EM3xx射频调试

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我是靠谱客的博主孤独爆米花，最近开发中收集的这篇文章主要介绍EM3xx射频调试，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

由于PCB板材和元器件公差，射频电路阻抗将随着电路板的改变而改变。再者，阻抗匹配元器件本身的公差容许定值元器件之间的阻抗在一定的范围内，宽公差器件更不容易使调试结果趋于一致。鉴于此原因，为了得出最一致的用于生产的元器件值，至少应该采用3到5个相同设计的样品按如下步骤来作调试。需要注意的是，在进行对射频性能有更为精准要求的高端设计时，元器件型号和公差是一个重要的考量因素。

EM35xx射频调试包括两步：

输出功率调试和接收灵敏度调试。建议发射频率误差先于射频调试之前进行。

发射频率误差/晶体调试：

为了无线网络中的设备正常工作，使发射频率误差尽可能小是非常重要的。

发射功率调试（陶瓷巴伦）:

在EM3xx的陶瓷巴伦设计中，主要任务是使EM3xx差分口和天线之间阻抗匹配最优来最小化射频通路的损耗。这可以通过调节放在差分口上连接EM3xx到陶瓷巴伦的电感值来实现。

为做到这点，首先通过NODETEST命令‘settxpower 8’将DUT配置为最大发射电平,通过NODETEST命令‘setchannel 13’将其配置到中间信道0x13（2445MHz,中间频点)，再用NODETEST命令‘txtone’将DUT配置为连续未调制的发射状态。在谐波滤波器输出点用UFL,SMA或其它更好的射频接头连到频谱仪来测量输出功率。这样，一系列的电感值所对应的输出功率可以测量到，能提供最好阻抗匹配的电感值就得到最高的输出功率。调试目的就是确定此电感值。注意到这个电感值会因为PCB设计的不同而不同。

一旦调试电感值确定后，建议检查IEEE 802.15.4频段内高低信道的发射功率，确保发射功率在频段内变化不超过1dB。

发射功率调试（前端模块）:

在EM3xx前端模块(FEM)设计中,发射功率调试是找到一个电感值能使EM3xx和FEM之间阻抗匹配最好。这个过程类似于陶瓷巴伦设计的调试，不过需要注意的是为了使FEM的PA工作在线性范围内，避免PA进入压缩状态，EM3xx的发射电平需要调的比正常状态低很多。例如，如果使有25dB增益的FEM额定输出+20dBm功率，EM3xx典型的发射功率值是-5dBm，那么就应当使用-9dBm或更低的电平来调试。参考以上陶瓷巴伦章节，使用的NODETEST命令来配置发射功率，信道和发射单音模式。需用TOKEN_MFG_PHY_CONFIG来正确配置发射信号进入单通道FEM的双向端口或双通道FEM的替代发射口。而且FEM的控制信号需要根据FEM的控制逻辑表来正确配置。最后需要注意的是VDD_PADS电源电压应设成FEM最大输出功率时的3.6V，或者是对设计调试时所希望的最大电压。

测量一系列的电感值对应的输出功率。类似于陶瓷巴伦调试，能提供最好阻抗匹配的电感值就得到最高的输出功率。调试目的就是确定此电感值。需要注意的是，这个电感值会因为PCB设计的不同而不同。建议检查高低信道的发射功率来确保发射功率在频段内变化不超过1dB。一旦调试电感值确定了，使FEM输出最高的功率(依照额定输出功率和区域法规的限制)的EM3xx最低发射功率就确定了。在客户应用中，可用这个EM3xx功率电平来正确配置PA处于低杂散发射和电流消耗时的最有效的电平。一旦EM3xx合适的发射功率电平设定确定后，建议测试DUT的EVM来确保没有PA压缩导致的失真。

灵敏度调试（陶瓷巴伦或1端口的FEM）:

因为在这些设计中只有一个调试电感，接收灵敏度不可调。EM3xx里面的PA和LNA管脚具有类似的阻抗。因阻抗匹配中测试输出功率比测试灵敏度更来得实际，此电感值通过优化发射功率确定的。因此接收灵敏度就自然地优化了，无需进一步调试。

灵敏度调试（2端口的FEM）:

在2端口的FEM设计中,接收端口可以独立于发射端口来调试。因为TX差分口和RX差分口的PCB LAYOUT不同，每个差分口阻抗因不同的LAYOUT而不同，因此需要不同的元器件调试值。接收口的调试就是确定调试电感值，能提供优化的阻抗匹配使接收灵敏度（最小信号电平使PER仍小于1%）最好。为了调试接收端，需要测量一系列的电感值所对应的灵敏度，来确定一个电感值使得在保持PER小于1%时信号源的电平最低。

DUT置于接收从信号发生器发的1000或10000有效包的模式(NODETEST命令’rx’）。通常用于调试的是中间频点(2445MHz,ZigBee情形)，建议在调试工作完成之前检查高低信道来确保接收灵敏度在频段内的差别小于1dB。