如何解决蓝牙信号干扰问题?

从无线人体工学键盘到免提耳机，蓝牙技术从根本上改变了我们的工作和娱乐方式。所有蓝牙技术都可以立即与任何支持蓝牙的设备配对，无需冗长的程序。只有一个小问题，有时这些蓝牙设备会被其他技术所干扰。在本文中，我们将深入了解为什么会出现这种情况，并提出一些建议，尽可能让蓝牙设备保持良好状态。

 

为了在设备之间进行通信，蓝牙会通过2.4GHz无线电频率发送信号，如下图所示，蓝牙通信信道（频率）分布在2402MHz至2480MHz。

 

从理论上讲，如果设备设计合理，蓝牙技术之间的干扰应该相对较少，因为它们的信号相对较弱，覆盖距离较短。此外，当今的大多数蓝牙技术都使用所谓的扩频跳频技术。也就是说，它们在上述图示频率范围内随机选择70个频率之间轮换，每秒变化1600次。这使得两台设备不太可能共享相同的频率。即使共享，也不会持续很长时间。有部分蓝牙技术还采用了所谓的 AFH 技术，该技术可以识别“坏”信道（即已在使用的信道）并触发切换。

 

除了蓝牙技术之间干扰，更多的无线干扰问题可能来自使用相同频率的技术。Wi-Fi 可能是最大且最成问题的例子，其他无线ZigBee、Thread技术设备等等也是如此，它们可能会相互干扰。如下图所示，几种主要2.4GHz通信技术信道（频率）分布。

 

从上图也可以看出，他们的工作频段确实存在重叠，一个20MHz的Wi-Fi信道中的信号可能会对10个蓝牙BR/EDR信道中的信号产生干扰。Wi-Fi设备通常工作在一个固定的信道上，工作在同一信道上的设备会以竞争的方式使用该信道。一个Wi-Fi信道中的Wi-Fi信号可能时断时续，也可能一直被占用。

 

蓝牙采用跳频技术，按照约定的随机序列，以每秒1600次的频率从一个信道跳转到另一个信道。蓝牙设备在一个信道中收发数据固定时间（625us），然后跳转到另一个信道，此时蓝牙所有信道都可能被使用。显然，从Wi-Fi和蓝牙的技术实现来看，相邻的Wi-Fi和蓝牙设备可能会出现信号重叠的情况，也就是可能会产生干扰。

 

由于蓝牙采用跳频技术，其信号不会长时间停留在一个Wi-Fi信道中，因此这里的相互影响不会持续很长时间。

 

信号受到干扰怎么办？

在日常蓝牙使用中，如果你已经受到干扰，建议先消除所有物理障碍。某些建筑材料会阻碍较弱的信号，例如金属、防弹玻璃、混凝土等等。因此，如果真的难以应对干扰，第一步应该是将蓝牙设备远离这些材料，而且绝对不能有金属遮挡，这将有助于提升蓝牙通信质量。

 

其次，如果蓝牙不断受到Wi-Fi干扰，请尝试重新启动路由器。重新启动后，路由器将搜索新频道，从而与蓝牙设备处于不同的频道。当然，部分路由器可能需要主动进入路由器设置页面并尝试手动更改频道并验证，看看哪个效果最好。

 

当然，如果你是一名更深入的无线系统开发工作者，需要用到蓝牙模块等无线产品来构建设备与系统，就需要考虑更多因素。

 

模块整体布局时，蓝牙模块要尽量远离DDR、HDMI、USB、LCD电路以及喇叭等易干扰模块或连接座。蓝牙模块布局时应该优先考虑避开晶体电路，远离干扰源，晶体走线尽可能的短，时钟信号需要全程包地处理。

 

蓝牙模组供电布局时，请注意电源走线经电感出来后，先经过电容，再进入模组电源管脚，模组下方第一层保持完整的地，不要有其他信号走线。如果实在是元器件密集，可以在蓝牙模块周围使用金属屏蔽罩、金属盖子或金属屏蔽片来加强电磁屏蔽，减少干扰的入射和辐射。

 

屏蔽罩

 

最后是考虑蓝牙模组的天线布局，天线匹配电路必须靠近天线座，天线走线50欧姆（根据实际叠层情况可以做隔层参考），保证参考地的完整，下方不允许有其他信号线或电源，如果是天线放置位置在板外时，PCB板载天线三面避空在5mm以上，以减少对射频性能的影响。天线放置位置在板内时，PCB板载天线下方和周围应挖空5mm以上，以避免其他元器件对天线的干扰。

 

阻抗匹配

 

 

 

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