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[资料分享] FAQ分享:TI 无线产品射频硬件常见问题

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发表于 2020-2-11 09:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qwqwqw2088 于 2020-2-11 09:25 编辑

1. 如何找对芯片参考设计和应用指南?

在TI官网搜索芯片型号就可以在搜索结果中到达这颗芯片的产品主页。规格书就在芯片名称的下面。在Technical documents标签页面可以找到各种相关的应用指南。在Tools & software 标签页可以找到实例代码和硬件参考设计。

2. CC2xxx如何发射未调制载波?

未调制载波一般用于测量频率误差。使用图像界面PC端工具SmartRF Studio 可以在 Continuous Tx 下直接选择 Unmodulated。不使用PC端工具控制,上电直接发送,则需要在程序里面上电直接运行对应的 Strobe Command。这个命令可以在对应芯片的User Guide 里面去查找。

3. 如何选择和使用2.4G 天线的应用?

首先,2.4GHz WiFi 或蓝牙天线是可以通用的。
其次,强烈建议参考 TI DN035, “Antenna Selection Quick Guide”。这个文档里面每种天线都有对应的说明文档的链接。 
最后,天线本身的尺寸和周边的地需严格按照参考设计或规格书中的说明。

4. CC2xxx的输出/输入阻抗值具体是多少?

对于单端输出/输入,我们可以视为 50 Ohm。对于双端差分端口,如 CC253x 和 CC254x, 差分阻抗为非标准值。TI推荐复制参考设计而不是告知具体阻抗值有以下考虑。

首先,CC253x, CC254x 等差分端口芯片的射频输出/输入阻抗不是标准的 50 Ohm 或 100 Ohm。
其次,告知差分阻抗是多少没有可操作性。因为芯片设计时的仿真参数跟实际有差距,参考设计就是TI工程师在仿真参数的基础上经过大量调试和测试确定下来的。
第三,因为板上的寄生射频参数对差分阻抗影响的比较大的,如果按计算阻抗的工具算出的线宽线距去做,效果会差很远。 回头还是得在板上调试阻抗匹配。
最后,实际走线严格来说是需要用分布参数才能严谨描述的。另外如果告知阻抗,由于电路板上走线和器件的寄生参数,依然是不能做到严格控制。

正由于上述原因,严格参考设计成了最为可行,最简单有效的方法。

5. 新做的CC2xxx射频板用SmartRF Studio控制接收不到数据包,而是用TI的参考设计板可以接收到。可能有哪些原因?

建议做以下排查:
1) 用万用表检查各路供电电压是否正常。包括芯片本身的VBAT 供电和射频前端芯片(如果有采用射频前端)的各路偏置电压。
2) 检查Fast Clock 晶体的频率误差是否符合芯片的要求。如果超出,可以调整晶体匹配电容的值。一般要求常温下做到 +/-10ppm 以下。
3) 检查Slow Clock 晶体或TCXO或外部时钟源信号是否正常,包括信号质量和时序(CC2564要求使能时32.768kHz 的时钟信号已经稳定)。
4) 检查射频链路是否通畅。直观的测试方法有把发送端和接收端放置很近测试;如果是发送和接收链路复用的芯片,可以把板子设置到连续发送模式连接到频谱仪或功率计看是否有正常强度的功率输出,由此来判断射频链路是否通畅。

此帖出自无线连接论坛


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 楼主| 发表于 2020-2-11 09:25 | 显示全部楼层

6. 在新做的板子上程序运行出错可能有哪些原因?

首先,需要区分出是硬件还是软件的原因。在TI的评估板上跑同样的程序以验证是否是软件问题。

然后,如果同样的程序在TI参考设计板上运行没有问题,就确定是硬件问题。如果怀疑是芯片问题,可以用TI的评估板做芯片互换测试来确定。当然,这个操作需要保证焊接质量。

最后,如果发现问题不随芯片走,就肯定是芯片周边和PCB板设计问题了。需要做的就是跟TI参考设计仔细对比原理图,布板,和BOM表。

7. TI Sub-1GHz 产品线的不同芯片如何选择?

新产品设计推荐使用高性能收发器系列,包括CC1120CC1125CC1200CC1120CC1125都支持窄带应用,相对应的射频性能特点是灵敏度高,抗干扰性能强。CC1200 是针对高数据率传输,可以比较稳定得运行在 500kbps 以上的数据率。CC1125具有最为优异的射频性能, 可以符合欧洲最为严格的规范标准ETSI EN 300 220 Category 1。

8. 如何测试、调试射频的频率精度。

 

对于任何一款射频芯片来说,他的射频性能中频率精度是最重要的一个指标。可能产生连不上、发射指标差、接受灵敏度差等情况。

测试方法:

直接在振荡电路上测试频率误差是不正确的方法,因为探头会引入寄生电容,改变振荡电路特性。需要做的让芯片产生射频CW(等幅波)波,用测试射频的方法来测试频率精度,常用仪器是频谱仪(注:示波器测不了)。

调试方法:

根据不同芯片/协议对于频率精度的要求,调整两个负载电容,直到测得的频率精度达到目标为止。

9. 晶体/晶振的选择

主要包括:

1. 频点 - 参考datasheet 所描述的支持列表

2. 精度 - 对于大多数物联网的射频芯片来说,都不具有AFC(自动频率控制),所有的精度都是由晶振部分来保证的。这里以wifi技术(CC3100/CC3200)为例,规范要求+/-20ppm。所以在器件选型的时候,需要晶体(或外部时钟)满足总的精度在20ppm以内,包括:a)本身精度 b) 随温度变化的漂移 c)老化

3. 负载电容和ESR  -  选择和规格书和参考设计一致的。其中产品板调试的时候需要根据负载电容来调整精度,具体参考“如何测试、调试射频的频率精度”部分。

 

10.常见的射频认证体系

当你有一款无线产品进入正规渠道的市场时,通常都会要求做射频电磁兼容性测试。这个测试是由所在地区(国家)来管理的。比如:

  1. 中国:无线电管理委员会
  2. 美国(但不限于):FCC
  3. 欧洲(但不限于):CE/ETSI
  4. 加拿大:IC
  5. 日本:Telec

具体地区参考的规范,下面这个链接有:

http://processors.wiki.ti.com/index.php/WL18MOD_Product_Certification



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 楼主| 发表于 2020-2-11 09:25 | 显示全部楼层

 11. 常见的规范认证体系:

当你有一款无线产品进入正规渠道的市场时,通常都会要求做相应规范组织的测试认证。这个测试是由所使用的规范组织来管理的。比如:

  1. 蓝牙、低功耗蓝牙:SIG(特殊兴趣小组)www.bluetooth.org
  2. Wifi: WFA(Wifi联盟)www.wi-fi.org
  3. Zigbee Alliance (Zigbee 联盟) www.zigbee.org

12. 电流的测试方法

首先,你需要了解你所测试的器件的大概的电流范围和应用场景下的电流变化的大概特性,选择正确的测试方法。

  1. 恒定电流:用万用表测试是个不错的选择,精度高,量程广。
  2. 变化的电流:

a)       最精确的方法是用电流sensor(比如一个串联电阻)+ 数据采集器的方法,但是,这套环境一般比较难于得到,不太流行。

笔者觉得比较好建的环境是:

电流sensor: 使用高精度串联电阻,阻值需要根据你的电流范围和系统所能接受的最大压降来选择。

运算放大电路: 将采集出来的电压差信号运算放大到你的示波器的合适量程

示波器:做一段时间之内的数据测量。

b)      另外,有一些电源/高端万用表等,配上相应的选件,也具有数据采集功能,但缺点就是采样率低, 精确测量的动态范围不够大等。但也有优点,可以做长期的电流采集。

未完待续。。。。。。。

 13. 我没有任何射频仪器,测作用距离来验证板子的射频性能,靠谱吗?

一般人会直接测试拉距来验证射频性能。这个只是能表征一个系统级整体的性能。

如果好的话,那就说明是好的。

但是,如果作用距离不好,这个实验是没办法对“问题”提供任何线索的。作用距离主要由以下的参数所决定的:频段,天线(包括匹配,效率,方向图),发射端发射功率,接收端接收机灵敏度,干扰情况(包括板级和环境)等。

如果没有仪器的话,就很难排除问题的所在了。



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 楼主| 发表于 2020-2-11 09:26 | 显示全部楼层

14.最近做的一个网络的直播培训。大家也都踊跃提出了自己平时工作中碰到的问题,做了一个整理,希望对大家有帮助。

1. CC1310的发射、接收、休眠功耗、供电范围是多少?
1)TX:13.4mA@+10dBm;23mA@+14dBm
2)RX:5.4mA
3)MCU电流:2.5mA@48MHz ARM Cortex-M3
4)Sensor controller电流:400uA+8.2uA/Mhz
5)休眠电流:0.7uA(RTC与RAM保持)
6)深度休眠电流:0.185uA
7)供电范围:1.8V~3.8V
2. CC1310支持的无线频段、速率、距离、发射功率、接收机灵敏度?
1)无线频段支持:315Mhz,433Mhz,470Mhz,500Mhz,779Mhz,868Mhz,915Mhz, 2.4Ghz(CC1350
2)通信速率:625bps~4Mbps
3)距离:Long range mode模式下5kbps速率,测试可以达到20公里
4)TX片内最大支持到+15dBm
5)RX灵敏度支持到-124dBm@625bps; -119dBm@5kbps;-110dBm@50kbps
3. CC1310支持哪些组网方式?
1)采用私有协议组网
2)使用TI 15.4组成星型网络 
3)6LowPan
4)W-MBUS
5)Sigfox
6)CC1350可以同时支持Sub-1Ghz与BLE
4. CC1310的开发工具软件?
1)软件开发工具:CCS,IAR
2)RF配置与调试工具:SmartRF Studio 7, Flash-programmer 2
5. CC1310的样片,评估板,SDK,参考设计如何获取?
1) 样片:请上TI store申请免费样品
2) 评估板:CC1310 EMK,CC1350 LaunchPad,CC1350 SensorTag
3) SDK:CC1310 SDK,TI-RTOS
4) 参考设计:
CC1310硬件设计资料汇总
TIDA-00838:868MHz 无线M-Bus热量表参考设计
TIDEP0084:<1GHz无线节点接入物联网云的网关参考设计
TIDM-BLE-REEDMTR:BLE蓝牙流量计(干簧管方式)参考设计
TIDA-00484:纽扣电池维持10年工作的低功耗Sub-1GHz无线温湿度传感器参考设计
TIDA-00489:Sub-1GHz无线低功耗PIR运动检测器参考设计
TIDA-00488:Sub-1GHz无线环境光传感器节点参考设计
TIDA-00807:电力故障指示器参考设计
6. CC1310在线研讨会的PPT和视频如何获取?
To be updated
7. CC1310与其他无线芯片和技术相比的优势?
CC1310集成了三个内核的射频SoC芯片。射频处理器内核具有高带外选择性,超低功耗,高链路预算等特点;主处理器集成低功耗ARM Cortex-M3及片上Flash,RAM,同时芯片还集成了超低功耗传感器处理引擎。并且芯片拥有丰富的外设,如ADC,PWM,I2C,SPI,GPIO等。
8. CC1310的巴伦电路与天线设计?
1)巴伦电路:可以参考这个参考设计的PA之前的部分。目前可以匹配 868/915MHz频段。我们也在和一些厂家合作开发433MHz/470MHz频段的巴伦,敬请期待。
2)天线设计:请参照DN035;CC-ANTENNA-DK2
9. CC1310的sensor controller如何开发?
请上TI SimpleLink MCU Academy进行开发学习
10. CC1310的软件都是基于TI RTOS的吗?
现在的CC1310 SDK都是基于TI-RTOS的,后续会出不带RTOS的SDK,请随时关注CC1310页面。
11. CC1310支持语音传输吗?
CC1310的物理通道来讲,这颗芯片最高可以支持4Mbps的传输速率,对于支持语音来说,带宽还比较充裕的。
12. CC1310能否完成空中在线程序升级?
可以的,详情请咨询TI当地销售代表和技术支持。随后我们会一并整理到CC1310 SDK中,请随时关注。
13. CC1310如何实现无线信道防碰撞?
可以使用TI 15.4组成星型网络,这是一套基于竞争和时隙的组网系统,可以实现防碰撞管理。另外,也可以用跳频或者配合CCA/LBT的方式,实现防碰撞。



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