【前言】
hello，大家好，今天鈦叔給大家分享一篇有關藍牙芯片的設計，該芯片是Nordic的出品一款超低功耗多協議的Soc芯片——nRF52832，芯片功能非常強大，同時功耗也控制的非常低，適合應用於小型便捷的消費電子設計當中，例如運動手環；另外，除了支持藍牙協議該芯片還支持ANT協議，所以也廣泛應用於騎行設備上。nRF52832採用的是32位ARM®Cortex™-M4F CPU，主頻達到64Mhz，具備強大的運算能力，芯片支持-30dBm到+4dBm的輸出功率調節。
在一些室內場合，該最大輸出功率略微偏小，周圍較多2.4G的環境容易造成數據丟包，從而造成傳輸距離較短，因此，鈦叔在該芯片的最小系統上加了一級收發器（PA/LNA），採用的是RFX2401C，最大可支持輸出20dBm(100mW)的功率，實際遠距離測試過程中效果也比較理想，未出現丟數據包的現象。
RFX2401C的內部框圖如下，內部結構比較簡單，就分別一級PA和LNA通過邏輯控制引腳切換，其中PA最大輸出支持+22dBm，LNA爲2.5dB的噪聲係數，輸入輸出端口作的50Ω阻抗匹配，封裝爲3X3mm的QFN，使用起來也非常之簡單，外圍幾個阻容就可以，相對比與TI的CC2591/CC2592設計和調試上要簡易不少。
【硬件電路設計】
接下來鈦叔將具體講一講電路的設計，下面是鈦叔設計的原理圖和PCB，大家可以參考參考，原理圖和PCB都是經過了實際驗證。
1、關於芯片外圍，nRF52832和RFX2401C的芯片外圍設計都不難，芯片外圍的器件鈦叔基本採用的都是小封裝的，阻容採用的是0402爲主，個別電容電感採用的是0603，兩個晶體也採用的貼片封裝；這裏說一下nRF52832輸出和RFX2401C輸入之間的連接，nRF52832的官方原理圖上ANT輸出和天線是作了50Ω匹配，而RFX2401C輸入也是50Ω阻抗，所以可以將天線部分替代爲RFX2401C，即保留原有LC。設計圖如下，鈦叔經過實際調試驗證，這部分按照這樣子設計是沒問題的。RFX2401C的控制引腳一定記得引出到nRF52832的IO口，通過nRF52832的收發狀態來控制RFX2401C的PA/LNA的切換。
另外，nRF52832具有NFC的功能（管腳P0.09和P0.10），NFC輸出的設計手冊上有一節專門有講，同時官方提供了NFC天線的封裝，如下圖所示。
NFC：
2、關於接口，鈦叔將所有IO均有引出，將該模塊作爲一個核心板，底板上可以根據自己的不同的需求來設計，從而很靈活的應用於不同的場景。
3、關於電源，鈦叔的核心板本來不涉及電源，但這裏有一點需要提一下，就是RFX2401C的電流峯值會超過300mA (nRF52832工作電流很小)，所以大家在設計底板的時候一定記得電流冗餘考慮足夠，建議使用500mA以上的LDO。
4、關於PCB佈局佈線，下面是鈦叔的PCB佈局，大家可參考一下，主要注意兩部分，第一是32MHz工作晶體記得靠近芯片放置；第二是天線部分的走線，這部分走線很短，但最好也將走線按50Ω線寬走（可以用SI9000仿真），另外注意天線附近一定不要鋪銅，包括天線底部以及周圍一定距離，可以像鈦叔下面這樣設計，將天線附近放置禁止鋪銅框或者直接挖空處理。
5、關於2.4G 天線，鈦叔之前分別對比測試過2.4G的PCB天線和陶瓷天線，最終測試發現PCB天線效果更好，下面這幾種PCB天線均爲2.4G頻段，經鈦叔測試效果良好，尺寸有所不一樣，可應用於不同尺寸的產品結構中。記住天線下邊和周圍一定不要鋪銅，也不要接觸金屬器件。
最後這幾種鈦叔沒有測試過效果，大家也可以去嘗試測試一下。
相關參考文件：
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