WCS (4.2c) CC13xx CC26xx Schematics (3)

然后最后跟大家再说一个概念 就是这个 TI 开发板的射频前端 因为这个有很多很多咱们广大的客户 都问过我这个问题我到底是怎么去接 因为刚开始咱们开场的时候也说过 因为这个市场大家很多对射频没有概念是吧 所以给大家简单介绍一下 就比如说这是我们很传统的一个26xx的一个参考设计 比较标准的一个参考设计 前面电路的话我们先不说 然后我们说这个分叉这一块 就说你从原理图上来看的话 它是这样分叉 就是在这里面有两个电阻 然后一个是接到了同轴的一个什么东西 它亦或是卡扣式的射频连接器 亦或是 SMA SMA 就是大家见到那种黄色的带拧的那种头 OK 亦或是这样的一个接口 另外一条通路 它是通过一个电阻也好或者匹配电路 最后会支持到一个板载天线 然后我们现在就回到这个layout 大家可以看一下 这条链路你亦或可以跳到这边 所以是一个射频连接器 亦或可以跳到这边 这上面是一个倒 F 天线 OK 其实提供了两个目的 第一个是评估你的射频性能 从这条通路走 另外一个是 因为有很多同事可能最刚开始 不会画自己的板子嘛 你会先从 TI store 上买开发板回来 然后第一个开发板直接去调试你自己的软件 因为反正它是 SOC 的东西 其实整个一个板子就可以说是一个开发环境 连仿真器都不带这个时候他是希望有这种无线的功能 TI 也是同样提供这样的一个东西 既然我说这一页 我就跟大家多啰嗦两句 就是说如果你自己在做layout的时候 你也牵扯到一个射频选择的问题 就是说你到底是想连到天线卡扣上 你还是想连到板载天线上 或者你有其他的一些选项的时候 先给大家也是做类似于这样的一个设计 就是共 PAD 设计 就是说这个 PAD 这个电阻你亦或是朝这个方向焊 亦或朝这方向焊 为什么做这个 为什么这么做 这可能跟射频的微带线理论有点相关 如果你用两个 PAD 去做 这个时候会引入一个问题 不管你怎么去焊接 如果大家实际画出来就知道 都会有一小截这种所谓的开口电感 因为开口的这种微带线在射频里面的话 它是就相当于一个器件一样 你可能会引入一个电容 会引入一个电感 感性或者容性 这个时候就是说你所得到的 一个传输线根本就不是一个50欧姆的链路 OK 这个时候你的阻抗就会发生偏移 造成失配 所以就是大家记得一下 如果你自己做 layout的时候 有分叉的地方 就是说有一些选择的地方 尽量用这种共 PAD 的架构拓扑结构去实现 好 这个其实就是射频前端的一个大概的介绍 大家有什么问题 它俩是要根据你的波长来计算一下 并没有一个硬性的要求 就是你做433也好 基本上基础理论是1/4波长 这样的话就是说你看你正弦波是这样的 如果你放到1/4波长这个区间的话 包括你的极化方向 你最好是做一些垂直 这样的话你会得到一个更好的效果 我想问一下 那个铺地和走线的距离是越近越好 还是说要保持一定的 适当的距离 好问题 我们接下来介绍layout 马上给你解答 还有吗 好 那我们就继续 然后我们看一下 layout layout 这个是一个 CC26xx 产品的参考设计 OK 我们可以看一下 就是说这颗芯片本来就是 底下是有一个大的地的焊盘 姑且叫它热焊盘也可以 因为这个芯片本来功率是很小的也不热 但是不管怎么样 对于射频器件来说 你有一个很大的接地平面肯定是一件好事 所以大家在做 layout 的时候 下面一定要多打过孔 然后完整接地 不要让一些电源线也好 或者数据线也好 把它割断 把它切得支离破碎 这样的话其实是不利你整个芯片回流 然后这一块是 crystal 的振荡电路 刚才我刚才在介绍原理图的时候也给大家介绍过 这一块电路相对来说是比较对噪声是需要一定的免疫性的 这个时候我们的 layout 上面是需要下面的铺地 以及这些信号相对来说是比较完整的 所以你可以看到它的电源也是从外面绕了一圈 其实就是为了要保证它的底下保护地的一个完整性 OK 其实在 layout 这方面除了射频之外 需要注意到的东西还真不是很多 除了这个地和这个 crystal 之外 还有一个地方需要注意的就是 DC/DC 其实它所 follow 的一些东西 都是比较 common 的东西 就是你自己在做 DC/DC 电路设计的时候 其实你同样需要注意到这些东西 就比如说这个地的一个回流 DC/DC这个输入和输出的电容 它的地和你芯片本身的地之间的一个回流要比较直接 要有一些这种很明显的大的过孔 OK 去做回流 另外一个大家可能有的时候比较容易 忽略的一点是射频的回流 射频其实同样的我们也是需要做回流的 和这个大地之间他们要做一个比较完善的回流 所以在这里面你也会看到 这里面有一个大的过孔和这里的过孔 它们俩之间做一个回流 这里面跟大家提一下 就是 CC26 还有 CC13 也好 可以完全支持这个两面板 就是两层板去设计没有问题 然后大家在这个地上可能会看到这一根槽 这个其实也是一个比较普通的一个DC/DC设计的一个理念 因为DC/DC它是靠开关来变化的效率比较高 这个时候在它的地上一定会有一些噪声存在 这个时候一般的设计会把 DC/DC 的地 做一个和其他的地做一个隔离处理 可以认为是一个所谓的单点接地处理 然后他在这里面只和芯片本身做一些这种回流的通路 这个时候可以最大程度地抑制一下噪声 好 然后这是几点注意的 然后我们回到刚才那位同事的问题 就是射频部分 射频部分 你这个微带线到底是离地近还是离地远 其实我们要先介绍一个概念叫阻抗 就是射频阻抗 射频微带线阻抗我们在说的更具体一点 射频微带线阻抗 其实就是射频信号在任何一个传输线里面 它跟直流不一样 直流的话如果你这个传输线够宽 你可以就是理论上就认为它完全是零 你不需要一个阻抗 从这里到这里过短的话 它就是0 对吧 但实际上对于射频信号来说不一样 它实际上在微带线和地平面之间会有电磁之间的一个转换 就是所谓的叫行波 驻波这些概念 如果要是把每一个点 它的电压和电流做一个除法 其实它会得到每一个点的一个阻抗 这就是射频微带线的一个阻抗的概念 这个时候其实我们在做这些微带线的时候 你需要做的一件事情就是要跟你的 PCB厂家 去沟通OK或者你自己去做一些运算 计算 这根线我要做50欧姆的阻抗控制 这句话其实非常非常重要 就是包括你在做板的时候要跟你的PCB的厂家就说 说我要50欧姆的阻抗控制 那为什么是50欧姆 这里咱就不说了 这是一个非常归一化的一个值 就是说整个业界全都用50欧姆去连 在这个系统里 不是说有线电视 有线电视可能是75 甚至有些是300 然后有一些其他领域他可能会用到35欧姆 但是在我们的电子产品里面 所有的射频大家统一的一个阻抗是50欧姆 就是你也设置成50欧姆 他也设置成50欧姆 就比如说我们传导也设置成是50欧姆 天线也设置成是50欧姆 这个时候你把两个东西捏在一起就不会有问题 对于射频来说是连续的 OK 好 我们说完阻抗的概念 我们来说一下就是说这个阻抗是什么参数来决定的 这个阻抗是有很多参数来决定的 但是你所能控制的有这么几个 这么几项参数 这根线的宽高比和你的介电常数 其实这两项指标是你需要比较最关注的 其他包括你的微带线的倒角啊 你的微带线的厚度啊 这些你也许能控制 也许控制不了 因为它跟工艺相关 你是不是一致 但有两个参数 坦白讲 就是你的宽高比和你的介电常数 介电常数大家一般都会选 FR4 对吧 FR4 的板材又便宜又好用 所以这个时候 它的相对介电常数是4到4.5之间 你又不用去管它了 所以你需要控制一件事就是这个内带线的宽高比 这时候问题就来了 那我到底这个高是多少宽是多少 其实它跟比值相关 所以你可以尽情的去选你的板材 比如说我选一毫米厚的 那你根据这个一毫米的高度 所谓的高度就是你内带线相对于参考地平面的厚度 你这个厚度定了 你的宽度就定了OK 所以厚度没有完全硬性的要求 在某些特殊情况下可能需要做一些处理 比方说你要做手机的时候 做手机板啊 手机板它是带盲埋孔 它一二层可能非常非常薄 就十几个微米这样的一个高度 所谓的高度 这个时候刚才我说过它是跟宽高比相关 如果十几个微米的高度的时候 你这个宽度可能就超过你的clearance 就是你的制板的工艺的限制 大多数板厂比如说 只能做四个 mil 对吧 0.1毫米 这个时候你如果高度只是十几个微米 这时候你的宽度会要求非常非常细 可能两个mil 那厂家根本就没有办法能做的出来 能做出来你的成本非常非常高 这个时候你就要做的一件事就是把内层挖掉 你让他用第三层去做参考地平面 这个时候你的高度就增加了 对吧 你的线宽也会增加 是这样一些概念 所以你要说应该多高 其实没有硬性的 它是一个阻抗控制的概念 OK好 这个是 layout 的方面 我们大概说一下需要注意的一些东西 然后还是这样的话 就是所有的概念对于13xx和26xx通用 所以大家可以尝试换着思考一下 然后接下来我会给大家介绍一下 就是说天线这一块 因为天线它是相对来说是一个独立的学科 就是说它独立于协议 就说你说 wifi 天线 我要wifi天线 我要蓝牙天线 其实这种提法根本就不太靠谱 因为它天线可以是同一个天线 因为它同样是 2.4G 的天线 80M带宽 所以这两个天线就是跟协议无关 它是独立的东西 另外就是甚至于我可以这么讲 它是跟厂家无关的 就是说你可能博通的 wifi 和 TI 的 wifi 同样可以用这样一套天线去支撑 还是那句话 你的接口能放出50欧姆 OK TI 在这方面其实也提供了非常好的一些支持 刚才我也说 它可能独立于协议独立于厂家 这个时候我们 TI 对于整个业界 也做了一个比较大的一个贡献 就说我们聘请了一些 比较资深的一些专家 然后也是搭建了一些比较好的一些天线测试环境 因为大家知道天线是空间学科 对吧 你只是用一台矢量网络分析 完全没有办法完成你自己的测试指标 这个时候就是说我们也是采购了这样的一些环境 来做一些大家比较喜欢的 然后亦或是成本非常低 亦或是空间非常小 各种不同的参考设计送到大家 就是为了要让这些 就是咱们这些可能没有那么多测试环境 没有那么多测试设备人员 它所可以实现自己的一些设计 OK 然后我们先回到这一页的这个课件 应该会在网上有 到时候拍照也可以 或者你回头注册一个 My TI 然后去下载也可以 OK 我们说一下这一页 我之所以会把天线单独拿出来说 是想让大家提起一些对天线方面的一些重视 因为天线它是一个空间学科 它并不是一个板子一根线就能解决的一个问题 它除了跟匹配相关 就是说你还要给它留好足够的空间 就是它是需要一定的空间 去完成电场和磁场的一些转换 其实是从电流 从电压的激励到电流 从电流的激励到电场 从电场的激励再到磁场 然后磁电 磁电 这样的话就把信号辐射出去了 其实原理其实很简单 但实际上设计的时候 它就像一个黑盒子一样 但不管怎么样大家一定要这个 sense 就是说天线没那么容易把信号辐射出来 我要给它留好足够的空间 我要让它有足够的谐振条件 它才会出得来 OK 所以基本上就说 你需要考量的一些它的指标会在这里出现 然后在这里面我们来介绍这篇文档 这篇文档也是在我们网站上 被点击率几乎是最高的一篇文章 就是DN035 所以大家一定要记得这个文档 这个文档其实它就一页 所以为什么它点击率最高 它是总的入口就是说 你到这一页的时候你会怎么去选 然后首先肯定是要根据你自己的频段 你做哪一款产品 它的频段是多少 你要再从里面相应的选一些频段 然后另外就是说它也会标注一些效率和带宽等等 包括尺寸 这个时候你首先需要考虑的几点 就是你的尺寸 因为天线是一个空间学科 也要给它留个足够大的地方 其次你要考虑它的效率 就是你的尺寸如果无所谓足够大 这个时候你要考虑效率 效率是什么概念 就是说我给它一百 它帮我辐射出去多少 这个八十什么意思 就是我给他一百 它帮我把80%的东西给辐射出去了 真正辐射出去的功率才是有用的东西 对吧 所以相对来说你可以选一些高的效率的东西 然后另外还有就是说你的设计能力也好 或者这些东西都可以作为你的一些考量 就比方说我是不是 PCB 板足够大 我直接画这种零成本的 PCB 天线就可以了 还是我的 PCB 要很小 我可以去某些厂家去采用采购 这种专用的这种 chip 天线 就是很小很小的天线 然后焊接上去就可以了 我就不用去调试了 是不是可以去有这些考量 然后不管怎么样 你拿到这篇文档之后 可以做一些初选 然后最后它的每一个相应的测试报告和测试条件 因为还是那句话 天线是空间学科嘛对吧 所以就是说他跟测试条件息息相关 到底是不是 Free space 还是我插在某个地方得到的一个测试结果 其实你如果点进去 在某些测试报告里面都有相应的描述 比方说大家知道 TI 有一个很著名 USB Dongle 对吧 就是2540的那个 USB Dongle 大家可以拿来做 Btools 做 central 的角色 或者拿它来抓log 做 sniffer 对吧 那个你插上之后和不插上它的射频性能都是不一样的 就是说白了就是它靠近笔记本电脑 和远离笔记本电脑它的性能也是不一样 这个时候可能也需要大家做一些考量和综合的考虑 这个时候可以帮助大家做一些正确的选择 OK 然后其实TI也是继续又往前走一步 我们相应的也会有这种所谓的叫1.0版本 或者叫2.0版本天线板 有更多的选择给到大家 然后让大家作为一个初始开发者怎么样去继续的往下走 OK 关于射频前端这一块 刚才我们看到会有很多很多器件去支撑他们 包括 guide line 这一块 可能我们会给到我们的客户说 特别射频这一块要尽可能的 百分之百去抄袭 TI 的参考设计 另外我们还会提供一种方式 就是说你如果你的空间实在是有限 在射频前端这一块你放不下那么多电感和电容器件 TI 也合作和一些厂家进行了深度合作 他们也会做一些这种定制化的 balun 器件 然后和我们组成共同的参考设计 都是定制料 都指定了定制料 因为这个接口它并不是一个标准的差分50欧姆系统 所以我们它是一个复数阻抗 我们需要一个定制料来支撑 所以大家可以到它的尺寸 被大大的被压缩了 最后跟大家说一下我们除了会支撑这种单板的参考设计 还会增加一些其他的参考设计 因为大家知道小无线 小无线它最主要的目的就是要做距离远 对吧 接收距离远 我已经发射15个 dBm 然后接收机灵敏度可以达到-100 -110 -120 取决于速率 有些客户还是觉得不够 我要去延伸到20公里 比方说 这个时候你可以加一些外部的这种 PA 加一些外部的FEM就是这种所谓的射频前端 PA 和 LA 在一起 这个时候你可以加大发射功率和接收机灵敏度 进一步的增加你的作用距离 这些就是我今天的topic 好 谢谢大家