CC2640 CC1310高低温测试

作者: TI 工程师 Daniel Fang/Frank Xiao

CC13/26XX是TI全新一代支持Sub1G、2.4G 私有协议、BLE、Zigbee、RF4CE和6LowPan的超低功耗多协议SOC处理器。CC2640为BLE低功耗蓝牙芯片, CC1310为支持低于1GHz的无线产品SOC。在datasheet都标注其支持的温度范围为-40至85℃，而在实验室高低温箱做高低温测试，运行CW载波，频偏在该温度范围下似乎都超出了范围。那实际研发的终端产品在-40至85℃还能稳定工作吗？

图一

下面我们以CC2640实际做测试，运行CW载波，设置中心频点2.402GHz，发射功率5dBm；

1. CC2640在室温20℃上电，升温到85℃，持续15分钟，然后降温到-40℃，同样持续15分钟，整个过程测试正常；

全温度范围测试似乎没什么问题，我们进一步做下面两个极端测试。

1. CC2640在室温20℃上电运行，然后升温。在最高极限+85℃时对芯片进行断电复位操作，然后温度再逐步降到-35℃，在-35℃时测得的频谱图如下，我们发现此时中心频点发生偏移。

图二

1. 接着上面的实验继续降低到最低-40℃，在此刻对芯片进行断电复位操作，然后温度再逐步升到85℃，在85℃时，我们发现中心频点偏移到2.40072GHz。

通过上面两个极端实验我们发现，通过在任一极限的温度点复位后，在运行到温度的另一端，频偏增加明显，而室温上电后整个温度范围内没有复位操作，测试正常，这是什么原因呢？

这是因为CC13/CC26XX的射频信号时钟均来自于芯片外部的24M晶振源，而实时操作系统RTOS对外部24M晶振执行calibration校准发生在：

1. 上电启动，复位或者从Standby唤醒时刻，执行calibration PLL 校准
2. 校准之后再进入Tx或Rx状态

而在发CW连续发载波的过程中，只有上电一开始执行了一次频率校准，而后芯片一直处于Tx连续发送状态，不再执行calibration 校准，因此随着温度变化而发生偏移，导致频偏增大。而一旦有Reset或退出Standby状态，便会执行calibration校准，频率立刻恢复正常。所以在上述频偏很大的时候做Reset操作，发出的CW频点便立刻恢复正常。

下面我们同样对CC1310进行高低温实验进行验证：非调制CW波，中心频点433M，最大功率发送。

图三

1．-20至50℃ 频偏比较正常；

2．-25 至-40℃频偏加大，如上表，在-25℃频点为433.184Mhz，最大频偏达到184KHz，但是复位后频率恢复正常，432.9994Mhz, 14.8dBm；

3． 55℃至85℃频偏增加，但是同样复位后恢复正常，频率正常；

结论：

在实验室我们可以通过一些极端测试反映出频偏和温度之间的关系，但是一旦有复位操作频率立刻恢复正常，验证了 calibration执行的重要性。

在实际产品中，CC2640打开POWER_SAVING，不管是CC2640还是CC1310在两次收发的间歇，RTOS都会自动进入Standby模式，因此在Tx和Rx之前都会提前执行calibration校准，所以实际产品在-40至85℃工作是不存在频偏问题，没有问题。