CC2640 CC1310高低温测试

cc13/26xx是ti全新一代支持sub1g、2.4g 私有协议、ble、zigbee、rf4ce和6lowpan的超低功耗多协议soc处理器。cc2640为ble低功耗蓝牙芯片, cc1310为支持低于1ghz的无线产品soc。在datasheet都标注其支持的温度范围为-40至85℃,而在实验室高低温箱做高低温测试,运行cw载波,频偏在该温度范围下似乎都超出了范围。那实际研发的终端产品在-40至85℃还能稳定工作吗?
下面我们以cc2640实际做测试,运行cw载波,设置中心频点2.402ghz,发射功率5dbm;
cc2640在室温20℃上电,升温到85℃,持续15分钟,然后降温到-40℃,同样持续15分钟,整个过程测试正常;
全温度范围测试似乎没什么问题,我们进一步做下面两个极端测试。
cc2640在室温20℃上电运行,然后升温。在最高极限+85℃时对芯片进行断电复位操作,然后温度再逐步降到-35℃。
接着上面的实验继续降低到最低-40℃,在此刻对芯片进行断电复位操作,然后温度再逐步升到85℃,在85℃时,我们发现中心频点偏移到2.40072ghz。
通过上面两个极端实验我们发现,通过在任一极限的温度点复位后,在运行到温度的另一端,频偏增加明显,而室温上电后整个温度范围内没有复位操作,测试正常,这是什么原因呢?
这是因为cc13/cc26xx的射频信号时钟均来自于芯片外部的24m晶振源,而实时操作系统rtos对外部24m晶振执行calibration校准发生在:
上电启动,复位或者从standby唤醒时刻,执行calibration pll 校准
校准之后再进入tx或rx状态
而在发cw连续发载波的过程中,只有上电一开始执行了一次频率校准,而后芯片一直处于tx连续发送状态,不再执行calibration 校准,因此随着温度变化而发生偏移,导致频偏增大。而一旦有reset或退出standby状态,便会执行calibration校准,频率立刻恢复正常。所以在上述频偏很大的时候做reset操作,发出的cw频点便立刻恢复正常。
下面我们同样对cc1310进行高低温实验进行验证:非调制cw波,中心频点433m,最大功率发送。
温度(℃) 实测频率(mhz) 实测功率(dbm) 频偏(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
图三
1.-20至50℃ 频偏比较正常;
2.-25 至-40℃频偏加大,如上表,在-25℃频点为433.184mhz,最大频偏达到184khz,但是复位后频率恢复正常,432.9994mhz, 14.8dbm;
3. 55℃至85℃频偏增加,但是同样复位后恢复正常,频率正常;
结论:
在实验室我们可以通过一些极端测试反映出频偏和温度之间的关系,但是一旦有复位操作频率立刻恢复正常,验证了 calibration执行的重要性。
在实际产品中,cc2640打开power_saving,不管是cc2640还是cc1310在两次收发的间歇,rtos都会自动进入standby模式,因此在tx和rx之前都会提前执行calibration校准,所以实际产品在-40至85℃工作是不存在频偏问题,没有问题。


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