[参考译文] CC1352P：载波频率未对齐时优化灵敏度

尊敬的 Tal：

在您的设计中、您是否使用：

1、48 MHz 晶振的外部晶振负载电容? 或

2、内部晶振负载电容?

建议在868.3 MHz 处执行静态未调制载波并测量频率偏移、单位为 kHz。

如果您使用外部负载电容器并且也在使用内部负载电容器、那么这会导致晶体上的负载不正确、从而导致频率偏移。

此致、

  理查德

Richard、你好。

我们将外部10ppm 晶体振荡器与外部电容器配合使用、电容器阵列状态为开启。

我们将使用未经调制的信号校准载波频率。 电容阵列模式只会更改载波频率校准值(我们已经对此进行了测试)。

无论电容器阵列状态(开启或关闭)如何、在校准载波频率(通过非调制信号)后、我们发现只有在 ftx - FRx ~= 4kHz 时、灵敏度才得到优化；这非常奇怪、因此我需要帮助来调查该问题。

您好！

对于 P 器件、建议为48 MHz 使用外部负载电容器。  

则根本不应使用内部电容器。  

您能否测量射频未调制 Tx 载波并让我们知道以 kHz 为单位的频率偏移？

如果可能、请提供信号分析器的屏幕转储。

晶体的部件号是多少？

RGW：如果测量结果正确、我也不会感到意外、在给定设置的旧收发器上也是如此。 它应该相对较快、对于该 PHY、测试 PER 随电平与频率变动的情况、并查看您是否在测试系统中得到相同的情况。   

您好！

请根据要求、查看校准前后阵列电容器打开和关闭情况下未调制的屏幕截图。

校准值为-8000的电容器阵列

电容器阵列关闭校准值为36700

48MHz 晶体为  NX2016SA-48M-EXS00A-CS05517 ，已附加数据表。

校准前关闭电容阵列

校准后电容阵列关闭

校准前电容阵列开启

校准后电容阵列开启

晶体数据表

e2e.ti.com/.../NX2016SA_2D00_48M_2D00_EXS00A_2D00_CS05517_5F00_Spec.pdf

您好！

让我们来看看电容器阵列关闭情况下的两张图、因为您有外部负载电容器、所以这是应该使用的状态。

第一张屏幕截图显示了约-37kHz 的初始频率偏移、该偏移与-42.6ppm 误差相关。 这超出了25°C 时+/- 10ppm 的晶振规格。 假设此测量是在室温下进行的。

您的晶体负载电容器的值是多少？ 我们通常在晶体的任一侧使用7.5 pF。 即使在室温下未经校准、该频率偏移也不应超过+/- 10ppm、即+/- 9kHz

您好！

我同意这一点、这就是我们一直使用电容阵列的原因、我尝试了各种电容器(2pF 至12pF)、电容阵列开启时有几个电容阵列值、还有一个不同的晶体振荡器(EPSON OUT-20-5440)、没成功达到10ppm。

目前、我们使用的是7.5pF [图1 -原理图]。

图2至3是 PCB 布局相关层。 图5是该区域的3D 表示。

请注意：
a)有无电容阵列都出现这种现象。
B)我可以调节载波。
c)我可以在 CC1352P1开发板上重现较大的 PPM 漂移。
d)不同晶体振荡器和多个电容器值时出现相同现象。
e)具有不同布局的相同现象(5个布局)。
f) 使用不同的 ASIC CC1352P 和 CC1352P7时出现相同现象。

考虑到 A、 对于 F、我认为电容阵列模式与主题的现象无关。
 考虑到 C 到 F 、我认为电容器阵列问题是一个 ASIC 问题、因此我认为 ASIC 可能 出现相应的现象。


[图片1 -原理图]

[图片2 -布局-顶部]

[图片 3 -布局-第2层]

[图片4 -第3层]

[图片5 - 3D 捕捉]

频率偏移是在 LAUNCHXL-CC1352P-1的生产过程中测量的、因此如何测量这里的大频率偏移？

我使用未经调制的信号通过频谱分析仪测量偏移、以调整载波频率。

但让我们回到问题上来。

调查历史：
我开始调查 灵敏度(-100dBm 至-107dBm)的不稳定性；经过对电源完整性、晶体 PPM、布局等因素的长期调查、我发现载波频率精度是导致不稳定性的主要原因。

通过将所有器件调谐到相同的载波频率、我收到了-105dBm 的稳定灵敏度、但没有收到先前观察到的-107dBm。 经过进一步调查、我发现当发送器载波频率与接收器载波频率的偏差约为4kHz 时、我得到107dBm 的灵敏度。 因此出现了这种现象。


同样、该现象如下
1.当 ftx - FRx ~= 0kHz 时、灵敏度为~-105dBm
2.当 ftx - FRx ~= 4kHz 时、灵敏度为~-107dBm

然而、正如前面所讨论的、电容器阵列对这种现象没有影响、因为我要 使用软件调整载波频率。

频率偏移是在 LAUNCHXL-CC1352P-1的生产过程中测量的、因此如何测量这里的大频率偏移？

请参阅我刚才创建的过程、在具有和不具有"电容阵列调优"的 TI CC1352P 开发板上创建偏移

有关以下 程序、请注意
1.您可以切换 步骤6和 8的顺序、不会更改最终结果
2.我在超过2个开发板上复制了该程序,结果相同
3.如果您返回到"LAUNCHXL-CC1352P1"配置文件、则不会发生偏移

过程以在 CC1352P 开发板上创建失调电压。

1.打开 SmartRF Studio (在本例中为7 2.28.0)

2.选择设备,然后选择"专有模式"

3.选择 LAUNCHXL-CC1352P1以打开"Custom Target Configuration"

4.复制配置  
4.a. 按"创建副本为"
4.b. 将"Target name"(目标名称)更改为"TTT"(请注意、 一定 不能 以"LAUNCHXL"开头)
4.c. 按"Save"
4.d. 按"关闭"

5.使用您刚刚创建的新复制配置文件
5.a. 将频率更改为868.3MHz
5.b. 将滤波器 RBW 更改为195.9kHz
5.c. 选择"Continuous TX"
5.d. 选择"Unmoduled"(未调制)

6.选择"Cap-array Tunning"和"Cap-array Delta"作为0
6.a. 开始 TX

7.停止 TX

8.将 "Cap 阵列调谐"更改为"关闭"
8.a. 开始 TX

您好！

我将在 LP 上测量此值、并告知您结果。

您好！

您无需设置 Dios、因为在您选择 LAUNCHXL-CC1352P-1时、这些都将自动设置。

电容器阵列应该关闭。

您提到" 如果您返回到"LAUNCHXL-CC1352P1"配置文件、则不会发生偏移"？？ 我们将在多个频率和各种 Rx 带宽下测试这一点、看看我们是否也能看到这一点。

您好！

1.新配置文件"TTT"是 "LAUNCHXL-CC1352P1"的重复配置文件、我已选中该配置文件、并且两个配置文件的 Dios 配置相同。
 使用 "LAUNCHXL-CC1352P1"时
2A 电容器阵列开启且 value = 0  => offset 为 -51kHz
2.b 电容器阵列开启且值= -43  => 偏移为 +7kHz
2.c 电容器阵列关闭=>偏移为+7kHz
3.使用复制的配置文件"TTT"时
3A 电容器阵列开启且 value = 0  => offset 为 -51kHz
3.b 电容器阵列开启且值=-43  => 偏移为 +7kHz
3.c cap-array off => offset 为-51kHz
4. Rx BW 对第2项和第3项没有任何影响  

我们的产品表现与第3项相似

我们在实验室中对 LAUNCHXL-CC1352P1进行了测试、结果频率偏移符合预期。

即、LAUNCHXL-CC1352P1 具有晶体负载电容器、在电容器阵列禁用的情况下、 我们会测量正确的频率偏移。

您能否拍摄 LAUNCHXL-CC1352P1的照片、因为它应该带有外部电容器。

我们注意到的一点是 、当您通过复制 LAUNCHXL-CC1352P1进行自定义配置时、出于某种原因、默认电容器阵列 变为0而不是默认的-43。  

请参阅随附的图片。

1.开发板运转中、请注意电容器阵列关闭、偏移为-51kHz

1.1压缩 开发板运行、能够通过任何 PC 软件进行放大(当偏移为-51kHz 时 CPA-ARRAY 关闭)
e2e.ti.com/.../PXL_5F00_20231116_5F00_100306565.zip

2.开发板顶部

3.开发板底部

使用 LAUNCHXL-CC1352P1作为设计的基础。 您无需更改此设置。

TTT 是 LAUNCHXL-CC1352P1的副本  

尊敬的 Tal：

这是 SmartRF 中的错误。 如果 通过复制 LAUCHXL-CC1352P1配置进行自定义配置、默认电容器阵列增量将为0、而应假设为-43。

在自定义配置中、只需启用电容器阵列调优、将其设置为-43、然后再次禁用电容器阵列调优。 然后、项目2将具有相同的行为。  

此致、

Hg

您好！

我们回到正方形一号。

我已在实验室对其进行了测试、LaunchPad 的行为符合预期。

您得出的结论是电容阵列模式不相关且这属于 ASIC 问题、这是不正确的。 如果我更改电容器阵列模式、我可以按预期更改芯片的频率偏移。

我们在所有的 PHY 上都执行每 v 级别 v 频率、如果存在偏移、很明显、但事实并非如此。 有关这些图、请参阅数据表。

20dBm 输出和14dBm 输出功率 设置、显示由 SmartRF Studio 控制的随机 CC1352P Launchpad 上的8.3-9.5kHz 偏移频率。

我同意在复制 目标配置时、复制内容与原始 LAUNCHXL-CC1352P1不同、然后可能会在您报告时发生频率偏移误差。 这是 SmartRF Studio 错误。 因此、在 LaunchPad 上进行测量时、由于您不需要执行此操作、因此不进行复制。 如果您按如下所示进行测量、则不会出现任何问题。 只是在复制目标配置时、您会看到问题。

您好！

我能够使用两个 TI 开发板重现故障。

结果摘要：
1.总路径衰减~ 130dB。
2.最佳测试结果(通过接收到的正确数据包数量来测量)是当 TX 板相对于标称频率的偏移量为-5kH 到-2kHz、而 RX 板保持在标称频率上时。 故障再次出现！
3.在测量两个板的中心频率(通过未调制的信号)时,中心频率会在使用 PA ( 20dBm)进行发射时发生变化,不使用 PA ( 14dBm)进行发射。   为什么？

测试结果

结果图表：
纵轴表示在发送的10000个数据包中接收到的正常数据包总数、而纵轴表示 Tx 标称频率偏移量、以 kHz 为单位、相对于 Rx 标称频率。

测试方框图：

TESCOM 射频室 TC - 5916AU (https://tescomwireless.com/en/manufacture/view/?no=33)
迷你电路动态衰减器 RCDAT-4000-120 (https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=RCDAT-4000-120)


测试说明
A.1标称频率差约为-200Hz
A.2 Smart-RF 软件不允许精确的1kHz 阶跃；例如、当我尝试将标称频率更改为868.295MHz (-5kHz 偏移)时、Smart-RF 会自动更改为868.29532MHz。
A.3完成该测试的方法是、在将用作发送器的电路板的中心频率改变1kHz 为一个阶跃、同时、用作接收器的电路板的中心频率保持在标称频率。

TI 的第1号开发板、用作 TX：
高：中心频率设置为868.3MHz、功率输出为20dBm：测量值=> 868.307536138MHz、19.99dBm。
低： 中心频率设置为868.3MHz、功率输出为14dBm：测量值=> 868.306591411MHz、13.2dBm。

TI 的第2开发板、用作 RX：
高：中心频率设置为868.3MHz、功率输出为20dBm：测量值=> 868.307714589MHz、20.1dBm。
低： 中心频率设置为868.3MHz、功率输出为 14dBm：测量值=> 868.306845832MHz、13.6dBm。

测试结果屏幕截图作为单个存档文件附加
e2e.ti.com/.../test_2D00_results_2D00_screen_2D00_shots.zip

谢谢。
塔尔

这个 phy 是这样的：

 1. GFSK 步长：70kbps
 2.比特率：50Kbps
 3. RXBW：195.9kHz (增强设置为86)
 4.中心频率：868.3Mhz

如果是这种情况、您是否能够使用 SmartRF Studio 中的50kbps 设置进行相同的测量？ 为此、您应该得到与数据表中和 Richard 在这里发布的相同的 PER 随电平与频率偏移间的关系。 如果您得到相同的曲线、则测量结果良好(我怀疑是这样)、并且 Phy 会产生轻微的频率偏移。

有关频率阶跃、请参阅 https://www.ti.com/lit/an/swra682/swra682.pdf 中的第13章 、其中可以提供一些见解。  

您好！

关于 PHY 参数、这些参数是正确的。

关于使用50kbps (而不是5kpbs)执行的测试、我不明白如何使用 Smart-RF 程序执行测试、在哪里可以找到测试协议？

关于我之前进行的测试；我使用未调制信号测量了载波频率(标称频率)、并且在该测试期间、我观察到高路径(包括 PA)和低路径(不包括 PA)之间存在大约1kHz 的偏移。 由于此偏移、我进行了类似的测试、但没有通过高路径以20dBm 的功率进行传输。 我在低功率条件下传输了14dBm 的功率。  
请参阅随附的与我先前对低电平路径执行的测试相关的数据

测试摘要：
1.总路径衰减为123.75dB (保持与上次测试相同的总功率预算)
2.a. 最佳测试结果(通过接收到的正确数据包数量来测量)是：TX 板相对于标称频率的偏移为-4kH 到-0kHz、而 RX 板保持在标称频率。  故障得以重现、但结果更好(关于偏移)！
2.b. 减少接收到的正常数据包数量、即使总功率预算相同。 为什么？

测试设置：
与高功率测试相同。

结果图：

测试结果屏幕截图作为单个存档文件附加
e2e.ti.com/.../test_2D00_results_2D00_screen_2D00_shots_2D00_low.zip

我的建议是执行测试的方式与您对您打算使用的 phy 所做的完全相同,但当您对无线电进行编程时,您使用 SmartRF Studio 的设置(代码导出).

这是您最新回复中的拼写错误吗？ 在原始邮件中，您写入50 kbps， GFSK 步长：70 kbps (此偏差+)，但现在您写入了5 kbps？

您的 Phy 看起来像童话般的窄带、如果我正确读取该曲线、您会松散超过60%的数据包(与中间的数据包相比)、且偏移小于10kHz。 这意味着您必须使用 TCXO 来获得足够好的频率容差？  

您好！

我完成的所有测试都是在50kbps、70khz GFSK 和 RXBW=195.9kHz (索引86)下进行的。 我已经将 RF-Strudio 软件与两个 TI 开发板配合使用进行了两项最新测试。 这些测试重现了原始问题中描述的产品观察结果。

5Kbps 是由 RGW 做了20天前,见上面的回复 RGW。

啊,对不起,我只看了理查德张贴的情节的形状,出于某种原因,假设它是50 KBPS (这是最相关的在本例)。 出于某种原因、CC1352数据表中未提供50kbps 图、但我查看了 CC1310数据表中的图(不完全是同一款调制解调器、但提供了一些指示)：

并且看起来这没有像预期的那样在0偏移附近对称。

Richard、您能深入探讨一下 CC1352P 的标准50kbps 物理层的50kbps 图吗？ CC1310图表示您的客户的测量结果正确、初始问题仍然存在...

您好！

附加了50kbps PHY 的 PER 随射频电平与频率偏移间的关系图、CC1352R 的868.3 MHz：

您好！

我认为该图形支持我的观察结果。

我们的灵敏度约为2至3dB。

解决此问题的下一步应该是什么？  

 PER 与射频电平与频率偏移间的关系图显示 对称响应、不会显示任何频率偏移。  

通过图形、您可以看到接收到的最佳数据包数量约为-3kHz (取中心点)、这在868.3 MHz 下为-3.5ppm。

 在将 载波偏移-3kHz 时、您不会损失2-3 dB 的灵敏度；这可以在  PER 与射频电平与频率偏移间的关系图中看到。

您好！

感谢您再现测量值、我觉得自己有点困惑、因为从我的角度来看、您的图形清楚地显示了-5kHz 到-10kHz 偏移下的最小值、而不是对称的边沿。 我在下图中对其进行了标记。


正如我在初始问题中所解释的、我将载波频率(TX 和 RX)调谐到了868.3 +/- 1kHz、如果从 Rx 单元调谐到 Tx 单元-4kHz、则损失了2到3dB、 由于展示了接收到的良好数据包与 Rx 载波偏移、再现了两个 TI 开发板的问题。

此外、我发现在 总功率预算相同的情况下、从低路径进行传输时、与从高路径进行传输时(使用两个 TI 开发板)相比、灵敏度会下降。 我还在等待有关这个问题的答复。

您好！

对于这种特定的 PHY 情况、PER 随射频电平与频率偏移间的关系图应具有约+/- 40ppm 的对称远限值。 对称边缘略有不同的情况始终是这样。 然而、在较远边沿、我们这里大约有-40ppm 和+45ppm。

我们将在 Launchpad 上再现您的灵敏度测量结果、并尽快让您了解结果。  

1.当 ftx - FRx ~= 0kHz 时
2.当 ftx - FRx ~= 4kHz 时

对于50kbps 的 PER 随电平与失调电压间的关系图：我想我应该记得、这些曲线中的一些在0Hz 偏移附近没有完全对称。 这是因为 RX 链中的滤波器由于其实现方式而不是完全对称的。  

您好！

您是否建议在我们开始传输之前更改频率(对于 Fcrrier - 4kHz)、并在其后将其更改回来、以减少 RX 链非对称效应？

这不会有任何影响、因为我之前提到过滤波器的频率响应。 但请注意、根据数据表和 Richard 进行的测量、您看到与频率的相关性比预期的要大。