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[参考译文] CC2652P:CC2652P1FRGZR

Guru**** 2362860 points
Other Parts Discussed in Thread: CC2652P, CC1352P, TPD1E04U04
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/wireless-connectivity/bluetooth-group/bluetooth/f/bluetooth-forum/1511751/cc2652p-cc2652p1frgzr

器件型号:CC2652P
主题中讨论的其他器件: CC1352PTPD1E04U04

工具/软件:

我目前正在审查一种 BLE 5.2 2.4GHz(附加原理图)的传统设计、这种设计可能遇到与阻抗不匹配、灵敏度或两个射频端口上的低输出功率(低功耗和 20dBm)相关的问题 。 使用的天线是 Taoglass PC.11.

任何人都可以确认所选的匹配元件值是否是最佳元件吗? 是否应在两个射频端口上使用集成无源器件 (IPC)? 如果是、建议对 CC2652P 使用哪种 IPC、尤其是对于 20dBm 高功率端口?

如果需要、我还可以共享 PCB 布局。 计划使用 VNA 进行 S11 分析并通过频谱分析仪进行输出功率测量。

感谢您的回答。

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    您好、

    请客户分享他们的测量的更多详细信息、以及他们观察到的具体问题是什么?

    当他们说到 设计时

    可能会遇到与两个射频端口上的阻抗不匹配、灵敏度或低输出功率(低功耗和 20dBm)相关的问题 。

    我们需要更多的信息才能开始确定根本原因。

    此致、

    Zack

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    另外、请使用以下器件提交任何设计审查申请:  2.4GHz 设计审查提交:  https://www.ti.com/tool/SIMPLELINK-2-4GHZ-DESIGN-REVIEWS 

    需要标记的一个快速问题是、对于 2.4GHz、直流阻断电容器 C14 和 C6 应该为 47 pF。 但是、如果没有更多关于您看到的问题的信息、就很难知道纠正这些问题是否会产生很大的影响。

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    对延迟的回复表示歉意、非常感谢您的反馈—非常感谢。 我们目前正在等待接收电路板、之后我们将开始调试并运行我提到的测试。 获得结果后、我一定会在这里分享这些结果。

    再次感谢!

    此致。

    Carlos

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    又好 Zack

    我今天在实验室中使用前面原理图中所示的 BOM 测量射频输出功率。  在固件中将输出功率设置为 20dBm 时、测得的输出约为 17dBm  、表示大约  3dB 损耗

    我还检查了 S11 、它最初是围绕的 –4dB 至–5dB  。 然后我调整了 C11 和 C12 以改善阻抗匹配、并设法使 S11 低至– 10dB 至–15dB 。 但是、我注意到了 输出功率进一步降低至 15dBm  稳定误差。

    您是否知道改进 S11 会导致输出功率降低的原因? 我本来期望会出现相反的行为。

    此致、
    Carlos。

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    尊敬的 Carlos:

    不建议仅依赖 S11 测量、而是进行 功率匹配。 确定的理想负载阻抗是在多种因素之间进行折衷(详见  第 9 款 一半  SWRA640  (CC13xx/CC26xx 硬件配置和 PCB 设计注意事项) https://www.ti.com/lit/swra640 )。

    您的设计可能偏离了 TI 参考设计、最好在进一步调整匹配网络之前尽量减小差异;您是否使用上面链接的门户提交了设计以进行审查? 如果有、我可以跟进。

    此外、请详细说明您如何执行测量(例如,您是否使用 SmartRF Studio 7 对器件进行编程以发送 CW 波形)。

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    感谢您的详细答复。

    我们一定会考虑您的建议、因为我们目前正在深入探讨设计的关键时间敏感阶段。

    关于设计审查:我们打算通过 TI 门户提交设计、但我们的管理部门需要在共享完整文档 (BOM 和 Gerber) 之前签署 NDA。 如果无法及时完成 NDA、我恳请您考虑我之前分享的原理图。

    至于测量设置:我使用 SmartRF Studio 7 将器件配置为在所有通道上发送未调制的连续波 (CW)。 然后使用频谱分析仪直接测量信号。

    如果您需要有关测量设置或硬件配置的任何其他详细信息、敬请告知。 我们的主要目标是通过对 PCB 进行少量修改来更大限度地提高输出功率、理想情况下只需调整两个端口(20dBm 和低功耗)中匹配网络中的分立式元件值即可。

    再次感谢您的支持。

    此致、
    Carlos Arroyo

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    尊敬的 Carlos:

    至于测量设置:我使用 SmartRF Studio 7 将器件配置为在所有通道上发送未调制的连续波 (CW)。 然后使用频谱分析仪直接测量信号。

    射频路径的哪个点进行测量?

    我强烈建议您自己将 BOM 与参考设计进行比较、并消除/尽量减少任何差异,包括尽可能使用建议的元件供应商系列 — 例如,如前所述, C14 和 C6 应该为 47 pF。 PCB 层叠也应与 TI 参考设计相匹配、尤其是第 1 层和第 2 层之间的电介质厚度(这非常重要)。

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    感谢您提供详细信息。

    输出功率是在天线连接器处测量的 J1 (请参阅螺纹顶部的原理图)。

    关于参考设计—您能否分享准确的链接? 我已经尝试找到它、但到目前为止还没有成功。

    至于 PCB 堆叠、在本例中是固定的(请参阅下图)、遗憾的是、我们无法修改它。 您能否就这可能产生的影响提出建议、特别是在匹配绩效方面? 在此基础上、我们应该相应地调整哪些元件值或布线宽度?

    此致、
    Carlos

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    嗨、Zack、

    按照昨天的消息、我想征询您对我们正在考虑对射频设计进行的一些修改的意见。 虽然我们通常会遵循 TI 的建议(来自应用手册 CC26x2P 和 CC1352P 的 2.4GHz、10dBm PA IPC、www.ti.com/.../swra729.pdf = 1750230858305 和 ref_url=https ps%253A%252F%252Fwww.google.com%252F)  、但我们正在评估以下更改:

    1. 使用 IPC 元件(特别是 LFB182G45BG2D280)、而不是分立式 L-C 匹配元件。
    2. 用 SKY13323-378LF 代替 RTC6608OSP 更换射频开关。
    3.  在天线布线与接地之间添加 ESD 保护二极管 (TPD1E04U04、0.5 pF)。

    根据您的经验、您是否认为这些变化会显著影响 TX 效率和 RX 灵敏度(正如您之前所说的,S11/匹配无关紧要)?

    提前感谢您的反馈。

    此致、

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    您好、

    设计文件位于此处:  LAUNCHXL-CC1352P-2 (SWRC350):  https://www.ti.com/lit/zip/swrc350

    +20dBm HPA 路径和标准 2.4GHz、+5dBm 路径是两个用于您的应用。

    您的 PCB 层叠偏离第 1 层和第 2 层之间的 0.175mm 电介质厚度:

    这将改变实现最佳性能所需的阻抗匹配。 如果不仿真 PCB 和/或执行负载拉动测量、就很难说应该如何修改匹配网络。

    关于您的其他问题:

    1.使用 IPC 组件(特别是 LFB182G45BG2D280)代替分立式 L/C 匹配组件。

    您可以使用 IPC、但需要在每个 IPC 之后(在射频开关之前)为额外的 PI 网络添加空间 、以便考虑 PCB 层叠的变化。  否则、您将无法更改 IPC 提供的性能。

    因此、这取决于您是否可以更改设计以尽可能遵循 TI 参考设计(主要是堆叠,但似乎您的应用并不能选择堆叠)。

    它仍然是一个更紧凑的设计,但更难调整,因为自由度较少。

    2.用 SKY13323-378LF 代替 RTC6608OSP 更换射频开关。

    这很好、性能实际上可能会有所改进(但 Skyworks RFSW 的相关成本更高)。

    3. 在天线布线与接地之间添加一个 ESD 保护二极管 (TPD1E04U04、0.5 pF)。

    我们已经 在 LAUNCHXL-CC1352P-2 参考设计上测试了 TPD1E0B04DPY、因此建议使用 ESD 保护二极管。 它可能会增加几 dB 的杂散发射、但在表征期间性能是可以接受的。

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    很遗憾、我们无法修改 PCB 堆叠。 因此、我们已将您的设计中的布线宽度调整为 0.255mm (请参阅下图)。 在此版本中、我们将维护射频轨迹和原理图(使用分立式元件而不是 IPC 平衡 — 非平衡变压器)、并且只将 100 个 pF 电容器替换为 47 个 pF 电容器 。

    由于设备限制、我们目前无法执行负载拉动测量。 但是、我们将进行 S11 和输出功率测量。 您是否能够提出我们在设计中应该实现的目标 S11 值?

    此致、
    Carlos

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    尊敬的 Carlos:

    除非是大订单,否则不会分配时间对此进行仿真 — 您是否有自行仿真 PCB 的工具?

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    我唯一可以使用的工具是 AppCad、如果可以将其视为仿真工具。 如果您特别提到 ADS、HSS 或 Microwave Office 等工具、很遗憾、我们无法访问这些工具。

    此致。

    Zack

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    尊敬的 Carlos:

    您提到您正在考虑射频设计的更改、但我有点困惑。

    您是尝试通过更改 BOM 来修改现有设计、只是为了重新获得射频性能、还是可以进行其他更改? 如果是后者、您可以修改哪些元素?

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    感谢您的留言。

    我们的目标是实现尽可能最佳的输出功率和接收性能、为此、我们将仔细遵循您的建议。

    对于第一次迭代、我们将限制变化、  按照您的建议、将 100 pF 电容器 (C6 和 C14) 替换为 47 pF。

    对于未来的版本、由于仿真工具有限、并且由于内部限制而不能依赖 TI 的支持、我们计划探索在两个射频端口上使用 Murata 平衡 — 非平衡变压器。 如前所述、我们还可以考虑稍后添加 PI 匹配网络、以进一步优化性能。  

    我们非常感谢您对这种方法的意见—考虑到我们的限制条件、您认为这是一个合理的方向吗?

    此致、
    Carlos

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    尊敬的 Carlos:

    我认为这两种方法都会出现类似的问题;第 1 层和第 2 层之间的电介质厚度变化需要重新匹配。 IPC 仍然包含平衡 — 非平衡变压器和 LC 匹配、因此可以通过添加 π 型滤波器对杂散发射进行额外滤波、但无论哪种方式、您都可以有效地尝试相同的操作。

    如果您无法更改 PCB 层叠、但可以向 LC 滤波器添加额外的元件、我将遵循的(初步)设计 LP-EM-CC2674P10 : /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/538/LP_2D00_EM_2D00_CC2674P10_5F00_Preliminary.zip

    这将为您提供设计的最大灵活性、但您可能仍需要通过调优来考虑电路板厚度的变化。

    如果有 VNA、可以直接测量:

    • 电路板上的平衡 — 非平衡变压器性能和 TI 参考设计上的平衡 — 非平衡变压器性能。 然后,您可以仔细检查电路板上的平衡 — 非平衡变压器的性能是否可以接受(通带中具有良好的 CMRR,类似的阻抗变换等)、并直接比较平衡和非平衡端口上的 S11 匹配情况。
    • 用于比较的 LC 滤波器和 TI 参考设计。

    如果将平衡 — 非平衡变压器部分视为“固定“、则可以尝试调整以适应电路板和 TI 参考设计之间测得的性能偏差。

    如果工具有限、调整 LC 梯形网络中的并联电容器可以帮助您重新获得性能。

    通过在改变电容器值时测量 SMA 输出端的性能,您可以粗略了解目标阻抗 — 性能是最佳的   

    这 不是 CC2652P 的数据、但 仍然可以看到下面显示的负载拉动图的一般行为。 即使输出功率和电流消耗轮廓的位置发生变化、输出功率轮廓的同心行为和从低到高电流消耗区域的趋势仍将保持相似:

    因此、 您可以大致“映射“轮廓 — 如果您在一个阻抗轨迹中到达一个性能不可接受的区域(例如通过增加/减少特定分量值)、请注意使用基本模拟网络在史密斯图上测量的阻抗轨迹。 这将(非常)粗略地描绘性能 — 例如,输出功率可能会随着特定电容值的增加而增加,然后再次降低(伴随电流消耗/效率的变化)。 这并不完美、但您至少可以尝试避免使用不同的 BOM 值重复针对相同的负载阻抗。

    此致、
    Zack

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    嗨、Zack、

    感谢您的留言和清晰的解释。

    总结您的建议:由于我们无法修改 L1/L2 电介质厚度、因此您的建议是遵循 LP-EM-CC2674P10 参考的设计。 然后,我们应该测量平衡 — 非平衡变压器性能,并继续调整 LC 网络(从调整分流电容器开始)、以补偿任何阻抗失配并重新获得性能。

    我们将继续采用这种方法、我将在新 PCB 版本准备就绪并提供测量结果后立即向您通报情况。

    再次感谢您的支持。

    此致、
    Carlos