如何解決藍牙信號干擾問題?

從無線人體工學(xué)鍵盤到免提耳機，藍牙技術(shù)從根本上改變了我們的工作和娛樂方式。所有藍牙技術(shù)都可以立即與任何支持藍牙的設(shè)備配對，無需冗長的程序。只有一個小問題，有時這些藍牙設(shè)備會被其他技術(shù)所干擾。在本文中，我們將深入了解為什么會出現(xiàn)這種情況，并提出一些建議，盡可能讓藍牙設(shè)備保持良好狀態(tài)。

為了在設(shè)備之間進行通信，藍牙會通過2.4GHz無線電頻率發(fā)送信號，如下圖所示，藍牙通信信道（頻率）分布在2402MHz至2480MHz。

從理論上講，如果設(shè)備設(shè)計合理，藍牙技術(shù)之間的干擾應(yīng)該相對較少，因為它們的信號相對較弱，覆蓋距離較短。此外，當(dāng)今的大多數(shù)藍牙技術(shù)都使用所謂的擴頻跳頻技術(shù)。也就是說，它們在上述圖示頻率范圍內(nèi)隨機選擇70個頻率之間輪換，每秒變化1600次。這使得兩臺設(shè)備不太可能共享相同的頻率。即使共享，也不會持續(xù)很長時間。有部分藍牙技術(shù)還采用了所謂的 AFH 技術(shù)，該技術(shù)可以識別“壞”信道（即已在使用的信道）并觸發(fā)切換。

除了藍牙技術(shù)之間干擾，更多的無線干擾問題可能來自使用相同頻率的技術(shù)。Wi-Fi 可能是最大且最成問題的例子，其他無線ZigBee、Thread技術(shù)設(shè)備等等也是如此，它們可能會相互干擾。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存在重疊，一個20MHz的Wi-Fi信道中的信號可能會對10個藍牙BR/EDR信道中的信號產(chǎn)生干擾。Wi-Fi設(shè)備通常工作在一個固定的信道上，工作在同一信道上的設(shè)備會以競爭的方式使用該信道。一個Wi-Fi信道中的Wi-Fi信號可能時斷時續(xù)，也可能一直被占用。

藍牙采用跳頻技術(shù)，按照約定的隨機序列，以每秒1600次的頻率從一個信道跳轉(zhuǎn)到另一個信道。藍牙設(shè)備在一個信道中收發(fā)數(shù)據(jù)固定時間（625us），然后跳轉(zhuǎn)到另一個信道，此時藍牙所有信道都可能被使用。顯然，從Wi-Fi和藍牙的技術(shù)實現(xiàn)來看，相鄰的Wi-Fi和藍牙設(shè)備可能會出現(xiàn)信號重疊的情況，也就是可能會產(chǎn)生干擾。

由于藍牙采用跳頻技術(shù)，其信號不會長時間停留在一個Wi-Fi信道中，因此這里的相互影響不會持續(xù)很長時間。

信號受到干擾怎么辦？

在日常藍牙使用中，如果你已經(jīng)受到干擾，建議先消除所有物理障礙。某些建筑材料會阻礙較弱的信號，例如金屬、防彈玻璃、混凝土等等。因此，如果真的難以應(yīng)對干擾，第一步應(yīng)該是將藍牙設(shè)備遠離這些材料，而且絕對不能有金屬遮擋，這將有助于提升藍牙通信質(zhì)量。

其次，如果藍牙不斷受到Wi-Fi干擾，請嘗試重新啟動路由器。重新啟動后，路由器將搜索新頻道，從而與藍牙設(shè)備處于不同的頻道。當(dāng)然，部分路由器可能需要主動進入路由器設(shè)置頁面并嘗試手動更改頻道并驗證，看看哪個效果最好。

當(dāng)然，如果你是一名更深入的無線系統(tǒng)開發(fā)工作者，需要用到藍牙模塊等無線產(chǎn)品來構(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，藍牙模塊要盡量遠離DDR、HDMI、USB、LCD電路以及喇叭等易干擾模塊或連接座。藍牙模塊布局時應(yīng)該優(yōu)先考慮避開晶體電路，遠離干擾源，晶體走線盡可能的短，時鐘信號需要全程包地處理。

藍牙模組供電布局時，請注意電源走線經(jīng)電感出來后，先經(jīng)過電容，再進入模組電源管腳，模組下方第一層保持完整的地，不要有其他信號走線。如果實在是元器件密集，可以在藍牙模塊周圍使用金屬屏蔽罩、金屬蓋子或金屬屏蔽片來加強電磁屏蔽，減少干擾的入射和輻射。

屏蔽罩

最后是考慮藍牙模組的天線布局，天線匹配電路必須靠近天線座，天線走線50歐姆（根據(jù)實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線或電源，如果是天線放置位置在板外時，PCB板載天線三面避空在5mm以上，以減少對射頻性能的影響。天線放置位置在板內(nèi)時，PCB板載天線下方和周圍應(yīng)挖空5mm以上，以避免其他元器件對天線的干擾。

阻抗匹配

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