CC13/26XX是TI全新一代支持Sub1G、2.4G 私有協議、BLE、Zigbee、RF4CE和6LowPan的超低功耗多協議SOC處理器。CC2640為BLE低功耗藍牙芯片, CC1310為支持低于1GHz的無線產品SOC。在datasheet都標注其支持的溫度范圍為-40至85℃,而在實驗室高低溫箱做高低溫測試,運行CW載波,頻偏在該溫度范圍下似乎都超出了范圍。那實際研發的終端產品在-40至85℃還能穩定工作嗎?
下面我們以CC2640實際做測試,運行CW載波,設置中心頻點2.402GHz,發射功率5dBm;
CC2640在室溫20℃上電,升溫到85℃,持續15分鐘,然后降溫到-40℃,同樣持續15分鐘,整個過程測試正常;
全溫度范圍測試似乎沒什么問題,我們進一步做下面兩個極端測試。
CC2640在室溫20℃上電運行,然后升溫。在最高極限+85℃時對芯片進行斷電復位操作,然后溫度再逐步降到-35℃。
接著上面的實驗繼續降低到最低-40℃,在此刻對芯片進行斷電復位操作,然后溫度再逐步升到85℃,在85℃時,我們發現中心頻點偏移到2.40072GHz。
通過上面兩個極端實驗我們發現,通過在任一極限的溫度點復位后,在運行到溫度的另一端,頻偏增加明顯,而室溫上電后整個溫度范圍內沒有復位操作,測試正常,這是什么原因呢?
這是因為CC13/CC26XX的射頻信號時鐘均來自于芯片外部的24M晶振源,而實時操作系統RTOS對外部24M晶振執行calibration校準發生在:
上電啟動,復位或者從Standby喚醒時刻,執行calibration PLL 校準
校準之后再進入Tx或Rx狀態
而在發CW連續發載波的過程中,只有上電一開始執行了一次頻率校準,而后芯片一直處于Tx連續發送狀態,不再執行calibration 校準,因此隨著溫度變化而發生偏移,導致頻偏增大。而一旦有Reset或退出Standby狀態,便會執行calibration校準,頻率立刻恢復正常。所以在上述頻偏很大的時候做Reset操作,發出的CW頻點便立刻恢復正常。
下面我們同樣對CC1310進行高低溫實驗進行驗證:非調制CW波,中心頻點433M,最大功率發送。
溫度(℃) | 實測頻率(MHz) | 實測功率(dBm) | 頻偏(KHz) |
-40 | 432.9946 | 14.9 | -5.4 |
-35 | 432.9966 | 14.84 | -3.4 |
-30 | 432.9981 | 14.83 | -1.9 |
-25 | 433.184 | 14.8 | 184 |
-20 | 433.0003 | 14.71 | 0.3 |
圖三
1.-20至50℃ 頻偏比較正常;
2.-25 至-40℃頻偏加大,如上表,在-25℃頻點為433.184Mhz,最大頻偏達到184KHz,但是復位后頻率恢復正常,432.9994Mhz, 14.8dBm;
3. 55℃至85℃頻偏增加,但是同樣復位后恢復正常,頻率正常;
結論:
在實驗室我們可以通過一些極端測試反映出頻偏和溫度之間的關系,但是一旦有復位操作頻率立刻恢復正常,驗證了 calibration執行的重要性。
在實際產品中,CC2640打開POWER_SAVING,不管是CC2640還是CC1310在兩次收發的間歇,RTOS都會自動進入Standby模式,因此在Tx和Rx之前都會提前執行calibration校準,所以實際產品在-40至85℃工作是不存在頻偏問題,沒有問題。
審核編輯:郭婷
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