AN1127: Power Amplifier PowerConversion Functions in RAIL 2.x
在许多无线应用中，由于传输协议、规则或能量限制的限制，了解给定设备的功率输出是至关重要的。然而，由于阻抗匹配不良或寄生，即使对于一个给定的芯片，基于芯片所安装的电路板或模块，输出特性也可能大幅度变化，这一问题变得复杂起来。本应用说明概述了如何解释Silicon Labs EFR32系列芯片的定制板和应用程序之间的差异。
要点：
•介绍了EFR32功率放大器及其在轨道中的管理。
•提供有关为默认转换函数生成自定义曲线的说明。
•提供了修改con版本功能的示例。
EFR32系列芯片都配备了三个功率放大器（PA）：
•高功率2.4 GHz功率放大器。
•低功耗2.4 GHz PA（功率0 dBm及以下）。
•Sub GHz功率放大器。
每一个PA都有一个独特的离散“功率级”，它们只是控制活动PA的不同寄存器设置的抽象。对于每个PA，可使用以下功率级别：
•高功率2.4 Ghz:0-252。
•低功耗2.4 Ghz:1-7。
•次GHz:0-248。
尽管功率电平的数量在各个功率放大器中有所不同，但对于给定功率放大器，较高的功率电平通常表示较高的dBm输出功率。然而，重要的是要认识到，PA功率电平并不总是与跨电路板和应用程序的相同dBm输出功率相对应。
活动PA的功率级别由RAIL_getxpower和RAIL_setxpower API控制。RAIL_getxpowerdBm和RAIL_setxpowerdBm也允许用户与dBm输出功率值交互，但它们只是将对RAIL_convertrawtobm、RAIL_ConvertDbmToRaw、RAIL_setxpower和RAIL_getxpower的调用组合起来的实用函数。它们本身没有添加新的功能或特性。有关更多详细信息，请参阅Simplicity Studio SDK附带的RAIL文档。
尽管这些功放功率水平增加了功放控制的另一层复杂性，但它们为用户提供了更多的控制，以解释功放和定制板之间的寄生和阻抗不匹配。在rail1.x中，用户只能在dBm中与PA输出功率接口，并提供线性偏移，这通常不足以解决复杂的PCB-PA交互。现在，RAIL允许用户通过RAIL-ConvertDbmToRaw和RAIL-convertrawtobm函数为他们定制的板的每个PA功率级分配精确的dBm功率。请注意，这些函数在原始功率级和deci dBm或dBm*10之间转换，以允许更高精度的dBm值。虽然Silicon Labs为这些函数提供了一个默认的实现来进行转换，但是用户也可以覆盖这些另一个转换函数，从用于所有可能的PA功率级组合的高度精确但占用大量空间的509元素查找表到不太可靠的解决方案，例如仅包含少数几个的查找表与感兴趣的dBm输出功率级相对应的功率级（见3。附录：在功率电平和dBm输出功率之间转换的替代方法，了解有关创建自定义转换函数的更多信息）。
在默认的转换函数实现中，Silicon Labs使用PA功率电平与dBm输出功率之间映射的8段分段线性曲线拟合，在这些量之间进行转换。高功率2.4GHz功率放大器和Sub GHz功率放大器有一条曲线。对于这两个功率放大器，该方法在功率级精度、计算速度和代码大小之间提供了很好的平衡。低功耗2.4GHz只有7个可能的值，它的转换是通过一个简单的查找表来处理的。本应用程序注释的其余部分重点介绍如何为自定义应用程序生成曲线数据（坡度和y轴截距），与当前在pa_curves_efr32.h中找到的默认值类似。换句话说，它假定RAIL_ConvertDbmToRaw和RAIL_ConvertRawToDbm中的现有方法适用于您的应用程序，不会被覆盖，但是这些函数的参数需要引脚对自定义板进行调整。
在以下步骤中，使用railtest和pa_customer_曲线_适合.pyflexsdk2.3.0或更高版本中rail2.4或更高版本的脚本，即使您是在早期的flexsdk2.x版本中开发的。对应用程序和脚本进行了一些改进，将微妙地改善结果。如果您已经根据第2.1节“高功率2.4 GHz PA”和“Sub GHz PA”中的过程生成了CSV文件，则可以简单地重新运行较新的PA_customer_曲线_适合.py在现有的CSV上。不需要再次运行扫描来重新生成csv
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AN1127:rail2.x中的功率放大器功率转换功能 |
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Application Note,应用笔记,应用笔记或设计指南 |
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详见资料 |
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中文 英文 中英文 日文 |
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2018/07/20 |
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Rev. 0.2 |
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AN1127 |
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793 KB |
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产品型号
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品类
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Protocol Stack
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Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)
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Flash(kB)
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RAM(kB)
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GPIO(个数)
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Operating Temperature(℃)
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Storage Temperature(℃)
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Pin Count
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AVDD Supply Voltage(V)
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EFR32MG12P433F1024GL125-C
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Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
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Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN
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2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm
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1024kB
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256kB
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65
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-40℃~85℃
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-50℃~150℃
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产品型号
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品类
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MCU Core
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Core Frequency (MHz)
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Flash
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RAM
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Secure Vault
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Bluetooth
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Bluetooth 5
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Bluetooth Mesh
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Cryptography
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Output Power Range (dBm)
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GPIO
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I²C
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SPI
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I²S
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Receive Sensitivity
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ADC
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Comparators
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Temperature Range (ºC)
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Package Type
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Package Size(mm)
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EFR32BG24B110F1536IM48-B
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Bluetooth®Wireless SoC
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ARM Cortex-M33
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78
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1536
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256
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High
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5.3
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Bluetooth 5
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Bluetooth Mesh
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AES-128;AES-256;ECC;SHA-1;SHA-2
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-20 to 10
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28
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2
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3
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-97.6DBM(1Mbit/s GFSK)
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