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[参考译文] CC1120EM-169-RD:CC1120 169MHz 频带的阻抗匹配电路仿真示例问题

Guru**** 1807890 points
Other Parts Discussed in Thread: CC1120
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/sub-1-ghz-group/sub-1-ghz/f/sub-1-ghz-forum/1420649/cc1120em-169-rd-problems-simulating-example-impedance-matching-circuitry-for-cc1120-169mhz-band

器件型号:CC1120EM-169-RD
Thread 中讨论的其他器件:CC1120

工具与软件:

大家好、
我使用 CC1120为139MHz - 160MHz 频带设计电路时、需要查看阻抗曲线。 但是、我觉得应该如何计算阻抗缺少重要信息。 到目前为止、甚至我尝试建模进行完整性检查的169 MHz 频带也不匹配。
首先、TXRX 开关是如何工作的;收发器处于 TX 模式时是否为 TXRX GND、处于 RX 模式时是否悬空?
关于169MHz 频段、我尝试在电路仿真器 LTSPICE XVII 中对169MHz 模式下的阻抗进行建模。然而、我在169 MHz 收到的阻抗与复制 TI 示例原理图后预期的80欧姆不匹配。
下面是我构建的电路:

一些详细说明:
- T
  • 左侧的 Current Source 表示器件的 TX 输出。
  • 我在电路右端放置80欧姆作为端接电阻、以便对80欧姆负载阻抗进行建模
  • 使用的元件是理想的元件、因为这是低频带、电容器主要具有电容阻抗、电感器具有电感阻抗、并且它们的值在该频率下都不会变化。
  • 连接到 C8的 GND 代表 TXRX 开关线路、当收发器处于 TX 模式时为 GND。  
  • 我在顶部使用了两个72 Ω 终端电阻器对 RX 信号的阻抗进行建模(我是从数据表中获得的)
  • 我以仿真命令的形式进行了从45 MHz 到245MHz 的交流扫描
  • 输入端产生的阻抗(TX 信号、原理图中的电流源)应约为80欧姆。 输入电压除以输入电流即可计算得出该值
我接收到的以图形表示的结果、x 轴表示频率、右侧 y 轴表示电抗、左侧 y 轴表示实际电阻。


以下是169MHz 周围的阻抗:


由于阻抗将是 Z = sqrt (实际^2 + Imag^2)、因此与80欧姆总阻抗相比有点远。
所以、我的问题是。 我是不是从您的电路中正确实现了某个东西?在这种情况下、我希望您纠正并提供相关指导、还是按这种方式设计?
此外、在 RX 模式下对电路建模有哪些注意事项?
感谢大家的帮助!
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    您好!

    我们建议遵循参考设计:  CC1125EM-169 (SWRR100):  https://www.ti.com/lit/zip/swrr100

    此参考设计考虑了中讨论的因素  第9款 的值  SWRA640  (CC13xx/CC26xx 硬件配置和 PCB 设计注意事项): https://www.ti.com/lit/swra640 -这也与我们推荐所有无线连接器件参考设计的原因相关。

    以下主题在此处相关: https://e2e.ti.com/support/wireless-connectivity/sub-1-ghz-group/sub-1-ghz/f/sub-1-ghz-forum/740905/cc1120em-169-rd-cc1120-matching-circuit-for-145-mhz

    您可能不需要在此处达到所需性能、尤其是因为尚未仿真 PCB 寄生效应。 在相关频带中测试初始设计并执行一些基准调优(如果需要)对于该应用可能更高效。

    此致、
    Zack

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    嗨、Zack、

    感谢您的答复。 我查看了您发送给我的参考设计、它似乎是我找到/包含的用于 CC1120电路的相同电路、因此这不会改变仿真电路。 此外、我知道仿真可能不是确定电路的最佳形式、但我想提醒您、我的团队希望使用2m 频带(140MHz、- 146MHz)、因此我需要对是否需要对某些元件进行微调以减少插入损耗进行仿真、因为只有169 MHz 频带的示例原理图。 此外、我们将使用50欧姆阻抗的天线和布线(不是建议的80欧姆阻抗)、因此可能会有更多的值要更改。 但现在、我将尝试验证169MHz 频带、以便从那时起我们可以继续调整阻抗匹配电路。 同样、正如您提到的、我尚未对其他 PCB 寄生效应进行建模、但到目前为止、仿真的169MHz 频带的阻抗似乎为64欧姆、因此、PCB 寄生效应是否会添加几乎20欧姆的缺失阻抗?

    此致!

    Mohammed

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    尊敬的 Mohammed:

    要了解寄生效应如何影响阻抗匹配、可以将元件供应商模型用于无源器件(Murata 或其他供应商)- S 参数测量至少应用于相关元件系列。

    我们不为这个器件(也不提供140 -146 MHz 时的数据)提供负载拉数据、所以无论如何有可能需要手动调优。

    为了更准确地进行仿真、您需要对 PCB 布局进行仿真、并包含供应商组件模型。 关于 TXRX 引脚: https://e2e.ti.com/support/wireless-connectivity/sub-1-ghz-group/sub-1-ghz/f/sub-1-ghz-forum/607375/cc1120-lna-information-tx-rx-switch 

    此致、

    Zack

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    嗨、Zack、

    再次感谢您的答复。 我明白最终我可能需要在某种程度上手动调整、但同样、即使我模拟 PCB 寄生效应并放入实际元件、我也不确定我是否会达到80欧姆。 但这无关紧要、我想我必须处理它。 但是、在继续执行此过程之前、我想问您您是否可以了解一下该电路、如果您注意到一些奇怪或应该有所不同的事情、以便我至少可以确保不会因为实施误差而得到错误的结果、例如使用80欧姆端接电阻对天线进行建模是否正常。 此外、TI 是通过测试实际的物理产品、仿真还是计算来确定此电路?

    此致!  

    Mohammed

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    尊敬的 Mohammed:

    TI 完成上述所有操作来确定最终电路值、结果包含在数据表中、因为它在这些频带进行了表征。 但是、我无法为此提供仿真或负载拉取数据。

    您需要为您的设置匹配50欧姆、而不是80欧姆。 一旦验证了传导性能、您还需要在稍后的阶段匹配天线的阻抗、从50欧姆转换到天线阻抗(可能通过包含用于 Pi 网络的焊盘)、因此在开发阶段、您需要在输出端(设置中的 R3)匹配到50欧姆。

    设置中的 C1 (TI 参考设计中的 C173)将列为 DNM。

    布局的影响可能很显著、如果不考虑这一点、就很难说明结果应该是什么。 在工作台上对最终值进行了微调。

    在 TX 运行模式下、RX 路径不会"看到" 72欧姆;数据表中的(70 + J20)欧姆目标源阻抗仅适用于器件处于 RX 运行模式的情况。 在 TX 操作中、RTX 引脚被拉低(至 GND)。

    我不太熟悉 LTSpice、但我们通常会使用 Keysight ADS 或类似的 EDA 工具(在上下文中)执行 S 参数仿真-对于 LTSpice、您可以尝试使用具有目标负载阻抗的电压源?

    我强烈建议在工作台上使用169 MHz 电路进行测试、以查看140 -146 MHz 时的实际性能(电路板看起来在 TI.com 上有库存)、并且在同时检查陷波滤波器所针对的频率(在您的电路中、应该是 L2/C5和 C7/L4):

    • 看起来 L2/C5以二次谐波为目标、在169 MHz、这将是338 MHz。 因此、需要对此进行调整、以在 目标频带中心频率的二次谐波处产生共振(即2f0 = 286 MHz)。 我建议从 C5值18 pF 开始(如果使用供应商模型、这将针对140 -146 MHz 频带)。

    布局尤其可能会影响陷波滤波器、因此、如果谐波违反了原始 BOM 的频谱屏蔽、则可能需要在工作台上对此进行调整-如果您不仿真 PCB 寄生效应、则尤其如此(因为您的仿真将不太准确)。 我认为仅使用 C5和 C7重新调整陷波滤波器不会对目标负载阻抗产生太大影响、但是只有谐波衰减。

    此致、

    Zack