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NXP JN516x ZigBee RF 射频性能调试

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发表于 2022-11-25 23:31:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
NXP JN516x ZigBee RF 射频性能调试




软体环境搭建
  • BeyondStudio 下载安装:  NXP JN516x PRO IDE&SDK 下载链接:
  
1.jpg
           注:IDE=Integrated Development Environment
                 SDK=Software Developer’s Kit
  • 获取 JN516x Customer Module Evaluation Tool
         该工具包包含两部分:AN1172_CustomerModuleEvalTool & AN1172_ModulePerTest
         ① AN1172_CustomerModuleEvalTool 是这个工具的主要部分,它提供了除了 PER 测试外的其他所有测试功能。
         ② AN1172_ModulePerTest  是基于 JN516x 模块执行 PER 的测试。
  • 文件位置存放
          将包含  AN1172_CustomerModuleEvalTool & AN1172_ModulePerTest 这两个部分的文件夹存放于 \workspace 这个路径下。(例中 Beyondstudio 安装在 C 盘,也可安装于其他盘)
2.jpg
         以上软件安装完成,下面我们就启动 BeyondStudio 并将 JN516x Customer Module Evaluation Tool 导入进 BeyondStudio。

  • 导入步骤图如下:
         Step1: 导入

3.jpg
         Step2:在对话框中,展开 General,选择 Existing Projects into Workspace,单击 Next。
4.jpg
        Step3: 选中 Select root directory 选项,Browse…,找到 JN516x Customer Module Evaluation Tool 。

5.jpg
        Step4: 在工程下,选择需要导入的工程,单击 Finish ,导入完成。

6.jpg
       完成以上步骤,即完成导入。
       导入后,我们需要对其进行编译---编译 AN1172_CustomerModuleEvalTool (本例是对 JN5169 做的调试),如下图所示。

7.jpg
         注:对于 JN5169, 指定 JENNIC_CHIP=JN5169
               对于 JN5168, 指定 JENNIC_CHIP=JN5168
               对于 JN5164, 指定 JENNIC_CHIP=JN5164
               对于 JN5161, 指定 JENNIC_CHIP=JN5161

  • 将已编译的JN516x Customer Module Evaluation Tool 导入板端。
          Step1: 将模块连到电脑上,如图所示。
8.jpg
         Step2: 单击载入,出现如下界面。
9.jpg
        Step3: 载入中,等待载入完成即可。(软体环境搭建完成)
10.jpg
       以上软体环境全部搭建完成。

仪器准备--CMW500 设置

     Step1:
     打开 CMW500 后,按面板上的 Measures 键或快捷键 Ctrl + M,弹出
     如下画面并勾选 Measurements 进行功率与频偏测试。
11.jpg
   
     Step2:
     RF Setting/Config
12.jpg
     Step3:
     单击 Config 出现如下界面,并根据实际操作进行设置。
13.jpg
     Step4:
     Measure Control
15.jpg
    Step5:
    Analyzer Settings
16.jpg
    Step6:
    设置完成后,关闭小窗口,进入到 Spectrum 页面,快捷键
    Ctrl + enter 进行 Run,如下图所示。
17.jpg
     以上仪器设置准备完成。


板子与仪器的连接
   
     Step1:
     由于Π型电路还未匹配(未贴元件),所以在天线端先引出测试线1 进行测试,如下图所示。
   18.jpg
19.jpg
     Step2:
     将模块的 USB 转串口端接在 PC 上,将测试点 1 接在 CMW500。如下图所示。(连好后进行测试)
20.jpg
      以上板子与设备连接完成。
测试功率与频偏
     Step1:
     打开电脑里的串口并进行串口设置,串口设置如下。(串口安装包如下)



21.jpg
     Step2:
     将串口打开,按  这个图标打开。然后,按任意键,对于 JN5169 出现如下选项。
22.jpg
     Step3:
     ① 从上图选项中选择合适的 Module
     ② 现在会提示你选择 TX Power

23.jpg
      ③ 选择上一步后会出现 2.5dB 衰减器的开关选择,如下图所示:
24.jpg
      ④ 选择上一步后, 会提示你选择最大 RX Power
25.jpg
     ⑤ 如果你使用的工具是 AN1172_CustomerModuleEvalTool,则会出现如下测试项:
26.jpg

       ⑥ 如果你使用的工具是 AN1172_ModulePerTest,则可以测 PER(方法类似,这里就不赘述了)
       注:这两个工具不可以同时使用。
      ⑦ 选择 a 进行 Tx Power 的测试,测试结果如下图所示。


27.jpg

       ⑧ 可切换到 FFT Spectrum 看频偏,快捷键 Ctrl + enter 进行 Run,测试结果如下图所示,频偏较大。

28.jpg

      以上功率与频偏测试完成。

调试
  • 打开网络分析仪,并校准。
      1-1设置网络分析仪:Meas àS11(PORT1)/S22(PORT2)

29.jpg
     1-2按面板上的 Format à Smith(R+jX)

30.jpg

       1-3设置起始频点:按面板上的 Start 进行设置,如下图所示。
31.jpg

        1-4扫描点设置:按面板上的 Sweep Setup ,扫描点设置为 1601,如下图所示。

32.jpg

      1-5按面板上的 Cal à Calibrate
33.jpg
      1-6按1-Port Cal

34.jpg
        1-7将校准工具与网络分析仪相连,并分别对应短路(S),开路(O)及负载(L)进行校准。
35.jpg

36.jpg

        1-8按面板上的 Meas à S21/S12, Format à Log Mag,将 Port1 与 Port2 通过 Thru 如下图连接看插入损耗,如图,校准完成。
37.jpg
38.jpg
  • 将测试线作 Port extension
      2-1将测试线连在网络分析仪上,如下图所示。
39.jpg
       2-2按面板上的 Cal à Port extension à Auto Port Extensionà Measure Open à All ,完成。
40.jpg

  • 去掉电阻 R7,将板子测试线 2 连接到频谱分析仪上做匹配
     (1)去掉 C18 与 C20,并将串联元件 C21,L1及 C14 用 0Ω电阻。(了解 PCB 路径最原始阻抗)
     (2)利用 Smith Chart 跟匹配元件将阻抗 Tune 到50Ω。(口诀:上感下容,左并右串)
          ①首先串并联电感或电容把阻抗弄到通过50Ω的 Z-Plane/Y-Plane 圆上。(由负载端向源端进行匹配)
          ②再通过串并联电感或电容将匹配调至 Smith Chart 中心点(匹配点),一般达不到,但是越接近越好。
41.jpg
42.jpg
  • 匹配原则
     (1)电感电容值不要过小;
     (2)落地电容值不要过大;
     (3)整个频带的阻抗轨迹尽可能收敛;
     (4)电感/电容值不要过于冷门;
     (5)尽可能设计成低通滤波器。
  • 匹配结果如下图所示
      C14: 1.8pFà1.2pF ; C21à L: 2.7nH,其他值不变。
43.jpg
44.jpg
  • 频偏较大,将晶振电容C6、C7由 12pFà18pF ,频偏变好,测试结果如下图所示。
45.jpg
46.jpg
  • 匹配后功率也变好,测试结果如下图所示。
48.jpg



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