Revizyon Bilgisi

Bu teknik doküman B107AA R6 için hazırlanmış olup yeni yapılacak olan tasarımlara kaynak niteliğindedir.

SIM

SIM arayüzü; modemin SIM pinlerini (SIM_VCC, SIM_RST, SIM_CLK, SIM_IO ve opsiyonel SIM_INT) SIM soketine taşır. Bu hattın saha gerçekliği şudur: SIM soketi kullanıcı erişimlidir ve dışarıdan tak‑çıkar yapılır. Dolayısıyla tasarımda iki hedef aynı anda sağlanmalıdır:

• Sinyal bütünlüğü: ISO/IEC 7816 arayüzünde CLK/RST/IO hatları temiz kalmalı.
• ESD/EMI dayanımı: Kullanıcı temaslı sokette ESD darbeleri ve kablo/anten yakınlığı kaynaklı EMI kaçınılmazdır.

Bu sayfada mevcut şematik yaklaşımı açıklanır ve R6 ürünleşme için gerekli düzeltmeler (özellikle ESD) netleştirilir.

---

SIM arayüz standardı (ISO/IEC 7816)

Telit LE910 ailesinde SIM arayüzü ISO/IEC 7816 uyumludur. SIM_VCC modül tarafından kontrol edilir ve tipik olarak 1.8V / 3.0V seviyelerinde çalışır (kart tarafında ek regülasyon gerektirmez).

Tasarım açısından kritik beklentiler:

• CLK/RST/IO hatları sokete gittiği için ESD dayanımı kritik kabul edilir.
• EMI bastırma için kullanılan kapasitörler pF mertebesinde tutulmalıdır; aksi halde clock kenarları aşırı yuvarlanır.
• SIM_VCC hattında sokete yakın düşük empedanslı bypass (en az 100nF) gerekir.

---

Topoloji

Bu şematikte SIM hatları modeme doğrudan bağlanır ve her hat üzerinde 33pF şönt kapasitör ile yüksek frekans bileşenleri GND’ye bastırılır. SIM_VCC hattında sokete yakın 100nF bypass ile besleme hat empedansı düşürülür.

Ayrıca ikinci SIM arayüzü (SIM2_*) şematikte gösterilmekle birlikte bu tasarımda kullanılmamış ve “cross” ile işaretlenmiştir.

---

Mühendislik hesapları

33pF şönt kapasitörlerin yükleme etkisi (reaktans)

Sinyal hatlarına eklenen şönt kapasitörlerin düşük frekansta (SIM clock bandı) hattı aşırı yüklememesi gerekir. Mertebe kontrolü:

$X_c = \dfrac{1}{2\pi f C}$

C = 33pF için:

Frekans ($f$)	$X_c$
1 MHz	$\approx 4.85\,k\Omega$
5 MHz	$\approx 964\,\Omega$
10 MHz	$\approx 482\,\Omega$
20 MHz	$\approx 241\,\Omega$

SIM hatlarının efektif sürücü empedansı tipik olarak onlarca ohm mertebesindedir. Bu nedenle 33pF; SIM clock bandında hattı “kısa devre” edecek bir yük oluşturmaz. Esas etki, çok daha yüksek frekanslı parazit bileşenlerini GND’ye akıtmak yönündedir.

Kenar hızı (RC) mertebe kontrolü

Sürücü çıkış empedansı $R\approx 50\Omega$ varsayımıyla 33pF için zaman sabiti:

$\tau \approx R\cdot C \approx 50\,\Omega\cdot 33\,pF \approx 1.65\,ns$

Örneğin 5MHz clock periyodu $T\approx 200ns$ olduğundan, $\tau$ periyoda kıyasla çok küçüktür. Doğru yerleşimle birlikte 33pF seçimi sinyal bütünlüğünü tipik olarak bozmaz.

bilgi

33pF’ler için C0G/NP0 dielektrik tercih edilirse sıcaklık/gerilim bağımlılığı düşer. X7R ile de çalışır; ancak RF/EMI tarafında C0G daha deterministiktir.

---

ESD / ürünleşme notları

SIM soketi kullanıcı erişimli olduğu için ESD riski yüksektir. Mevcut şematikte yalnız pF şönt kapasitörler bulunması, ESD’nin “yüksek frekans bileşenini” bastırsa da IEC 61000‑4‑2 seviyelerinde güvenilir bir koruma olarak kabul edilmemelidir.

R6 ürünleşme yaklaşımı:

• SIM hatlarına düşük kapasitanslı ESD koruma eklenmelidir.
• ESD elemanı sokete en yakın noktada konumlandırılmalı ve GND dönüşü kısa/kalın olmalıdır.
• SIM hatlarına ESD eklerken hedef: $C_{par}$ düşük olsun (tipik $\le 1pF$, tercihen daha düşük) ki CLK/IO kenarları bozulmasın.

Düzeltme (R6)

R5 şematiğinde ESD koruması yoksa bu bir eksikliktir. R6’da SIM soketine yakın, uygun kapasitans sınıfında ESD koruma eklenmelidir.

---

Layout önerileri

• SIM soketinin GND pinleri varsa, bu pinler GND plane’e çoklu via ile bağlanmalıdır.
• 33pF kapasitörler ve (R6’da) ESD elemanı; soket tarafında ve hatların "dış dünyaya" çıktığı noktaya yakın olmalıdır.
• CLK hattı diğer dijital hatlardan mümkün olduğunca uzak, temiz referans GND ile taşınmalıdır.
• SIM_VCC bypass (100nF) sokete yakın olmalı; mümkünse yanına 1µF footprint opsiyonu bırakılabilir.

---

Komponent seçimi ve alternatifler

Aşağıdaki tabloda “mevcut şematik” ve R6 ürünleşme iyileştirmeleri birlikte verilmiştir.

Fonksiyon	Ref	Seçilen	Alternatifler	Yorum
SIM soketi	(SIM)	Push‑push SIM tray (SMD)	Push‑pull / hinged	Mekanik tasarıma göre; kullanıcı erişimi hedefleniyor
EMI şönt kapasitör	(x3)	33pF, C0G/NP0, 50V, 0402	22–47pF C0G, 33pF X7R	pF mertebesi korunmalı
SIM_VCC bypass	(x1)	100nF, X7R, 0402/0603	100nF + 1µF	Besleme empedansını düşürür
ESD koruma (R6)	(R6)	Low‑C ESD array (4–5 hat)	Tekli PESD diyotlar (4 adet), farklı array serileri	Hedef: $C_{par}$ düşük; sokete çok yakın yerleşim

---

Tahmini maliyet analizi

Aşağıdaki maliyetler tahmini olup tedarikçi/adet/stok durumuna göre değişir.

Kalem	Adet	Prototip (1–10)	Pilot (100)	Seri (1k+)	Not
SIM soketi (push‑push, SMD)	1	$0.65	$0.45	$0.35	Marka/kaliteye göre
33pF C0G/NP0 (0402)	3	$0.03	$0.018	$0.012	3×
100nF X7R (0402)	1	$0.004	$0.002	$0.0015
Low‑C ESD array (4–5 hat)	1	$0.20	$0.12	$0.08	Seçime göre
TOPLAM (R6 hedef)		$0.884	$0.590	$0.444

bilgi

Bu maliyet, yalnız SIM soketi ve etrafındaki temel pasifler (ve R6 hedefinde ESD) içindir. Modem tarafı (LE910) maliyete dahil değildir.