连续发送模式练习 1

大家好 我是德州仪器的系统应用工程师贺鹏 TI Sub-1GHz Performance Line TI Sub-1GHz Performance Line Vchip CC1120 Kit Hands-on 的培训 今天我这个章节呢我们将着重给大家介绍 Continuous Tx 这个模式 和相应的一些动手练习 在这个练习的当中 我们需要用到的首先是 CC1120 这个 DK 板 它是由 Vchip 芯微科技 跟 TI 合作开发的 这板子非常的小巧 可以直接通过 USB 呢接到电脑上 然后用一个 pc 端的控制软件 smartRF studio 去进行控制 那这个软件可以在 TI 的网站上免费下载 那么在下面这个界面呢就给出了 你把开发板连到了 smartRF studio 上面 然后选择 在里面呢选择这个 Continuous Tx 模式 需要设置一下中心的频点 另外呢选择这个 unmodulated 就是没有调制的载波 那么另外把这个板子发射出的信号 要连接到那个频谱仪上面 那么在连之前呢需要做一些小小的改动 首先就是把这个这板子上的 R4 这个零欧姆的电阻把它去掉 同时呢把 R5 这个零欧姆的电阻焊在上面 这样射频信号呢就就从芯片出来 然后发射到这个接头 这个地方 那么同时把我们那个 Vchip 的开发套件里面的 SMA 头 焊接在 P4 这个 PCB 上面 那么这焊好之后呢 就可以把板子连接到频谱仪了 当然你需要一个射频的连接的 cable 注意在选择的时候呢需要选择一个高频线 要确保它能够支持到 支持到几个的 大概比如说 2GHz 的 那么在 Continuous Tx 这个模式下面 我们可以有哪些内容需要我们去了解呢 主要有以下的一些概念 Tx Power 发送功率 Frequency Error 频率偏差 Harmonics 谐波 Spurious/Stray Emission 杂散发射 这两个都是为了符合相应的规范要求 那最后我们再稍微分享一点 中国的规范的要求 对于一些射频发送那个收发器的一些限制 发送功率 那么只要我们在 smartRF Studio 里边呢 把这个发送的模式设好 我们就可以在设备上 可以看到这个发送的功率 那么我在这儿再讲解一下 在 smartRF Studio 里边 把我们的开发板用 USB 连接到电脑之后 它能够自动识别 CC1120 把它双击点开之后就得到这个界面 得到这个这个界面之后 注意要选在这个 Continuous Tx 这个模式 那么同时这点在 unmodulated 上面 另外设置一下 只需要设置一下 carrier 就是这个载波频率 那么其他这些设置呢对于载波来说呢 都是没有没有用的 那么这样就可以 你选择 start 就可以发送一个单载波了 这个地方我这界面呢 是因为没有连上一个板子 所以这是白色的 你连上之后呢它就会呈现有效 按 start 就可以发送了 那么在连接到频谱仪之后呢 有些细节需要大家注意 主要就是频谱仪的设置 那设置首先比较直观的 就是需要设计一个中心频率 这是我们的中心频率设置在 434 兆赫兹 那频宽宽度呢设置到 200kHz 那频宽宽度呢设置到 200kHz 由于 CC1120 是一个窄带的催化器 所以 200kHz 是远远足够了 那么另外一个关键设置呢 就是这个 RBW 在频谱仪上是显示在这个位置 那这时候我们设的是 10kHz 那么 RBW 呢它实际上是频谱仪里面的中频 IF 它的里面的一个滤波器 IF Filter Bandwidth 它表征的意思呢 就是主要是从一个分辨率 分辨率的问题 假如我们有有两个尖峰的信号 接入到这个频谱仪当中 在选取设置不同的 RBW 宽度的时候 你会得到不同的测量效果 所以只有当 RBW 比较小的时候 其实是要小于它们俩距离的一半的时候 才能够比较清晰地分辨出这两个 这两个很接近的信号 再通过这个频谱仪的测量 我们可以测量那个 CC1120 的这个最大发射功率 我们在 470 兆赫兹那测出来 它的最大发射功率呢是 15dBm 左右 如果加上一个射频前端 CC1190 它的最大发送功率呢可以达到 22dBm 这也是在 470 兆赫兹来进行测量的 因为中国有一个计量的应用频段 因为中国有一个计量的应用频段 是 470 兆到 510 兆 那么 CC1120 呢 可以支持 470 到 480 这个十兆的带宽 作为窄带芯片的这个十兆带宽是完全足够用了 接下来我们再给大家 分享一下这个谐波的测量 那么当我在频谱仪上呢把那个带宽设的足够大 你看我现在设的带宽是从 直流到 1.6G 那么基频呢 我是设置在基本上是 470 兆 那么它的二次谐波呢就能够看到 在 940 兆左右 那就是三次三次谐波 那么谐波什么是个什么概念 为什么会有谐波呢 右边这个图就说明了为什么会有谐波 因为你在一个波产生的环境 适合产生的震荡环境当中 如果一个基频它满足一个相应的边界条件 相应的边界条件产生这个这个基频 那么它的二次三次甚至是更高次 它也是符合这个边界条件的 那么在射频当中 射频微波当中 那个震荡器它也是同样的道理 所以呢在射频系统当中都会存在谐波 谐波的衡量呢它是一个相对的概念 比如说你有个基频是 11dBm 它的二次谐波是 -33dBm 那么这个二次谐波大小呢 是跟你的基频相关的 实际上是成比例增加的 比较一个直观的一个更清楚的衡量方法 是直接用谐波减去基频的 这个信号的大小 那么得出来的信号呢 比如说 -33 减去 11 那得到 44 它的单位呢是 dBc c代表 carrier 也就是说这个谐波相对于这个 carrier 的信号强度来说是多少 那么同样三次谐波呢 是用 -47 减去 11 那得到 58 dBc 就是三次谐波 所以在大家看到一个 就是做谐波测量的时候 要注意知道基频 它的本身的那个发送功率是多大 那么一般来说 对于规范测试来说 都要求在最大发射功率的时候 去测量这些谐波 那我们 CC1120 它的谐波以及杂散的一个性能 那在下面这个表当中能够列出 那在下面这个表当中能够列出 那个杂散发送呢 就是 spurious emission 是指在我们谐波之外的 我们在谐波之外的那些带外的那个频段 以及其它的一些不想要的 就是我们并不想并不需要的一些辐射发送 那他们两个都可以叫做 unwanted emission CC1120 spurious emission 杂散是小于 -60dBm 那在不同的频点 它的二次和三次谐波在这儿已经列出来了 那么在大家可以看到在 915 兆赫兹的时候 它单位有一些变化 这个是微伏每米 它是一个电场的一个强度 那么可以因为在天线暗室当中辐射测量 它可以测 单位可以是这个以电场强度来表示 也可以转化为 这个单位可以转化为 dBm 那么大家需要说明的一点呢 就是这些参数呢 都是有都是用 radiated measurements 也就是说辐射测量来进行的 这个辐射测量需要在天线 或者又叫做电波暗室当中进行 那么这都是跟那个相应的规范 比如说像 FCC 还有那个欧洲的这个 ETSI 它的规范相配合符合的 因为是一个辐射测量嘛 所以这些测量参数呢 其实是跟天线的一些性能相关 比如说天线的增益和它的带宽 那么这就大家会可能会有问题 因为绝大多数的公司 或者是实验室 都不会有这个天线暗室这个条件 那么我们一般来说 还是会用 conductive 就是用 cable 连接的方式 来评估一个产品 是否在谐波这上面呢符合要求 那么一个很好的办法就是 那么一个很好的办法就是 你用你自己的板子进行测量 同时跟用跟 TI 的这个评估板来进行对比 一般来说 如果 conductive 测试 都能够符合规范的要求的话 加上天线之后 一般都没有问题 因为你上天线呢 一般都是这种全向天线 不是那种方向性很强 gain 很大的那种天线