SIM卡全称“用户识别模块”，是移动蜂窝互联网与物联网设备的用户识别卡。SIM卡与模组通信易受其他信号干扰造成读卡失败、掉卡等问题，因此在SIM卡电路设计时需要做好抗干扰处理。本文主要从设计原则、原理图和PCB设计注意事项讲解如何进行可靠的SIM卡电路设计。
SIM卡电路设计原则
SIM卡接口一般包括SIM_VCC、SIM_CLK、SIM_RST、SIM_DATA、SIM_GND、SIM_DET，其中CLK、DATA、VCC作为关键引脚，应重点注意这三个引脚的电路设计。
引脚 | 描述 | 备注 |
SIM_VCC | 供电引脚 | 供电电压 1.8V/3.0V±5%. |
SIM_CLK | 时钟输入引脚 | |
SIM_RST | 复位引脚 | |
SIM_DATA | 数据输入输出引脚 | |
SIM_GND | SIM卡专用地 | 可直接与主GND连接 |
SIM_VPP | 编程电压输入引脚 | 基本不用，直接悬空 |
SIM_DET | 卡插拔检测引脚 | 低电平拔出，高电平插入（部分模组不支持该功能） |
表1引脚描述表
在进行SIM卡电路设计时，需遵循以下原则：
(1) SIM卡座布局尽量靠近模组SIM接口，走线过长会影响信号质量；
(2) SIM_CLK和SIM_DATA走线包地以屏蔽干扰，建议走线保持3倍线宽间距，SIM卡信号线远离射频走线和电源走线；
(3) SIM_VDD并联33pF和1uF电容到地，如果SIM_VDD走线过长，必要时也可增加一个4.7uF电容；
(4) SIM_GND应就近连接到模组主GND网络；
(5) SIM_CLK、SIM_DATA和SIM_RST并联33pF到地，防止射频信号干扰；
(6) 若选用的模组其内部没做SIM_DATA上拉，建议SIM_DATA通过10KΩ电阻上拉到SIM_VDD，增加DATA线驱动能力；
(7) 建议在SIM卡座附近设计ESD保护，建议选择最大反向工作电压为5V的TVS管，寄生电容小于10pF，布局位置尽量靠近卡座引脚；
(8) SIM_DET低电平表示拔出，高电平表示插入；
(9) 预留端接电阻22Ω可抑制EMI杂散传输，改善波形，一般使用0Ω电阻即可 。
SIM卡部分的电路一般参考下图进行设计：
图1 SIM卡电路参考设计图
原理图设计注意事项
注意1：若电容、电阻、TVS管参数选取不当，会导致读卡不良
通常来说，在考虑电容、电阻、TVS管等参数时，需重点关注以下三个问题：
(1) 电容容值不宜选取过大，过大会导致无法过滤来自射频干扰、SIM卡信号波形变缓，甚至致读卡失败；
(2) 端接电阻值不宜过大，过大会导致信号驱动能力下降及波形异常；
(3) TVS管寄生电容不宜过大，过大会导致波形变缓，读卡失败。
注意2：若SIM卡座浮地，会导致读卡不良
SIM卡座浮地指的是客户SIM卡座的SIM_GND信号未与模组主GND连接，形成SIM卡浮空，可能导致读卡失败。建议卡座外壳的焊接引脚尽量接地。
注意3：若SIM卡检测引脚逻辑错误，会导致读卡不良
在使用SIM卡检测引脚时，客户有时会误用和模组检测逻辑相反的卡座，导致SIM卡检测功能异常，或者未将SIM_DET上拉至VDD_EXT，导致SIM卡无法检测。因此，客户在选择SIM卡座时，需注意检测引脚是否与模组检测逻辑相同，即SIM_DET用低电平表示拔出、高电平表示插入。
PCB设计注意事项
注意1：关键信号需包地
问题实例：如图2所示，SIM_CLK和SIM_DATA未包地，易受干扰。
修改建议：若周围有其他信号干扰，建议对SIM卡关键信号包地处理以避免干扰；若SIM卡信号周围无其他信号，则适当拉开走线间距，保持3倍线宽间距，不用单独包地。
图2关键信号包地示例图
注意2：防止信号干扰
问题实例：如图3所示，VBAT处于SIM卡信号正下方，且同层离SIM卡信号太近，信号差时易产生掉卡现象。另外，SIM卡座的GND未连接到主GND，造成SIM卡信号浮空，无法读卡。
修改建议：电源VBAT网络走线避开SIM卡走线，SIM卡座的GND引脚连接到主GND。
图3 SIM卡座电路信号干扰示例图
注意3：布局布线要合理
问题实例：电容和ESD管布局错误，造成走线过长，且ESD失去保护后级IO作用，容易引起读卡失败和静电损坏。
修改建议：电容和ESD管靠近卡座摆放，走线先过ESD，后过电容，对后级电路形成有效保护。
图4 SIM卡座电路布局布线示例图
注意4：卡座封装要正确
问题实例：图5红框内贴片SIM卡封装右侧引脚对应错误，导致读卡失败。
修改建议：按照图6正确的引脚定义修改卡座封装，重新布线。
图5卡座封装引脚对应错误电路示例图
图6卡座封装电路示例图
转载自中移物联网，仅供模组品牌对应于中移物联网模组体系参考。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
声明：《菩禔物联》所发表内容均为原创，所有原创内容仅用于交流，不代表任何立场和观点。极少数优才文章注明来源的，版权归原出处所有（无法查证版权的或未注明出处的均来源于网络搜集）。如有侵权，请联系我们删除或更改。内容的真实性、准确性和合法性由原作者负责。转载内容（视频、文章、广告等）只以信息传播为目的，仅供参考，不代表本平台认同其观点和立场。
The content published in the Bodhi Union of Things is original, and all original content is for communication purposes only and does not represent any position or viewpoint. A very small number of excellent talent articles indicate their source, and the copyright belongs to the original source (those that cannot be verified or whose source is not indicated are all collected online). If there is any infringement, please contact us to delete or make changes. The authenticity, accuracy, and legality of the content are the responsibility of the original author. The reprinted content (videos, articles, advertisements, etc.) is only for the purpose of information dissemination and is for reference only. It does not mean that this platform agrees with its views and positions.
