ZHCAB61 November   2020 AWR1843 , AWR2243

 

  1.   商标
  2.   摘要
  3. 1引言
    1. 1.1 背景 – 简单的单芯片应用
  4. 2级联不一致性来源及缓解策略
    1. 2.1 PCB 布线不平衡与器件工艺
    2. 2.2 温度漂移
    3. 2.3 安排运行时校准
  5. 3实现级联一致性和改进的相位性能
    1. 3.1 简要总结
      1. 3.1.1 建议步骤的序列和介绍性流程图
    2. 3.2 保存客户工厂的 RF INIT 校准结果
      1. 3.2.1 LODIST 校准说明
      2. 3.2.2 在客户工厂执行 TX 移相器校准并保存结果
    3. 3.3 客户工厂处基于角反射器的失调测量
      1. 3.3.1 基于角反射器的通道间不平衡
      2. 3.3.2 基于角反射器的 TX 移相器误差
    4. 3.4 现场恢复工厂校准结果
      1. 3.4.1 现场恢复 RF INIT 校准结果
      2. 3.4.2 现场恢复 TX 相移校准结果
    5. 3.5 基于主机的现场温度校准
      1. 3.5.1 禁用 AWR 器件的自主运行时校准
      2. 3.5.2 实现基于主机的通道间不平衡温度校准
      3. 3.5.3 切换 DSP 不平衡数据
      4. 3.5.4 实现 TX 移相器基于主机的温度校准
        1. 3.5.4.1 估算任何温度下的 TX 相移值
        2. 3.5.4.2 AWR1843TX 移相器的温度校正 LUT
        3. 3.5.4.3 AWR2243 TX 移相器的温度校正 LUT
        4. 3.5.4.4 恢复 TX 相移值 – 格式转换
        5. 3.5.4.5 恢复 TX 相移值 – 转换时序和限制
        6. 3.5.4.6 典型校准后 TX 移相器精度
        7. 3.5.4.7 在不同相位设置之间进行扫描时的温漂校正
        8. 3.5.4.8 不同移相器设置下的振幅稳定性
        9. 3.5.4.9 客户 PCB 20GHz 同步路径衰减对 TX 移相器的影响
      5. 3.5.5 环境温度与器件温度
  6. 4概念展示
  7. 5其他(干扰、增益变化、采样抖动)
    1. 5.1 处理现场干扰
    2. 5.2 关于 TX 功率和 RX 增益漂移与温度间关系的信息
    3. 5.3 线性调频脉冲开始与 ADC 采样开始之间的抖动
  8. 6结论
  9.   A 附录
    1.     A.1 术语
    2.     A.2 参考文献
    3.     A.3 级联一致性拟议方案的流程图
    4.     A.4 用于降低 TX 移相器温漂的 LUT
    5.     A.5 TX 移相器校准数据保存和恢复 API 的循环移位

基于角反射器的通道间不平衡

不平衡测量应使用 AWR 器件在多个不同的校准设置下完成,并针对各种工作温度进行优化。为了降低现场温漂,必须根据工作温度重新配置模拟设置。TI 建议在工厂以三种配置(温度指数/指标)执行失调测量:

  • 低偏置设置 – 即针对 –40°C 至 10°C 等低温优化的 RF 设置
  • 中偏置设置 – 即针对 0°C 至 50°C(大致为工厂校准温度)等中温优化的 RF 设置
  • 高偏置设置 – 即针对 40°C 至 140°C 等高温优化的 RF 设置

环境温度仍相同,而仅根据其他温度设置来改变器件的模拟配置。客户可以根据传感器预计的现场温度范围来固定对应于低偏置、中偏置和高偏置设置的温度范围,并允许存在较小的转换重叠。

测量步骤如下文所示。

  1. 发出配置文件、线性调频脉冲和帧配置 API 来设定所需的线性调频脉冲序列,包括 RX 增益、TX 功率和射频频率等。
  2. 在 0° TX 相移条件下执行这些测量,以避免 TX 相移非线性效应。
  3. 以迭代方式设定低偏置、中偏置和高偏置对应的 TX 增益代码、RX 增益代码(以及 AWR2243 的 LO DIST 代码)以及温度指数。表 3-1 展示了一个采用建议温度指标的示例。下文介绍了为 TI 毫米波 MMIC 设定各代码以及所需温度指标的建议步骤。
    • 对于 AWR1243、AWR1843、AWR1642:
      1. 使用 AWR RX GAIN TEMPLUT GET SB API 和 AWR TX GAIN TEMPLUT GET SB API 来获取各器件的自校准算法在此增益、功率和视频条件下的结果。输出为 LUT,它是温度的函数(分辨率为 10°C)。
      2. 根据上述 API 的结果,选择低偏置、中偏置或高偏置设置的 RX 和 TX 增益代码。
      3. 使用 AWR RX GAIN TEMPLUT SET SB API 和 AWR TX GAIN TEMPLUT SET SB API 来为每个级联的 AWR 器件设定所需的模拟设置(每个器件都具有其各自的值)。
    • 对于 AWR2243:
      1. 在为 TX、RX 和 LODIST 启用温度指数覆盖的情况下,使用 AWR RUN TIME CALIBRATION CONF AND TRIGGER SB,以及低偏置、中偏置或高偏置设置对应的温度指标。
  4. 使用 0° 方向的角反射来估算所有 TXm-RXn 组合条件下的通道间不平衡。测量每种偏置设置(低偏置、中偏置、高偏置)条件下的该值。表 3-2 展示了一个双芯片级联系统中不平衡数据的示例结构。
  5. 将每个指数(低偏置、中偏置、高偏置)的不平衡数据保存在传感器的非易失性存储器中,以供现场使用。
表 3-1 示例(器件)温度范围和 TX/RX 增益代码
设置 温度范围(示例) 建议用于 TX 增益代码的温度指数 建议用于 RX 增益代码的温度指数 建议用于 LO DIST 代码的温度指数(仅适用于 AWR2243)
低偏置 -40°C* 至 10°C 10°C

–40°C

(可确保 P1dB 的最低温度范围)

10°C
中偏置 0°C 至 50°C 50°C

25°C

(中温度范围)

50°C
高偏置 40°C 至 140°C* 140°C

140°C

(可确保噪声系数的最高温度范围)

140°C
指导原则 * 限制为传感器的现场预计工作范围 可确保输出功率的各个最高温度范围
  1. 在该条件下,RX 增益会在各个温度范围内随温度发生漂移,但不会对噪声系数和 P1dB 带来不利影响。
  2. 上述示例假定工厂测试期间器件温度为 25°C。如果器件温度明显更高,可以考虑进行适当的调整;另外,如果应用需要不同的工作温度范围,也可以进行适当的调整。
  3. 可从 RF INIT 校准状态报告 (AWR_AE_RF_INITCALIBSTATUS_SB) 或使用器件的温度监测 API 来获取器件温度。
  4. 各设置之间的转换温度不应与工厂校准温度相差过大。这样可以确保低偏置和高偏置条件下校准更加准确。
表 3-2 双芯片级联中通道间不平衡的示例结构
器件 1 器件 2
RX1 RX2 RX3 RX4 RX1 RX2 RX3 RX4
低偏置 器件 1 TX1 0 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18
TX2 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28
TX3 A31 A32 A33 A34 A35 A36 A37 A38
器件 2 TX1 A41 A42 A43 A44 A45 A46 A47 A48
TX2 A51 A52 A53 A54 A55 A56 A57 A58
TX3 A61 A62 A63 A64 A65 A66 A67 A68
中偏置 器件 1 TX1 0 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18
TX2 B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 B28
TX3 B31 B32 B33 B34 B35 B36 B37 B38
器件 2 TX1 B41 B42 B43 B44 B45 B46 B47 B48
TX2 B51 B52 B53 B54 B55 B56 B57 B58
TX3 B61 B62 B63 B64 B65 B66 B67 B68
高偏置 器件 1 TX1 0 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18
TX2 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28
TX3 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38
器件 2 TX1 C41 C42 C43 C44 C45 C46 C47 C48
TX2 C51 C52 C53 C54 C55 C56 C57 C58
TX3 C61 C62 C63 C64 C65 C66 C67 C68