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【蓝牙6.0信道探测】用nRF54L15搓了块底板:模组选型+原理图全拆解

高工
2026-10-09 23:58:09     打赏

简介

先交代一下背景。前阵子报了个蓝牙 6.0 信道探测(Channel Sounding)的活动,任务说白了就一句话:做出一个能跑 CS 的节点。既然要求是 BLE 6.0,芯片这块其实没太多好纠结的,Nordic 的 nRF54L15 是目前市面上生态最顺、资料最全的一颗,而亿佰特又有基于它的贴片模组,主要是价格便宜某宝上才15元不到一个。板子来来回回改了几版,原理图 9 月 15 号建的工程,20 号定稿,版本 V1.0。这篇帖子分三部分:先把模组讲清楚,再把我这张原理图按功能块拆开说。

01_module_mech_12x17.2.png


一、模组:亿佰特 E73-2G4M54LP(15)

这颗模组是成都亿佰特做的,核心是 Nordic 的 nRF54L15-QFAA,同一系列还有 (10) 和 (05) 两个型号,分别对应 nRF54L10 和 nRF54L05,射频指标稍微弱一点。该模组采用 Arm Cortex-M33 + RISC-V 协处理器双核架构,配备 256 KB RAM 和 1524 KB NVM,支持 BLE 6.0、蓝牙 Mesh、Zigbee、Thread、Matter、Amazon Sidewalk 及私有 2.4 GHz 协议。其最大发射功率为 8 dBm,接收灵敏度为 -96 dBm(BLE 1 Mbps)和 -104 dBm(125 kbps 长距离模式);发射电流约为 4.8 mA(0 dBm),接收电流约为 3.4 mA(1 Mbps),System OFF 模式下休眠电流仅为 0.7 µA。模组供电范围为 1.8–3.6 V,推荐使用 3.3 V,严禁直接接入 5 V 电源;内部集成 32 MHz 和 32.768 kHz 晶振,采用 40 个 LGA 焊盘封装,工作温度范围为 -40~85℃,满足工业级应用需求。


二、底板原理图拆解

整张图不大,A4 一页画完。核心就三个芯片:U1 是模组,U2 是 CH340X 做 USB 转串口,U3 是 AMS1117-3.3 做稳压,剩下的是外围电平和连接器。

02_schematic_full.png

2.1 电源

USB-C 的 VBUS 给到 +5V 网络,进 AMS1117-3.3 的 IN(3 脚),出来就是 3V3。输入端 C3、C4 各 2.2 µF,输出端 C5 2.2 µF 加 C6 100 nF,典型的 LDO 前后各一堆电容的写法,没什么花活。AMS1117 的 2 脚和 4 脚(散热片)我并在一起接 3V3,免得散热焊盘悬空。

03_power_ldo.png

2.2 USB 与下载串口

05_ch340x_uart.png

USB 座用的是 16P 的 TYPEC-304-ACP16。VBUS(A4B9 和 B4A9 两路)并起来接到 +5V;D+ 的 A6/B6、D− 的 A7/B7 各自并起来引到 CH340X;SBU1、SBU2 直接打叉不接。

CH340X 这里有两处值得说:

第一,V3(10 脚)和 VCC(7 脚)都接 3V3。这是 WCH 手册里 3.3 V 供电的标准接法(如果 VCC 给 5 V,V3 就得接一个 0.1 µF 到地)。这么接的好处很直接:CH340X 的 IO 电平就是 3.3 V,跟 nRF54L15 的 IO 天然对齐,省掉一整排电平转换或者分压电阻。RTS#、CTS# 不用就悬空,TNOW/DTR# 也没接。

第二,串口不是硬连到模组上的,中间隔了个 H1 跳线。看图就明白了:

  • H1 的 3 脚(TXD,CH340X 的 RXD 侧)↔ 4 脚(模组 P2.02)

  • H1 的 5 脚(RXD,CH340X 的 TXD 侧)↔ 6 脚(模组 P2.00)

image.png

按亿佰特测试套件的手册,这个模组的 P2.02 就是模组的 RXD、P2.00 是模组的 TXD,所以 TX/RX 交叉是对的,别接反。跳线的好处是:拔掉帽子,USB 串口就跟模组彻底断开,那两个脚可以拿去干别的;反过来,你也可以用跳线把模组的 UART 引到别的模块上去调试。

2.3 复位和调试口

复位用的是 TS-1187S-35 四脚轻触开关,一头接模组的 nRESET(19 脚),一头接 GND,按下就拉低。Nordic 的复位脚配成 reset 功能之后内部是带上拉的,所以按钮直接对地就能工作,不用外面再挂一个 10 kΩ。

image.png

2.4 IO 全引出来

模组一共 40 个焊盘,减掉电源、地、复位、SWD,剩下的可配置 IO 我基本都引到了两个 12 脚的 2.54 mm 排针上(H3、H4),面包板和杜邦线随便接。不过这里有个问题就是为了考虑和原本的测试套件兼容多余的3v3 和 GND并没有引出几个。

06_module_io.png

三、NRF54L15对信道探测支持的程度

这块我是去翻 Nordic 的官方文档确认的,nRF Connect SDK 3.0.2 的 nrfxlib 文档里写得很直接:
Channel Sounding is currently supported only on the nRF54L15 SoC

也就是说,在 Nordic 现在的 SDK 里,能开 CS 的就只有 nRF54L15 这一颗。上手的话,官方给了两个例程:channel_sounding_ras_initiator 和 channel_sounding_ras_reflector(RAS 就是 Ranging Service)。另外那个 HCI UART 例程加上前面说的 Kconfig,可以拿来跑一致性测试。但是这边测试比较麻烦的一点是如果使用vscode的开发板包的话,实际开发的难度是比较大的,其原生使用了Zephyr, 对没有深度学习过这个的工程师很不友好。我在最初也是使用vscode尝试开发,在使用AI的帮助下,也没有完成的跑通。并且由于这个开发板没有自带的下载器。所以另一个麻烦的点是下载的问题。只能通过外部的DAP-Link来连接进行下载。在vscode上我折腾了许久也没研究出来怎么下载。最后想起来了Seed也出了一款NRF54L15的Xiao开发板。于是我尝试使用Arduino进行开发和下载。使用本地编译然后导出的方式之后使用PYOCD下载。最终完成了基础的Demo验证。


四、焊接好的成品开发板展示image.png




关键词: 蓝牙     信道     探测     nRF54L15    

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