【经验】使用频谱仪测试无线模块EFR32FG23的发射功率和频偏的方法
本文使用SILICON LABS无线SoC芯片EFR32FG23的BRD4265B无线模块作为测试对象,介绍如何使用Simplicity Studio 5软件配置railtest工程,并使用频谱仪测试EFR32FG23模块的发射功率和频偏的方法。
1、测试EFR32FG23模块的发射功率和频偏,需要使用railtest工程,所以我们先在Simplicity Studio 5 软件创建railtest工程。在软件的菜单栏点击File,将鼠标移到New,再点击Silicon Labs Project Wizard。
2、在New Project Wizard的Target, SDK页面,在Target Boards中输入EFR32FG23模块的型号,这里以BRD4265B模块为例(用户自己做的板子,也可以先选择一个模块型号,后面再修改参数);在SDK中选择需要使用的SDK版本,在IDE / Toolchain中选择编译器,本文使用的是Simplicity IDE / GNU ARM v10.2.1编译器,点击NEXT。
3、在Examples页面的Filter on keywords中输入railtest,点击Flex (RAIL) - RAILtest例程,点击NEXT。
4、在Configuration页面,可以不用修改,直接点击FINISH,开始创建railtest工程。
5、railtest工程创建完成后,在radio_settings.radioconf文件的Select radio PHY中选择一个合适的无线参数。如果软件自带的频率、调制、速率、频偏不能完全满足用户的需要,可以点击Customized右边的按钮,然后修改相关的参数。本文使用了默认的434 MHz频率、2GFSK调制,100 kbps速率,50 KHz频偏。
6、双击打开railtest.slcp文件,点击SOFTWARE COMPONENTS,在右边的搜索栏输入eusart,点击IO Stream: EUSART下面的vcom,再点击Configure;
在IO Stream: EUSART(vcom)中,可以根据用户模块的引脚定义修改串口的GPIO。
7、将EFR32FG23模块连接J-Link和USB转串口工具,编译railtest工程,将编译好的固件烧录到EFR32FG23模块中,可以在串口调试助手中看到EFR32FG23芯片打印的信息。由于railtest工程默认让EFR32FG23模块工作在RX模式,所以我们需要发送 rx 0 命令让EFR32FG23退出RX模式;接下来设置EFR32FG23模块的发射功率,例如发送 setPower 100 命令将发射功率设置为10 dBm(如果需要将发射功率设置为20 dBm,则发送 setPower 200);然后发送 setTxTone 1 命令让EFR32FG23模块发送单载波信号。
在频谱仪上测到的频率为433.994660MHz,我们设置的频率是434MHz,所以频偏为-5340Hz。为了测试到的频偏数据更准确,建议把频谱仪的Span设置为100kHz。
8、接下来需要校准频偏,先发送 setTxTone 0 命令让EFR32FG23模块停止发送信号,再发送 getCtune 命令获取当前的 Ctune值,本文获取到Ctune值为0x076;只需要改变Ctune值就可以校准频偏,如果测试到的频率偏大,就把Ctune值调大;如果测试到的频率偏小,就把Ctune值调小。我们这次测到的频率偏小,所以得把Ctune调大,发送 setCtune 0x05F 修改Ctune值为0x05F(0x05F是本文经过测试后得到的值,实际测试时需要根据测试结果选择合适的数据),再发送 setTxTone 1 命令让EFR32FG23模块发送信号。
从频谱仪可以看到现在的频偏只有170Hz。可以根据以上步骤多测试几个Ctune值,得到一个最小的频偏。注意使用railtest工程只是为了得到EFR32FG23模块最小频偏时的Ctune值,在实际使用时,需要把测试到Ctune值写入到应用工程中,具体操作方法可以在平台搜索文章“EFR32FG23芯片通过设置CTUNE值来校准频偏的方法”。校准频偏后,我们再查看发射功率为9.92dBm,算上线损,可以满足预期的设计要求。
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