探究CC2640 CC1310高低溫測試

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作者: TI 工程師 Daniel Fang/Frank Xiao

CC13/26XX是TI全新一代支持Sub1G、2.4G 私有協(xié)議、BLE、Zigbee、RF4CE和6LowPan的超低功耗多協(xié)議SOC處理器。CC2640為BLE低功耗藍(lán)牙芯片, CC1310為支持低于1GHz的無線產(chǎn)品SOC。在datasheet都標(biāo)注其支持的溫度范圍為-40至85℃，而在實(shí)驗(yàn)室高低溫箱做高低溫測試，運(yùn)行CW載波，頻偏在該溫度范圍下似乎都超出了范圍。那實(shí)際研發(fā)的終端產(chǎn)品在-40至85℃還能穩(wěn)定工作嗎？

圖一

下面我們以CC2640實(shí)際做測試，運(yùn)行CW載波，設(shè)置中心頻點(diǎn)2.402GHz，發(fā)射功率5dBm；

CC2640在室溫20℃上電，升溫到85℃，持續(xù)15分鐘，然后降溫到-40℃，同樣持續(xù)15分鐘，整個(gè)過程測試正常；

全溫度范圍測試似乎沒什么問題，我們進(jìn)一步做下面兩個(gè)極端測試。

CC2640在室溫20℃上電運(yùn)行，然后升溫。在最高極限+85℃時(shí)對芯片進(jìn)行斷電復(fù)位操作，然后溫度再逐步降到-35℃，在-35℃時(shí)測得的頻譜圖如下，我們發(fā)現(xiàn)此時(shí)中心頻點(diǎn)發(fā)生偏移。

圖二

接著上面的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)降低到最低-40℃，在此刻對芯片進(jìn)行斷電復(fù)位操作，然后溫度再逐步升到85℃，在85℃時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)中心頻點(diǎn)偏移到2.40072GHz。

通過上面兩個(gè)極端實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，通過在任一極限的溫度點(diǎn)復(fù)位后，在運(yùn)行到溫度的另一端，頻偏增加明顯，而室溫上電后整個(gè)溫度范圍內(nèi)沒有復(fù)位操作，測試正常，這是什么原因呢？

這是因?yàn)镃C13/CC26XX的射頻信號時(shí)鐘均來自于芯片外部的24M晶振源，而實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS對外部24M晶振執(zhí)行calibration校準(zhǔn)發(fā)生在：

上電啟動，復(fù)位或者從Standby喚醒時(shí)刻，執(zhí)行calibration PLL 校準(zhǔn)

校準(zhǔn)之后再進(jìn)入Tx或Rx狀態(tài)

而在發(fā)CW連續(xù)發(fā)載波的過程中，只有上電一開始執(zhí)行了一次頻率校準(zhǔn)，而后芯片一直處于Tx連續(xù)發(fā)送狀態(tài)，不再執(zhí)行calibration 校準(zhǔn)，因此隨著溫度變化而發(fā)生偏移，導(dǎo)致頻偏增大。而一旦有Reset或退出Standby狀態(tài)，便會執(zhí)行calibration校準(zhǔn)，頻率立刻恢復(fù)正常。所以在上述頻偏很大的時(shí)候做Reset操作，發(fā)出的CW頻點(diǎn)便立刻恢復(fù)正常。

下面我們同樣對CC1310進(jìn)行高低溫實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：非調(diào)制CW波，中心頻點(diǎn)433M，最大功率發(fā)送。

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(diǎn)為433.184Mhz，最大頻偏達(dá)到184KHz，但是復(fù)位后頻率恢復(fù)正常，432.9994Mhz, 14.8dBm；

3． 55℃至85℃頻偏增加，但是同樣復(fù)位后恢復(fù)正常，頻率正常；

結(jié)論：

在實(shí)驗(yàn)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(guān)系，但是一旦有復(fù)位操作頻率立刻恢復(fù)正常，驗(yàn)證了 calibration執(zhí)行的重要性。

在實(shí)際產(chǎn)品中，CC2640打開POWER_SAVING，不管是CC2640還是CC1310在兩次收發(fā)的間歇，RTOS都會自動進(jìn)入Standby模式，因此在Tx和Rx之前都會提前執(zhí)行calibration校準(zhǔn)，所以實(shí)際產(chǎn)品在-40至85℃工作是不存在頻偏問題，沒有問題。

編輯：金巧