一种LGA封装的无线通信模块及电子设备的制作方法

一种lga封装的无线通信模块及电子设备
技术领域
1.本技术属于通讯模块领域，特别涉及一种lga封装的无线通信模块及一种电子设备。


背景技术：

2.物联网概念是将设备、传感器等通过网络连接。实现智能化、信息化识别和管理。设备与无线模块经通信端连接组成物联网终端设备，再由无线模块组成局域网，实现远程信息交互、设备管理。常见的物联网网络拓扑关系包括星状拓扑、复合型拓扑。现有技术实现该通信功能需要基带芯片、为基带芯片供电的线性电源电路、基带芯片工作所需的时钟电路、实现通信时序的控制电路以及实现射频收发的射频链路与匹配网络等。
3.现有技术中，上述线路通常需要安装在硬件主板上，电路结构较为复杂，需要在基带芯片添加外围电路。包括线性电源电路、时钟电路、控制电路、射频收发链路。射频链路包含天线与传输线的阻抗匹配网络、芯片与传输线的阻抗匹配网络。
4.传统无线通信模块体积较大，通常为面积2cm2，高度2.4mm，不适用于智能手表等小型化设备，且需要在pcb板上添加电容、电阻等元器件，不方便设计工作。
5.为降低占用面积，通常会设置多层pcb板，而传统的pcb两层铺铜可以等效成电容，基带芯片与其外围电路下方的交流信号对无线性能有影响，信噪比会变大，导致发射信噪比增加，接收灵敏度下降。为了规避这个问题，一般不会在射频电路区域下方布线，在某些产品应用中这是很棘手的问题。例如智能手表，主板可利用面积小，增加芯片及其外围电路的同时还要保证在狭小的空间内布线。会导致主板层数增加，成本上涨，增加工程师的工作难度。
6.因此，需要一种新型的远距离无线通信装置，能够解决上述问题。


技术实现要素：

7.为了解决所述现有技术的不足，本技术提供了一种lga封装的无线通信模块。将高性能低功耗arm cortex m0内核处理器，无线收发主控单元，压控温补晶体振荡器，电源管理电路等都集成在一个lga封装的芯片内部，开发者只需连接电源与天线不需要其余电路，减轻了工程师负担。
8.本技术所要达到的技术效果通过以下方案实现：
9.根据本实用新型的第一方面，提供了一种lga封装的无线通信模块，包括主电路以及外部接口，所述主电路包括封装至一起的无线收发主控单元、压控温补晶体振荡器、电源管理电路以及晶体振荡器，所述主电路通过所述外部接口与外界连接，所述主电路通过lga封装方式进行封装，其中：
10.所述无线收发主控单元用于收发无线信息并进行信息处理；
11.所述晶体振荡器以及所述压控温补晶体振荡器用于为所述无线收发主控单元提供晶振时钟；
12.所述电源管理电路用于管理模块内部电源；
13.所述外部接口至少包括uart接口、spi接口、wkm/wkh低功耗收发控制接口、rf_rx差分射频接收接口、rf_tx射频发送接口、txen/rxen射频收发控制接口以及gpio接口。
14.优选地，所述无线收发主控单元为jtm2000芯片组件。
15.优选地，所述jtm2000芯片组件包括ram内核、无线收发器以及总线接口，所述无线收发器以及所述总线接口均连接至所述ram内核。
16.优选地，所述压控温补晶体振荡器为32mhz 压控温补晶体振荡器。
17.优选地，所述晶体振荡器为32.768khz晶体振荡器。
18.优选地，所述主电路以及所述外部接口均安装至基板上，所述基板为具有屏蔽功能的pcb板。
19.根据本实用新型的第二方面，提供了一种电子设备，采用上述的lga封装的无线通信模块。
20.采用本lga封装的无线通信模块的技术效果在于，所有电子器件都封装在基板内部。占用空间小，更没有复杂的外围电路，布局简单，开发者仅需连接电源与天线就可以使用。减轻了硬件开发的工作难度与时间成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术一实施例中一种lga封装的无线通信模块的结构示意图。
23.图2为本技术一实施例中jtm2000芯片组件的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.如图1所示，本技术一实施例中的lga封装的无线通信模块，包括主电路以及外部接口，主电路通过lga封装方式封装至基板300上，主电路包括无线收发主控单元110、压控温补晶体振荡器120、电源管理电路130以及晶体振荡器140，主电路通过外部接口与外界连接。本模块封装后的尺寸为10mm
×
10mm
×
1.5mm。
26.其中：无线收发主控单元用于控制收发无线信息并进行信息处理；
27.晶体振荡器以及压控温补晶体振荡器用于为无线收发主控单元提供晶振时钟；
28.电源管理电路用于管理模块内部电源。
29.在本技术一实施例中，外部接口至少包括uart接口210、spi接口220、wkm/wkh低功耗收发控制接口230、rf_rx差分射频接收接口240、rf_tx射频发送接口250、txen/rxen射频收发控制接口260以及gpio接口270，其中：
30.uart接口：与外部设备通信的总线接口，可以接收at指令，将接收到的无线数据发送到外部设备；也可以作为无线通信模块的固件升级接口；
31.spi接口：与外部设备通信的总线接口，可以接收at指令，将接收到的无线数据发送到外部设备；
32.gpio接口：通用输入输出接口；
33.wkm/wkh低功耗收发控制接口：低功耗模式下，模块与外部设备间的通信端口，用于低功耗模式下主机、从机收发状态控制；
34.rf_tx差分射频接收接口:模块的发送天线接口；
35.rf_rx射频发送接口:模块接收天线接口；
36.txen/rxex射频收发控制接口：模块无线收发使能输出接口。
37.在本技术一实施例中，如图2所示，无线收发主控单元110为jtm2000芯片组件，包括arm内核处理器111，无线收发器112以及总线接口113。总线接口113与外部设备通信，即与外部接口连接，外部接口通过总线接口进行信息的交互，从而将信息发送至arm内核处理器中进行处理，并将处理好的信息通过总线接口发送至相应的外部接口处。无线收发器112收发无线信息，无线收发器，是一个射频开关控制器，封装在jtm2000组件内部；arm内核处理器111处理信息并与外部设备通信。
38.电源管理电路能够集成在jtm2000组件内部，通过软件配置实现，从而进一步提高集成化程度，缩小本装置的体积。
39.压控温补晶体振荡器120为32mhz 压控温补晶体振荡器，为jtm2000提供32mhz时钟，例如为vctxo晶振，具有精度高，使无线信号载波频率偏移小，噪声系数小的优点。晶体振荡器140为32.768khz晶体振荡器，为jtm2000提供32.768khz时钟信号。本模块将基带芯片及其外围电路封装在一个1平方厘米、厚1.5毫米的基板内。基板是具有多层屏蔽效果的pcb板。开发者只需连接电源与天线不需要其余电路，减轻了工程师负担。
40.在本技术一实施例中，基板为具有屏蔽功能的pcb板，能够降低信噪比，提高接收灵敏度。
41.在本技术一实施例中，还提供了一种电子设备，采用上述的lga封装的无线通信模块。
42.本lga封装的无线通信模块支持多种工作模式，包括无线正常收发模式：可以正常收发at指令和收发无线数据。无线静默模式：进入休眠不响应命令操作，可通过中断唤醒。无线监听模式：模块转发收到的无线信息、同样内容的信息不会重复转发。无线监听模式：系统每隔一定的时间接收一次无线信号，时间间隔可以自由设置。
43.工作温度-40℃~70℃。模块载波频率可在400mhz~510mhz内自由设置。支持带宽包括62.5khz、125khz、250khz、500khz。支持扩频因子，7~12，支持码率4/5、4/6、4/7、4/8。配置灵活，应用范围广。
44.应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本技术所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。
45.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
46.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
47.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
48.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
49.在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。
50.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种lga封装的无线通信模块，其特征在于，包括主电路以及外部接口，所述主电路包括封装至一起的无线收发主控单元、压控温补晶体振荡器、电源管理电路以及晶体振荡器，所述主电路通过所述外部接口与外界连接，所述主电路通过lga封装方式进行封装；其中：所述无线收发主控单元用于控制收发无线信息并进行信息处理；所述晶体振荡器以及所述压控温补晶体振荡器用于为所述无线收发主控单元提供晶振时钟；所述电源管理电路用于管理模块内部电源；所述外部接口至少包括uart接口、spi接口、wkm/wkh低功耗收发控制接口、rf_rx差分射频接收接口、rf_tx射频发送接口、txen/rxen射频收发控制接口以及gpio接口。2.根据权利要求1所述的lga封装的无线通信模块，其特征在于，所述无线收发主控单元为jtm2000芯片组件。3.根据权利要求2所述的lga封装的无线通信模块，其特征在于，所述jtm2000芯片组件包括ram内核、无线收发器以及总线接口，所述无线收发器以及所述总线接口均连接至所述ram内核。4.根据权利要求1所述的lga封装的无线通信模块，其特征在于，所述压控温补晶体振荡器为32mhz 压控温补晶体振荡器。5.根据权利要求1所述的lga封装的无线通信模块，其特征在于，所述晶体振荡器为32.768khz晶体振荡器。6.根据权利要求1所述的lga封装的无线通信模块，其特征在于，所述主电路以及所述外部接口均安装至基板上，所述基板为具有屏蔽功能的pcb板。7.一种电子设备，其特征在于，采用权利要求1至6任一项所述的lga封装的无线通信模块。

技术总结
本申请公开了一种LGA封装的无线通信模块，属于通讯模块领域，包括主电路以及外部接口，所述主电路包括封装至一起的无线收发主控单元、压控温补晶体振荡器、电源管理电路以及晶体振荡器，所述主电路通过所述外部接口与外界连接。解决了传统无线通信模块体积较大，通常为面积2cm2，高度2.4mm，不适用于智能手表等小型化设备，且需要在PCB板上添加电容、电阻、晶振等元器件，不方便设计工作的问题；本LGA封装的无线通信模块，使用LGA封装为面积1cm2、高度1.5mm的模块，体积更小，更不用添加各种元器件，布局简单，减轻了硬件开发的工作难度与时间成本。间成本。间成本。


技术研发人员：杨辉 徐建兵 林育莎 徐强
受保护的技术使用者：电科疆泰（深圳）科技发展有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/9/19