【经验】如何手动计算射频收发器Si4438中心频率？

时间： 2017-11-13 来源：Silicon Labs 作者：Carol

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Si4438是SILICON LABS专门针对中国ISM频段推出的无线射频芯片，其频率范围是425MHz ~525MHz。由于其高射频性能、低功耗以及高性价比等特点，在无线抄表、智能报警以及远程监控等市场被广泛使用。熟悉Si4438的工程师都知道，它的几乎所有的参数都是通过WDS软件图形化配置生成，无需花时间学习Si4438的寄存器，既方便操作又减少开发周期。一般我们不建议客户手动计算Si4438的参数，WDS软件内的调制解调器配置计算器会根据选用的XTAL频率自动计算出结果，但是还是经常有工程师反映，应用中有手动的修改中心频率的需求，因此需要了解到底如何计算得到寄存器的值？本文档为大家介绍如何手动计算Si4438中心频率的。

Si4438内部集成 Fractional-N PLL合成器，该合成器可在425-525MHz范围内工作。使用合成器有很多优势，合成器在选择数据传输速率、频偏、信道频率、和信道间距时有较大的灵活性。发射调制通过小数分频器可直接应用于数字域的环路，实现非常高的精确度和对发射偏差的控制。425-525MHz频段内的频率分辨率是14.3Hz，在其他频段内的分辨率会更高。PLL的标称参考频率是30MHz，但是也可以使用任何从25到32MHz的XTAL频率。PLL使用的是带有集成片式电感器的差分LCVCO。VCO的输出端紧接着可配置的分频器，可以将信号分频降到需要的输出频率频段。因此，通过改变合成器的整数和小数设置就可以改变基础频率。基础频率的计算公式如下(见Datasheet的5.3.1节)：

注意：上面公式中的 fc_frac/2¹⁹值必须是 1 和 2 之间的一个数字，因为fc_frac通过寄存器FREQ_CONTROL_FRAC的0-19位配置获得，fc_inte通过寄存器FREQ_CONTROL_INTE的0-6位配置获得，freq_xo表示外部无源振荡器频率，通常是30MHz。

通过上面的公式得知，通过配置寄存器FREQ_CONTROL_INTE和FREQ_CONTROL_FRAC就能得到基础频率，相反，通过基础频率可以推算出这两个寄存器的数值。例如，想得到433.3MHz的基础频率，带入公式计算后可以得到fc_inte的值是56，fc_frac的值是929737，转换成十六进制的数据fc_inte为0x38，fc_frac位0xE2FC9，与WDS生成的寄存器值一致。计算出寄存器的值后，就可以通过调用si446x_set_property函数来重新更改Si4438的寄存器。查看Si4438的API文档知道FREQ_CONTROL_INTE和FREQ_CONTROL_FRAC寄存器的Group ID都是0x40，Property ID分别是0x00和0x01、0x02、0x03，FREQ_CONTROL_FRAC是24位寄存器，占用3个Property ID。因此调用函数如下：si446x_set_property(0x40，4，0x00，0x38，0x0E，0x2F，0xC9)。

在使用多频率或多通道的应用中，每次需要改变频率时不建议写进四个 API 寄存器中。Si4438提供EZ频率编程，只需要单个寄存器写入（通道编号）来改变频率。首先通过编程合成器的整数和小数部分来设置基础频率。该基础频率对应通道0。下一步，通道步长被编程至FREQ_CONTROL_CHANNEL_STEP_SIZE_1和FREQ_CONTROL_CHANNEL_STEP_SIZE_0 API 寄存器中。产生的频率将为：

FREQ_CONTROL_CHANNEL_STEP_SIZE通过如下公式计算：

注意：上面公式中outdiv的值为8，NPRESC的值为2，freq_xo表示外部无源振荡器频率，Desired_Stepsize_Hz表示期望的通道步长。

START_RX 或 START_TX 的第二个自变量是通道，可以为 EZ 频率编程设置通道编号。例如，如果通道步长设为250KHz，带入上面公式可以得到FREQ_CONTROL_CHANNEL_STEP_SIZE寄存器的值为0x4444。假如INTE 和 FRAC API 寄存器的基础频率均设置为 433.3 MHz，并在 START_TX 命令中对编号为 5 的通道进行了编程，产生的频率为：433.3 MHz+5 x 250 KHz，即434.55 MHz。如果通道自变量未作为 START_RX/TX 命令的一部分写入，那么通道自变量会默认回到之前的数值。通道的初始值为 0；因此，如果没有写入通道值，那么会写入已编程好的基础频率。

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晴天小刀 Lv4. 资深工程师 2017-11-16

pll
ggss Lv8. 研究员 2017-11-13

学习学习。
yuyu Lv8. 研究员 2017-11-13

学习下！

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