CC1310硬件射频从设计到成型之四-中国频段参考设计篇

好，欢迎回来！

我是张欣伟。谢谢大家继续观看这个CC1310的硬件设计和射频设计方面的一些相关话题。

上面两个章节呢，我们介绍了这个原理图和PCB以及测试方面的一些相关知识。

这个章节呢，我们来介绍一下我们专门为中国频段定制的一些这个知识。

首先，我们来看一下这个何为中国频段哈？

我们知道对于这个无线电频段来说，有一个叫ISM频段。

ISM频段就是这个工业医疗相关的一些频段哈，

它是在全球范围内来说呢，是各个国家都有自己的频段。

在这个频段之内呢，你可以免申请这个牌照，

可以直接使用相关的频段。

比如说呢，在欧洲它最流行的是868。

我们一说868，这一般是欧洲频段。

然后915呢，就是美国频段嘛。

对于中国频段来说的话呢，我们一般是这么说，

在我们的规范里面Released的是470、510以及779。

但是779，在我的客户里面，我们会看到得非常非常的少哈，应用。

主要的还是如果表累计量方面的是470到510这样的设计，

然后另外呢，就做433产品的也非常非常多。

所以通常来讲呢，我们会把400多兆，

就是433和470-510这样的一些设计呢，我们叫China Band。

另外一个频段呢，就非常非常通用，

在全球范围内来说，就是2.4G。

2.4G的话，是这个非常通用的一个频段，

所以你会见到很多2.4G的适用型的产品

以及WiFi、蓝牙、ZigBee、6LoWPAN、RF4CE这些东西，都是运行在2.4G上面的。

好，我们来看一下CC1310对于433频段的和470-510频段的一些支持的参考设计。

首先，我们看看哈，就是

在deyisupport上，我也做了一个帖子，有一些Summary。

这里面，我给大家说一下哈。

第一呢，就是我们有一个标准的400兆的参考设计，

就是它支持的频段是430到510这样的一个参考设计。

最大输出功率的是14dBm，然后如果...

它有个boost mode，就是把vdd、dBm往上提一点的话，

它可以支持到15个dBm。

但这个时候呢，它的接收电流也会稍微多一点哈。

但是对于那种发射和接收不是很频繁的设计来说，

我是建议大家给它设成15个dBm，

这样的话，它的链路预算会大一个dB。

所有的性能指标呢，就是它的性能指标，就是

也有很多客户也问我，有没有测试报告呀，

其实我们就是把这个板子的测试的结果放到规格书里面。

它做了很多很多的那种归一化的测试，

最后把这个结果Typical的这些值呢，会放到规格书里面，

所以大家如果要看这块板子性能，就到规格书里面去看就好了。

它的相关那些设计呢，也可以到网上都能检索到。

另外呢，就是针对于有些客户需要一些高功率的这种发射，

因为毕竟在整个环境当中呢，它的这个环境干扰啊等等也比较恶劣，

然后包括小无线呢，大多数客户也有这种长距离通讯的需求，

所以呢，我们也在这个433和470-510频段上面呢，

也是加了一个射频前端，来支持这个20dBm的发射功率。

为什么是20dBm呢？

因为中国在我们的规范里面写的是，要求的总辐射功率的是17dBm。

这样的话，就是说，大多数厂家都会给它设计到20dBm，

预留出3个dB呢，是给这个天线的效率去损耗的，

所以呢，就是一般把传导发射功率呢，都会做得稍微高一些。

这是它的一个概念。

相关的设计呢，我们一共提供了两套哈。

就是其实是有好多套啦，但是总的来说是两套。

一个是集成的，我们用的参考设计里面是Skyworks的一个设备前端的FEM。

然后，它相关的参考设计和 App Note呢，都是，就是应用笔记，

都在网上可以下载得到。这些相关链接。

另外呢，我们也提供了一个这种离散PA的参考设计，470到510频段的，

大家拿这个参考设计呢，就是相当于说，就更灵活一点，

包括我有第三方呢，也帮我们设计了一些33dBm，就是那种2瓦的发射。

在一些这些特殊的这种应用场合呢，都可以使用得到。

然后呢，就是最后，TI的官方还会再推出一个

这样的参考设计，就是2.4G和433频段的参考设计，

这个呢，就是很快也会Release到网上。

好，我们来看一下哈，就是这种离散PA的方案。

它一共呢 它用的是 这个单端的，就是...

嗯，发射和接收分别用的是RF_P和RF_N。

把RF_P设为接收端，RF_N设为发射端，

然后，Internal Bias，也就是说，这个Bias管脚呢，就悬空了，

我们设备前端呢，是用了一个开关来切换、发射和接收。

接收端的是没有[inaudible]的，它直接从天线端呢，就送到了芯片里面。

然后发射端呢，是经过了一个FAT管。

这个FAT管呢，嗯，是Renesas的一个FAT管。

经过一些这个匹配和这个滤波电路之后呢，

就是再经过开关送到天线端哈。

这些滤波电路呢，它主要的功能也都是

为了一些谐波啊，包括一些高刺的这种Spurs，把这些信号都滤掉。

具体的一些作用和这个参考值呢，大家可以参考这个App Note。

App Note里面都有详细的说明 这些电路都是哪些功能，它是做什么用处的。

然后，我们来说一下这个接收啊，接收机灵敏度，

因为呢，就是前面在原理图介绍的时候也给大家介绍过。

对于这种单端输入来说呢，它的灵敏度呢，

就要比差分来说呢，要恶化一些。

另外呢，这个开关也会有一些衍射声Allowance哈，

所以这块儿吧， 最后我们在接收机灵敏度方面得到的是-105dBm，

在50 kbps的情况下。

大家看哈，就是说这个链路预算，虽然说差不多，

但是要在一个真正有干扰的环境之下呢，

就是你很难是测到这个接收机灵敏度等级的信号强度。

所以大多数时候呢，就增加发射功率呢，

对于这种拉锯测试来说，来得更具有意义。

好，这个是一种离散方案的设计。

为了简化这个设计呢，TI也和这个Skyworks一起合作呢

做了这么一套 我们叫集成的 这种很紧凑的参考设计。

它的尺寸呢，要远远小于这种，而且设计难度也要低一些。

这么一个FAM，这个FAM的内部也是有

PA，加上一个开关

它也是没有RNA的哈，

所以见到在接收灵敏度，

会比这种没有FAM的会更好。

但是在这个设计里面呢，

我们用到的是External Bias，

这样的话，可以让我们的接收机灵敏度会更好一些。

这个我们实际测试呢，是106.5，平均，

有一些板子可以达到-107点几，这个样子哈。

然后，发射功率呢， 也是20个dBm。

相对来说，它在带外抑制方面呢，

也要比离散方案要好调一些。

所以，我们现在比较主推这一套方案。

好，我们来看一下它的PCB的整个一个布局哈。

左边这个呢，就是集成的方案。

我们可以看到component非常少，

如果你follow[Inaudible]的话，它的成功率非常非常高哈。

右边这个呢，就是离散方案。

可以看到，就是它这个电路呢，

比较复杂，然后也比较难调一点。

所以呢，就是建议大家，不管用哪套方案也好，

还是那句话哈，尽量呢，就是Copy我们的参考设计，

特别这个离散方案这一套。

它对于这个电长度来说的话，

还是有一些要求的。

尽量follow这个长度，

这样的话，你的项目的这个风险也会小一些。

好，这就是关于China Band的一些硬件

和射频方面的一些参考设计的支持。

好，欢迎回来！

我是张欣伟。谢谢大家继续观看这个CC1310的硬件设计和射频设计方面的一些相关话题。

上面两个章节呢，我们介绍了这个原理图和PCB以及测试方面的一些相关知识。

这个章节呢，我们来介绍一下我们专门为中国频段定制的一些这个知识。

首先，我们来看一下这个何为中国频段哈？

我们知道对于这个无线电频段来说，有一个叫ISM频段。

ISM频段就是这个工业医疗相关的一些频段哈，

它是在全球范围内来说呢，是各个国家都有自己的频段。

在这个频段之内呢，你可以免申请这个牌照，

可以直接使用相关的频段。

比如说呢，在欧洲它最流行的是868。

我们一说868，这一般是欧洲频段。

然后915呢，就是美国频段嘛。

对于中国频段来说的话呢，我们一般是这么说，

在我们的规范里面Released的是470、510以及779。

但是779，在我的客户里面，我们会看到得非常非常的少哈，应用。

主要的还是如果表累计量方面的是470到510这样的设计，

然后另外呢，就做433产品的也非常非常多。

所以通常来讲呢，我们会把400多兆，

就是433和470-510这样的一些设计呢，我们叫China Band。

另外一个频段呢，就非常非常通用，

在全球范围内来说，就是2.4G。

2.4G的话，是这个非常通用的一个频段，

所以你会见到很多2.4G的适用型的产品

以及WiFi、蓝牙、ZigBee、6LoWPAN、RF4CE这些东西，都是运行在2.4G上面的。

好，我们来看一下CC1310对于433频段的和470-510频段的一些支持的参考设计。

首先，我们看看哈，就是

在deyisupport上，我也做了一个帖子，有一些Summary。

这里面，我给大家说一下哈。

第一呢，就是我们有一个标准的400兆的参考设计，

就是它支持的频段是430到510这样的一个参考设计。

最大输出功率的是14dBm，然后如果...

它有个boost mode，就是把vdd、dBm往上提一点的话，

它可以支持到15个dBm。

但这个时候呢，它的接收电流也会稍微多一点哈。

但是对于那种发射和接收不是很频繁的设计来说，

我是建议大家给它设成15个dBm，

这样的话，它的链路预算会大一个dB。

所有的性能指标呢，就是它的性能指标，就是

也有很多客户也问我，有没有测试报告呀，

其实我们就是把这个板子的测试的结果放到规格书里面。

它做了很多很多的那种归一化的测试，

最后把这个结果Typical的这些值呢，会放到规格书里面，

所以大家如果要看这块板子性能，就到规格书里面去看就好了。

它的相关那些设计呢，也可以到网上都能检索到。

另外呢，就是针对于有些客户需要一些高功率的这种发射，

因为毕竟在整个环境当中呢，它的这个环境干扰啊等等也比较恶劣，

然后包括小无线呢，大多数客户也有这种长距离通讯的需求，

所以呢，我们也在这个433和470-510频段上面呢，

也是加了一个射频前端，来支持这个20dBm的发射功率。

为什么是20dBm呢？

因为中国在我们的规范里面写的是，要求的总辐射功率的是17dBm。

这样的话，就是说，大多数厂家都会给它设计到20dBm，

预留出3个dB呢，是给这个天线的效率去损耗的，

所以呢，就是一般把传导发射功率呢，都会做得稍微高一些。

这是它的一个概念。

相关的设计呢，我们一共提供了两套哈。

就是其实是有好多套啦，但是总的来说是两套。

一个是集成的，我们用的参考设计里面是Skyworks的一个设备前端的FEM。

然后，它相关的参考设计和 App Note呢，都是，就是应用笔记，

都在网上可以下载得到。这些相关链接。

另外呢，我们也提供了一个这种离散PA的参考设计，470到510频段的，

大家拿这个参考设计呢，就是相当于说，就更灵活一点，

包括我有第三方呢，也帮我们设计了一些33dBm，就是那种2瓦的发射。

在一些这些特殊的这种应用场合呢，都可以使用得到。

然后呢，就是最后，TI的官方还会再推出一个

这样的参考设计，就是2.4G和433频段的参考设计，

这个呢，就是很快也会Release到网上。

好，我们来看一下哈，就是这种离散PA的方案。

它一共呢 它用的是 这个单端的，就是...

嗯，发射和接收分别用的是RF_P和RF_N。

把RF_P设为接收端，RF_N设为发射端，

然后，Internal Bias，也就是说，这个Bias管脚呢，就悬空了，

我们设备前端呢，是用了一个开关来切换、发射和接收。

接收端的是没有[inaudible]的，它直接从天线端呢，就送到了芯片里面。

然后发射端呢，是经过了一个FAT管。

这个FAT管呢，嗯，是Renesas的一个FAT管。

经过一些这个匹配和这个滤波电路之后呢，

就是再经过开关送到天线端哈。

这些滤波电路呢，它主要的功能也都是

为了一些谐波啊，包括一些高刺的这种Spurs，把这些信号都滤掉。

具体的一些作用和这个参考值呢，大家可以参考这个App Note。

App Note里面都有详细的说明 这些电路都是哪些功能，它是做什么用处的。

然后，我们来说一下这个接收啊，接收机灵敏度，

因为呢，就是前面在原理图介绍的时候也给大家介绍过。

对于这种单端输入来说呢，它的灵敏度呢，

就要比差分来说呢，要恶化一些。

另外呢，这个开关也会有一些衍射声Allowance哈，

所以这块儿吧， 最后我们在接收机灵敏度方面得到的是-105dBm，

在50 kbps的情况下。

大家看哈，就是说这个链路预算，虽然说差不多，

但是要在一个真正有干扰的环境之下呢，

就是你很难是测到这个接收机灵敏度等级的信号强度。

所以大多数时候呢，就增加发射功率呢，

对于这种拉锯测试来说，来得更具有意义。

好，这个是一种离散方案的设计。

为了简化这个设计呢，TI也和这个Skyworks一起合作呢

做了这么一套 我们叫集成的 这种很紧凑的参考设计。

它的尺寸呢，要远远小于这种，而且设计难度也要低一些。

这么一个FAM，这个FAM的内部也是有

PA，加上一个开关

它也是没有RNA的哈，

所以见到在接收灵敏度，

会比这种没有FAM的会更好。

但是在这个设计里面呢，

我们用到的是External Bias，

这样的话，可以让我们的接收机灵敏度会更好一些。

这个我们实际测试呢，是106.5，平均，

有一些板子可以达到-107点几，这个样子哈。

然后，发射功率呢， 也是20个dBm。

相对来说，它在带外抑制方面呢，

也要比离散方案要好调一些。

所以，我们现在比较主推这一套方案。

好，我们来看一下它的PCB的整个一个布局哈。

左边这个呢，就是集成的方案。

我们可以看到component非常少，

如果你follow[Inaudible]的话，它的成功率非常非常高哈。

右边这个呢，就是离散方案。

可以看到，就是它这个电路呢，

比较复杂，然后也比较难调一点。

所以呢，就是建议大家，不管用哪套方案也好，

还是那句话哈，尽量呢，就是Copy我们的参考设计，

特别这个离散方案这一套。

它对于这个电长度来说的话，

还是有一些要求的。

尽量follow这个长度，

这样的话，你的项目的这个风险也会小一些。

好，这就是关于China Band的一些硬件

和射频方面的一些参考设计的支持。