從無(wú)線(xiàn)人體工學(xué)鍵盤(pán)到免提耳機(jī),藍(lán)牙技術(shù)從根本上改變了我們的工作和娛樂(lè)方式。所有藍(lán)牙技術(shù)都可以立即與任何支持藍(lán)牙的設(shè)備配對(duì),無(wú)需冗長(zhǎng)的程序。只有一個(gè)小問(wèn)題,有時(shí)這些藍(lán)牙設(shè)備會(huì)被其他技術(shù)所干擾。在本文中,我們將深入了解為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況,并提出一些建議,盡可能讓藍(lán)牙設(shè)備保持良好狀態(tài)。
為了在設(shè)備之間進(jìn)行通信,藍(lán)牙會(huì)通過(guò)2.4GHz無(wú)線(xiàn)電頻率發(fā)送信號(hào),如下圖所示,藍(lán)牙通信信道(頻率)分布在2402MHz至2480MHz。
從理論上講,如果設(shè)備設(shè)計(jì)合理,藍(lán)牙技術(shù)之間的干擾應(yīng)該相對(duì)較少,因?yàn)樗鼈兊男盘?hào)相對(duì)較弱,覆蓋距離較短。此外,當(dāng)今的大多數(shù)藍(lán)牙技術(shù)都使用所謂的擴(kuò)頻跳頻技術(shù)。也就是說(shuō),它們?cè)谏鲜鰣D示頻率范圍內(nèi)隨機(jī)選擇70個(gè)頻率之間輪換,每秒變化1600次。這使得兩臺(tái)設(shè)備不太可能共享相同的頻率。即使共享,也不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。有部分藍(lán)牙技術(shù)還采用了所謂的 AFH 技術(shù),該技術(shù)可以識(shí)別“壞”信道(即已在使用的信道)并觸發(fā)切換。
除了藍(lán)牙技術(shù)之間干擾,更多的無(wú)線(xiàn)干擾問(wèn)題可能來(lái)自使用相同頻率的技術(shù)。Wi-Fi 可能是最大且最成問(wèn)題的例子,其他無(wú)線(xiàn)ZigBee、Thread技術(shù)設(shè)備等等也是如此,它們可能會(huì)相互干擾。如下圖所示,幾種主要2.4GHz通信技術(shù)信道(頻率)分布。
從上圖也可以看出,他們的工作頻段確實(shí)存在重疊,一個(gè)20MHz的Wi-Fi信道中的信號(hào)可能會(huì)對(duì)10個(gè)藍(lán)牙BR/EDR信道中的信號(hào)產(chǎn)生干擾。Wi-Fi設(shè)備通常工作在一個(gè)固定的信道上,工作在同一信道上的設(shè)備會(huì)以競(jìng)爭(zhēng)的方式使用該信道。一個(gè)Wi-Fi信道中的Wi-Fi信號(hào)可能時(shí)斷時(shí)續(xù),也可能一直被占用。
藍(lán)牙采用跳頻技術(shù),按照約定的隨機(jī)序列,以每秒1600次的頻率從一個(gè)信道跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)信道。藍(lán)牙設(shè)備在一個(gè)信道中收發(fā)數(shù)據(jù)固定時(shí)間(625us),然后跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)信道,此時(shí)藍(lán)牙所有信道都可能被使用。顯然,從Wi-Fi和藍(lán)牙的技術(shù)實(shí)現(xiàn)來(lái)看,相鄰的Wi-Fi和藍(lán)牙設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)重疊的情況,也就是可能會(huì)產(chǎn)生干擾。
由于藍(lán)牙采用跳頻技術(shù),其信號(hào)不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在一個(gè)Wi-Fi信道中,因此這里的相互影響不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。
信號(hào)受到干擾怎么辦?
在日常藍(lán)牙使用中,如果你已經(jīng)受到干擾,建議先消除所有物理障礙。某些建筑材料會(huì)阻礙較弱的信號(hào),例如金屬、防彈玻璃、混凝土等等。因此,如果真的難以應(yīng)對(duì)干擾,第一步應(yīng)該是將藍(lán)牙設(shè)備遠(yuǎn)離這些材料,而且絕對(duì)不能有金屬遮擋,這將有助于提升藍(lán)牙通信質(zhì)量。
其次,如果藍(lán)牙不斷受到Wi-Fi干擾,請(qǐng)嘗試重新啟動(dòng)路由器。重新啟動(dòng)后,路由器將搜索新頻道,從而與藍(lán)牙設(shè)備處于不同的頻道。當(dāng)然,部分路由器可能需要主動(dòng)進(jìn)入路由器設(shè)置頁(yè)面并嘗試手動(dòng)更改頻道并驗(yàn)證,看看哪個(gè)效果最好。
當(dāng)然,如果你是一名更深入的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作者,需要用到藍(lán)牙模塊等無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品來(lái)構(gòu)建設(shè)備與系統(tǒng),就需要考慮更多因素。
模塊整體布局時(shí),藍(lán)牙模塊要盡量遠(yuǎn)離DDR、HDMI、USB、LCD電路以及喇叭等易干擾模塊或連接座。藍(lán)牙模塊布局時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮避開(kāi)晶體電路,遠(yuǎn)離干擾源,晶體走線(xiàn)盡可能的短,時(shí)鐘信號(hào)需要全程包地處理。
藍(lán)牙模組供電布局時(shí),請(qǐng)注意電源走線(xiàn)經(jīng)電感出來(lái)后,先經(jīng)過(guò)電容,再進(jìn)入模組電源管腳,模組下方第一層保持完整的地,不要有其他信號(hào)走線(xiàn)。如果實(shí)在是元器件密集,可以在藍(lán)牙模塊周?chē)褂媒饘倨帘握帧⒔饘偕w子或金屬屏蔽片來(lái)加強(qiáng)電磁屏蔽,減少干擾的入射和輻射。
屏蔽罩
最后是考慮藍(lán)牙模組的天線(xiàn)布局,天線(xiàn)匹配電路必須靠近天線(xiàn)座,天線(xiàn)走線(xiàn)50歐姆(根據(jù)實(shí)際疊層情況可以做隔層參考),保證參考地的完整,下方不允許有其他信號(hào)線(xiàn)或電源,如果是天線(xiàn)放置位置在板外時(shí),PCB板載天線(xiàn)三面避空在5mm以上,以減少對(duì)射頻性能的影響。天線(xiàn)放置位置在板內(nèi)時(shí),PCB板載天線(xiàn)下方和周?chē)鷳?yīng)挖空5mm以上,以避免其他元器件對(duì)天線(xiàn)的干擾。
阻抗匹配
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