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[参考译文] CC2652P:距离仅5米

Guru**** 656470 points
Other Parts Discussed in Thread: CC2652P
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/1192013/cc2652p-range-only-5m

器件型号:CC2652P

嗨、大家好、

我创建了一个包含 CC2652P  的 PCB、以便开发一个充当 ZNP 的 Zigbee 协调器。 到目前为止、一切都很好、只是传输和接收时的范围真的很低。 我测试了多个 Zigbee 终端设备、即使在同一个房间内、距离也从未超过5m。 我已经尝试过不同的 TX 功率级别、低功率(0dBm、5dBm)和高功率(14dBm、19dbm、20dBm)。 范围未随功率级别的不同而变化。

我还注意到、PCB 设计时出错、RX_TX 偏置引脚未连接、这是参考设计中应该连接的引脚。 为了补偿我在 Code Composer Studio 中将射频前端设置为"内部偏置、差分模式"。

我很感谢大家提出一些关于为什么覆盖范围如此低的想法。 原理图和布局:

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    您好、Sebastian、

    我注意到有几项与我们的参考设计不同、上面的原理图中缺少一些信息。

    1. 您是否执行了传导测量或仅辐射测量? 最好从传导开始、以确保获得预期的输出功率、而不会增加天线的复杂性。 SWW SWRA640F 第12.3节 www.ti.com/.../swra640g.pdf
    2. 当您对用于射频开关的 GPIO 进行更改时、您的软件项目是否相应更新?
    3. 您离开了原理图上的天线匹配网络。 这对于优化设计非常重要。
    4. 尽管从提供的单个屏幕截图中很难看出射频路径的优化效果不好。 确保射频路径为50欧姆。 平衡-非平衡变压器和滤波器的元件应尽可能靠近 IC 放置
    5. PCB 层叠看起来是什么样子的、上面只显示了一层、射频路径的参考平面是什么?
    6. 您的原理图基于什么参考设计?
    7. 20dBm 路径的偏置电压是多少?
    8. 您的5dBm 路径有一个1pF 串联电容器、该电容器可能应该是一个与接地并联的电容器、其目的是什么?
    9. 同样、20dBm 路径具有6.8pF 串联电容器。

    首先、我将移除上面8和9中提到的电容器、并执行您的传导测量、以确保您获得预期的输出。 然后、一旦您了解到预期的传导性能、就可以返回到您的距离测试和射频性能。

    Jake

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    非常感谢您的回答。

    我们尚未进行测量。

    2.是的、我们根据更新了固件。

    void rfDriverCallback(RF_Handle client, RF_GlobalEvent events, void* arg)
    {
        /* Switch off all paths first. Needs to be done anyway in every sub-case below. */
        GPIO_write(CONFIG_RF_HIGH_PA, 0);
        GPIO_write(CONFIG_RF_24GHZ, 0);
    
        if (events & RF_GlobalEventRadioSetup) {
            /* Decode the current PA configuration. */
            RF_TxPowerTable_PAType paType = (RF_TxPowerTable_PAType)RF_getTxPower(client).paType;
    
            /* 2.4 GHz */
            if (paType == RF_TxPowerTable_HighPA) {
                /* PA enable --> HIGH PA
             * LNA enable --> 2.4 GHz
             */
                GPIO_setMux(CONFIG_RF_24GHZ, IOC_PORT_RFC_GPO0);
                /* Note: RFC_GPO3 is a work-around because the RFC_GPO1 (PA enable signal) is sometimes not
                     de-asserted on CC1352 Rev A. */
                GPIO_setMux(CONFIG_RF_HIGH_PA, IOC_PORT_RFC_GPO3);
            } else {
                /* RF core active --> 2.4 GHz */
                GPIO_setMux(CONFIG_RF_24GHZ, IOC_PORT_GPIO);
                GPIO_setMux(CONFIG_RF_HIGH_PA, IOC_PORT_GPIO);
                GPIO_write(CONFIG_RF_24GHZ, 1);
            }
        } else {
            /* Reset the IO multiplexer to GPIO functionality */
            GPIO_setMux(CONFIG_RF_24GHZ, IOC_PORT_GPIO);
            GPIO_setMux(CONFIG_RF_HIGH_PA, IOC_PORT_GPIO);
        }
    }
    
    
    void rfDriverCallbackAntennaSwitching(RF_Handle client, RF_GlobalEvent events, void* arg)
    {
        /* Nothing here as all the work happens in rfDriverCallback. */
    }

    3.我创建了更多的标签以使其更加清晰。  

    4.我翻了一些标签,也许现在它能提供更好的视图。 我将在下一次 PCB 迭代中重新排列组件、使其尽可能靠近 IC。

    5.下面的层如下所示:

    它基于 CC1352PEM-XD7793-XD24-PA24。

    7、我添加了标签、它是 VDDS。

    8、是的、这看起来像是一个错误。

    9.这是参考设计的一部分。

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    好的、我看到了。 感谢您的更新。

    我认为最好从执行传导测量开始、以确保根据应用的设置获得预期的功率输出。 如果没有此步骤、则很难进行任何调试。

    此外、我在布局中看到的一些直接问题是:

    1. 我认为在射频路径上实现50欧姆的阻抗是不可行的、除非顶层和第一个内层之间有很大的间隙。 但是、很难说、没有能力测量、只能从屏幕截图中进行测量。 我会与您的电路板制造商核实您的几何形状。 我认为这通常会导致范围问题、但不会导致您看到电源设置不会改变任何范围的问题。
    2. 100pF 电容适用于低于1GHz 的路径、根据射频开关数据表将该值降低到47pF 或根据我们的参考设计仅将该值降低到6.8pF 是有道理的。
    3. 根据我们的参考设计和开关数据表、您应该在开关的两侧都有阻断电容器、未来的修订时请记住这一点。
    4. 一般来说、如果您复制参考设计并希望获得类似的性能、则必须镜像所有详细信息。  
      1. 对于20dBm 路径、滤波器中缺少1.6pF 电容器
      2. 对于5dBm、1pF 位于错误位置、如上所述
      3. 综合起来、这可能会影响合规性、因为您可能无法充分滤除谐波。 但是、不良匹配也会影响总输出功率、这可能会导致范围问题。

    -Jake

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    你好、Jake、

    再次感谢您的努力。 我对设计进行了返工、现在它遵循 CC1352-P2参考设计。

    我在传输线路上使用了0.293mm 的布线宽度、因为我的 PCB 层叠如下所示:

    从上至下的层看起来是:

    新原理图:

     感谢您的任何反馈。

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    您好、Sebastian、

    对于 PCB 天线的输出匹配、它应该类似于:

    π 型或 T 型滤波器。 重要的是为组件留出空间、因为这些值将根据正确匹配天线所需的条件而变化。 请记住、这三个组件都将位于47pF 直流块电容器之后。  目前 、在直流块之后有两个串联的组件。

    对于射频路径上的布局、我通常将其视为共面波导、用于估算:

    因此、上图中的"G"需要非常小。 但再说一次、这都是估计值、您最好的办法是与您的电路板一起使用、因为电路板内部具有基于其工艺和材料的仿真工具、以便您可以获得更精确的几何形状。

    否则、它看起来会更好。

    -Jake

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    你好、Jake、

    我 从参考设计中复制了该设置。  

    天线匹配带来了多少射频性能? 是否期望使用这些默认值实现体面工作?

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    您好、Sebastian、

    您将丢失 Z61和 Z62的封装尺寸。 您希望拥有这些占位符、即使它们未被填充、也能满足您的需求。

    您对射频性能的问题回答相当复杂、因此请允许我参考 https://www.ti.com/lit/an/swra161b/swra161b.pdf 、这是一个应用手册、提供了一些有关天线理论的高级信息。

    您正在尝试将所有电源从器件连接到天线。 只有在您一直匹配阻抗的情况下才会发生这种情况。 不匹配会导致反射、导致电源不会进入天线。  匹配良好的天线的 功率最大、匹配不良的天线的功率更低。 因此、基本而言、所有射频性能都取决于良好的匹配度。

    就这些值而言、这些值适用于我们的设计、因此如果布局完全匹配、则这些值是合适的。 更改设计或将器件置于外壳中可能会对天线进行调谐并更改所需的值。 因此、建议至少使用匹配网络进行原型设计、以便优化设计。

    当您询问它是否仍然有效时、答案可能是肯定的、但您无法确定您是否获得了最佳性能。

    同样、一个很好的第一步是检查传导性能、因为这将提示天线上游是否有任何问题。 如果您获得的是预期性能、例如、当发射功率设置为20dBm 时测量20dBm、那么您就知道自己处于正确的轨道上、并可以开始调试辐射性能。