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[参考译文] CC2755P10:CC2755P10 / CC2745R10 — 输出功率下降和谐波增加至高于特定功率阈值

Guru**** 2832805 points

Other Parts Discussed in Thread: CC2755P10, LP-EM-CC2745R10-Q1, SYSCONFIG, CC2745R10-Q1

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/zigbee-thread-group/zigbee-and-thread/f/zigbee-thread-forum/1630989/cc2755p10-cc2755p10-cc2745r10-output-power-drops-and-harmonics-increase-above-a-certain-power-threshold

器件型号: CC2755P10
Thread 中讨论的其他器件: LP-EM-CC2745R10-Q1SysConfigCC2745R10-Q1

我们正在使用 CC2755P10 和 CC2745R10 为 2.4GHz IEEE 802.15.4/Zigbee 开发定制电路板。 当射频输出功率 配置为高于特定阈值时、我们观察到异常行为。 此问题可直接使用 SmartRF Studio 8 重现、不依赖于应用程序 固件。

观察到的行为:

LP-EM-CC2755P10 配置文件、SmartRF Studio 8:

 -+4dBm:测得=+2dBm、二次谐波=−50dBc
 {.ibBoost = 0、.IB=33、.Gain = 6、.mode = 1、.rtsmTxCompCtl=0 .pa20dBmEsdCtl=0、.noIfampRfLdoBypass=0 }
 -+5 dBm:测量值= 0 dBm,二次谐波~+16 dBm,比上一步高
 {.ibBoost = 0、.IB=54、.Gain = 3、.mode = 2、.rtmmTxCompCtl=0 .pa20dBmEsdCtl=0、.noIfampRfLdoBypass=0 }

 

LP-EM-CC2745R10-Q1 配置文件、SmartRF Studio 8:

 -+5 dBm:测量值=+5 dBm
 -+6dBm:测量值= 0 dBm,二次谐波显著增加
 -+10 dBm:测量值=+4.5 dBm,二次谐波显著增加

 

摘要:  

低于特定功率级别时、两个器件都会按预期运行。 高于该阈值时、输出显著下降、二次谐波增加+16dBm 或更高、该行为也不会在更高的配置值下恢复。 该异常情况在 CC2755P10 和 CC2745R10 中是一致的。

通过查看功率表、我们注意到该阈值与 MODE 字段从 1 转换为 2 的点重合。 模式=2 和模式=3 的条目均 显示相同的异常行为、而模式=1 的条目按预期工作。 我们无法确认模式是实际原因还是仅是相关性、我们将其作为一种观察。

 

我们已考虑的事项:

  • 功率表精度:我们考虑了 SysConfig 或 SmartRF Studio 生成的默认功率表可能会针对较高功率条目包含不正确的值。 但是、由于这两种工具都会自动生成该表、因此直接评估或校正此表的能力有限。 我们唯一能够独立研究的参数是 pa20dBmEsdCtl:我们在工程上禁用了 SysConfig 生成功能并手动编辑了功率表、对于所有 mode=2 和 mode=3 条目、将该字段设置为 1。 我们观察到略有改善(较高功率等级下为~2dBm)、但基本异常  仍然存在。 这表明该表可能有一些不准确之处、但仅更正 pa20dBmEsdCtl 是不够的。
  • 电源电压 (VDDS):我们考虑了电源电流不足是否可以解释该行为。 但是、工程分析和点测量并不表明存在供应问题、即使在低模式=2 电平 (5–6 dBm) 下也会出现电压下降、在这种情况下、电流消耗应接近或仅略高于最后一个工作模式=1 条目。 电源限制不容易解释突然的输出下降以及如此大的谐波增加。 我们提到它是为了完整,但认为它不大可能。
  • 阻抗匹配:我们还考虑了射频匹配问题。 但是、CC2755P10 和 CC2745R10 在内部集成了平衡 — 非平衡变压器,我们的电路板遵循与 LP-EM-CC2745R10-Q1 LaunchPad 相同的射频布局原则。 我们在 TI CC 系列射频工程和适当的射频测试设备方面拥有 丰富的经验、可让我们放心地进行测量和布局分析。 我们还注意、LP-EM-CC2755P10 文档显示在 Resource Explorer 中、但链接会重定向到 CC2745R10-Q1 文档、因此我们无法确认 P10 型号是否存在相关的原理图或布局差异。 也就是说、 通过 CC2745R10 也可以观察到相同的异常行为、我们可以访问正确的 LaunchPad 参考。 遵循该参考设计、我们 预计 CC2745R10 将在其整个额定功率范围内正常工作、但异常情况在该范围内似乎很明显。 该电路在这两个器件上均可在阈值 (~4–5dBm) 下正常工作、这使得匹配问题不太可能解释高于该点时的行为突变。

    另外、我们希望知道 LP-EM-CC2755P10 原理图与 LP-EM-CC2745R10-Q1 的相关方式是否不同、或者了解它们是否等效于射频用途、而不是作为主要问题、而是作为我们 P10 设计的有用背景。

 

我们对问题的分析非常透彻、我们可以从自己的角度来分析、而且已经没有任何想法了。 有人以前见过这种行为吗? 我们描述中的任何内容是否暗示了我们可能忽略的内容? 我们是否应该研究任何其他参数、初始化步骤或硬件条件?

由于我们无法访问这些器件的 LaunchPad、因此我们也想知道是否可以使用默认 SDK 配置或 rfStudio 在一个平台上重现此行为。

作为参考、我们的大多数测试中使用的由 SysConfig 生成的以下文件。

TI_RADIO_CONFIG.c 

 

此致

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    您好、

    感谢您发送编修。  

    如何测量输出功率? 进行传导测量还是辐射测量? 优先选择在没有天线和任何外部影响的情况下、作为评估产品性能的第一步来执行传导测量。 如果进行了测量、则测试环境应适当限制为器件、无源器件和 PCB 本身。

    如果进行了上述测量、我们通常会在发生功率损失时看到的确实是阻抗不匹配或输出滤波器已解调。 在较高的功率级别下、射频输出更接近饱和、但设计偏差仍会导致功率损耗和过多的谐波。 您的电路板层叠和 CPWG 尺寸是否与 Launchpad 匹配? 两款器件在其参考设计中使用相同的尺寸。 我们还看到、器件容差和尺寸(我们使用 0201 无源器件)会因增加寄生效应和耦合而引起差异、但不如您所经历的那样显著。  

    CC2755P10 器件的射频路径与 CC2745R10 相比存在差异 — 本文随附了详细信息。  

    我们的数据表性能值与我们的 Launchpad 参考设计相匹配、具有合理的裕度(约±2dBm)、以考虑器件间的差异和制造偏差。  

    有鉴于此、我建议如下:   

    万不得已、您始终可以提交您的设计以供审核(链接此处)

    希望这对您有所帮助、

    Rafael

    e2e.ti.com/.../mcu124b.pdf

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    感谢您为 CC2755P10 提供详细的响应和所附的射频路径信息。

    确认:所有测量均是使用 Rohde & Schwarz 频谱分析仪进行的。 我们没有处理天线或辐射测量效应。

    我们感谢有关堆叠和 CPWG 尺寸的建议、我们将审查我们的设计并进行参考。 但是、我们想强调 为什么我们认为无源器件或布局偏差不太可能是我们情况下的根本原因。

    我们观察到的功率降级不是逐渐下降、而是在 功率表转换到更高模式值的边界处恰好发生 5dBm 或更大的突然系统下降、并且在 CC2755P10 和 CC2745R10 设计中保持一致。 高于该阈值的所有条目始终 受到影响、而低于该阈值的所有条目均在预期的利润范围内工作。 这并不像匹配逐渐恶化或元件容差问题。 这会让 我们问:MODE 字段实际上会在器件内部切换什么? 它是否会启用不同的 PA 级、更改射频信号路径或修改内部 偏置、以便在不满足某些条件时能够解释此行为? 了解模式从 1 变为 2 时内部发生的变化将有助于 我们确定根本原因是硬件还是配置。 我们还正在查看随附的 CC2755P10 射频路径详细信息、如果 我们对此有其他问题、我们将采取后续行动。

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    您好、

    感谢您的澄清。 实际上、PA 表似乎对更高级别的输出功率产生了负面影响。  

    我忘记问一个重要问题:您拥有哪个版本的 SmartRF Studio 8? 从版本 1.3.0(内部版本 84)开始、PA 表发生了修订。

    此外、您拥有哪些器件版本? PA 表的特征是 PG2.1、其封装上标有字母“F"(“(请(请在器件产品页面 CC2755P10、CC2745R10-Q1 上查看器件勘误表)

    我将继续对此进行调查、并报告任何可能证实或有助于解决您所看到问题的调查结果。  

    在任何情况下、请考虑购买 Launchpad 电路板进行比较、这也有助于我们在末端进一步研究这一点。  

    此致、

    Rafael

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    我们使用的是 SmarRF Studio v1.3.2  

    选择 LP-EM-CC2745R10-Q1 配置文件、使用 SmartRF Studio 8 v1.3.2:

    设置输出+5dBm、传导测量值=+5dBm 并将双频谐波设置为–50dBc 左右。
    设置输出+6dBm、传导测量= 0dBm、二次谐波显著增加至–35dBc。
    设置输出+10dBm、传导测量=+4.5dBm、二次谐波继续约为–35dBc。

    工程在+5dBm 输出下运行良好、但试图甚至增加到+5.5dBm 是“悲惨的“。

    并且所有器件的 封装上都标有字母“F"。“。 查看以下照片:

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    您好、

    感谢您提供更多详细信息。  

    今天上午、我测试了两个同时采用 CC2745R10-Q1 和 CC2755P10 的 Launchpad 电路板、使其从 5dBm 至 10dBm、没有报告功率损耗问题。 我没有测试谐波、因为性能没有偏离 LP-EM-CC2745R10-Q1 认证报告中所示的预期功率。  

    PA 表中的模式标志会针对较高的功率级别在+5 和+20dBm PA 之间切换、这说明当另一个 PA 重新路由时、您可以看到+5(常规路径的最大功率)和+6 之间切换的确切差异。  

    有鉴于此、我不禁要问、当启用更高的输出功率时、VDDR 线路可能会下沉。  

    原因是在高达+10dBm 的功率下使用时、+20dBm PA 由 VDDR 供电。 如果 VDDR 电源出现任何问题(通常是直流/直流转换器的输出)、则可能是由于断电而发生问题。  

    我附上了今天上午为各种测试所做的全部测量。  

    希望这对您有所帮助、

    Rafael  

    e2e.ti.com/.../1321.CC27x5x10.zip