUDIO
天线 36 RF_ANT 输出 RF 天线端子
1-2 VCHG 输入 充电电压 3 ON/OFF 输入 开关机 4 BAT_TEMP 输入 电池检测 5 V_MAIN 输入 工作电压 6 V_MSM 输出 2.85V 7 V_MAIN 输入 工作电压 8 GND 13 GND 25 GND 31 GND 35 GND 9 V_CARD 输出 卡电压 10 CARD_RST 输出 卡复位 11 CARD_CLK 输出 卡时钟 12 CARD_DATA 双向 卡数据 14 RXD 输入 串口接收 15 /RTS 输入 接收请求 16 TXD 输出 串口发送 17 /DTR 输入 准备就绪_WAKEUP 18 /CTS 输出 允许接收 26 RI 输出 铃流、SMS/电话 27 /DSR 输出 28 DCD 输出 32 GPIO1 预留通用 GPIO 预留通用 GPIO 29 DEBUG_TX 输出 DEBUG 30 DEBUG_RX 输入 19 MIC_1N 输入 主机受话器 20 MIC_1P 输入 主机受话器 21 MIC_2P 输入 耳机受话器 22 SPK_1N 输出 主机扬声器 23 SPK_1P 输出 主机扬声器 24 SPK_2P 输出 耳机扬声器 33 RISS_LED 输出 网络信号指示 预留通用 GPIO GPIO 34 SMS_LED 输出 短信、电话指示 预留通用 GPIO
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4 硬件接口描述
4.1 概述
本章详细介绍了 MG3030 模块的各逻辑功能接口和使用说明,并给出了设计范例。
z 电源及复位接口 z 串口 z SIM 卡接口 z 音频接口 z 天线接口
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
电源部分电路参考设计原理如图 4-1 所示
图 4-1 电源及复位电路参考设计原理图
z 电源设计 模块的电源由 V-MAIN 提供,电压特性如表 4-1 所示。
表 4-1 电压特性
分类 最小值 典型值 最大值
输入电压 3.3 V 3.9 V 4.25 V
D1 为带使能控制的 LDO,其输入工作电压为 6V-9V。通过调节 R31 和 R41 使 V_MAIN 在 3.9V 左右为
模块供电,且要求在模块的 V_MAIN 输入管脚位置至少放置一个 1000uF 的钽电解电容。模块对电源和 地的处理要求较为严格,要求对电源和地做相应的滤波处理,电源纹波控制在 50mV 左右,且该 LDO 不要给系统中的其他部分供电,否则将可能影响射频性能,布线时电源线要大于 80mil, 并保证地线的 完整性。 如果使用其他 LDO,务必保证输出电流>2A。
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z 开机 模块在正常上电后处于关机状态。 需要给 ON/OFF 管脚一个持续时间 1500-2000mS 的低电平脉冲模块即可开机。
z 关机 在模块开机起来后,给模块 ON/OFF 管脚一个持续时间 1500-2000mS 的低电平脉冲,即可关机。
z V_MSM MG3030 模块有一个带限流调节器的电压输出管脚,可以用来为主板上的一些外部电路供电。这个管脚
的电压和基带处理器及存贮器的电压来自同一个电压调节器,只有在模块开机时才有电压输出,正常的 输出电压是 2.85V,用户要尽可能少的从该管脚汲取电流(小于 10mA)。一般情况下,建议用户将此 脚仅用于电平匹配需求时对芯片管脚的上拉。 模块在关机状态下,该引脚输出电压不变,但电源内阻很高。因此,不建议采用该引脚作为任何控制用 途。
z 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软开关机键。
4.3 串口
模块提供一个完整全双工 UART 接口及一个辅助全双工 UART 接口(以下简称 UART 串口),最大速 率为 115200bps,对外接口为 2.9VCMOS 电平信号,逻辑功能符合 RS-232 接口协议中的规定。这两路 UART 串口可作为串行数据接口,通常 UART1 用于 AT 指令、数据业务、升级模块软件等,UART2 用于测试及调试通道等。 特别提醒:客户在使用模块做整机设计时需引出 UART1,用于模块软件升级。 模块输出 IO 电平为 2.9VTTL,与标准 3.3V 或 5V逻辑电路连接时(如 MCU 或 RS232 驱动芯片 MAX3238 等),需经电平转换,图 4-2 所示为串口电平转换电路,转换后的信号可直接与 MCU 或 RS232 驱动芯 片(如 MAX3238)连接。图 4-2 中晶体三极管选择普通小功率开关管即可。
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4-2 UART 接口参考设计框图
UART 串口 2 对应的管脚组为 UART2
表 4-2 所示。
表 4-2 UART2 接口管脚序号及名称表
信号名称 管脚
DEBUG_TX 29 DEBUG_RX 30
注意:不含
RTS2和CTS2)。其对应的接口管脚序号及名称如
4.4 SIM 卡接口
模块支持 3V SIM 卡,卡端口部分有 4 个管脚。管脚 V_CARD,用来为卡供电,在恶劣的环境下, 一定要加上 ESD 器件以便保护卡,如图 4-3 中 D2 器件是 ESD 保护器件。
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图 4-3 SIM 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。SIM 卡电路 PCB 布线尽可能靠近模块,防止其他干扰源干扰 SIM 卡的读写操作。
4.5 音频接口
模块通过管脚提供音频输入、输出接口,模块提供两路听筒,两路话筒接口,同一时间内只能有一对输 入、输出工作。音频接口电路如图 4-4 所示。
图 4-4 音频接口电路参考设计原理图
z 话筒 两路话筒接口 MIC_1 MIC_2MIC_1 为差分接口,32Ω阻抗;MIC_2 是单端接口。MIC_1 推荐使用 差分方式以减少噪声,这两路话筒输入都已在内部进行交流耦合并有 1.8V 的偏压,直接连接到话筒上
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MG3030模块产品
即可。如果走线比较长,需要进行滤波处理。
z 听筒 两路听筒接口 SPK_1 和 SPK_2,SPK_1 为差分接口,32Ω阻抗;SPK_2 是单端接口,32Ω阻抗。
GSM/GPRS 模块音频部分接口设计实现如下: z 第一路音频接口设计 SPK_1 输出阻抗为 32 ohm, MIC_1 内部最高增益可达 51.5dB,因此可选用灵敏度低于-51.5dB 的麦克风进 行设计。管脚 MIC_1P 电平在 2.5V 左右。
注意:如果采用其他音频输入方式,输入信号的动态范围在 0.5V 之内。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;如果信号动态范围大于此电压,则需要增加衰减网络。
z 第二路音频接口设计
SPK_2 输出阻抗为 32 ohm, MIC_2 内部最高增益可达 51.5dB,因此可选用灵敏度低于-51.5dB 的麦克风进 行设计。管脚 MIC_2P 电平在 2.5V 左右,设计同手柄部分。
4.6 天线接口
模块通过 pin36 引脚或者背面测试焊盘提供天线接口。 如果通过引脚连到主板上,再根据实际要求需要可以做成两种连接方式:
z PCB 焊盘直接焊接 z 天线测试插座
模块以焊盘焊接方式用 50Ω射频屏蔽电缆与天线连接,以降低成本。但以焊接方式引出,无法做到完 全的电磁屏蔽,对射频信号质量有微弱影响,采用这种连接方式,必须注意焊盘附近不能有强辐射。同 时焊接时保证射频屏蔽电缆的芯线焊接到射频焊盘,射频屏蔽电缆的屏蔽金属网焊接到地上。焊接时注 意接地部分必须焊牢,否则容易因屏蔽线晃动而导致芯线从焊接位置断裂。使用该方式时,要严格控制 主板焊盘与模块 pin36 的距离,越短对射频性能影响越少。
模块天线部分应采取必要措施避免有用频段干扰信号,在外部天线和射频连接之间要有良好的屏蔽,而 且,要使外部的射频缆线远离所有的干扰源,特别是高速数字信号及开关电源等。 模块所用天线按照移动设备标准,驻波比应在 1.1 到 1.5 之间,输入阻抗 50Ω,使用环境不同,对天线 的增益要求也不同,一般情况下,带内增益越大,带外增益越小,天线的性能越好。当使用多端口天线 时,各个端口之间的隔离度应大于 30dB。如双极化天线的两个不同极化端口,双频天线的两个不同频 段端口之间,以及双频双极化天线的四个端口之间,隔离度应大于 30dB。 由于模块背面有射频测试焊盘,在客户主板对应的该区域为禁止布线区。
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5 结构
5.1 外观图
MG3030 模块外观图如图 5-1 所示。
图 5-1 MG3030 模块外观图
z 尺寸(长 x x 高):(38.0±1.0) mm x (28.5±1.0)mm x (2.9±0.5)mm z 重量:8g
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5.2 模块装配图
模块装配图如图 5-2 所示(单位:mm)。
图 5-2 模块装配图
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5.3 模块参考 PCB 封装图
模块参考 PCB 封装如图 5-3 所示(单位:mm)。
图5-3 模块参考PCB封装图
客户 PCB 设计注意:
1. RF 测试点下面的区域,客户 PCB 各层禁止敷铜和走线。位置如图 5-4。
2. 建议以下信号通过测试点的方式引出,以方便维修。这些信号包括:V_MAIN、GND、ON/OFF、 RXD
TXDDEBUG_TXDEBUG_RXV_CARDCARD_RSTCARD_CLKCARD_DATA
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图 5-4 客户 PCB 禁止布线区域
6 外围器件汇总
外围器件汇总如表 6-1 所示。
表 6-1 外围器件汇总
型号 位号 供应商 联系方式
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