【经验】射频收发器CHC2442的PCB布局要点、端口小结及相关配套软硬件的入门指导

时间： 2018-08-18 来源：UMS

技术问答

UMS（United Monolithic Semiconductors）是全球通信、雷达、电子晶圆、射频系统的MMIC供应商。其24G雷达收发芯片，业界唯一GaAS工艺，占据全球市场份额60%以上。CHC2442就是其中一款雷达收发产品，本文提供了一份官方的应用笔记。

CHC2442射频收发器芯片简介

24G雷达技术如今在军事领域以及民用产品上已经得到了广泛的运用，譬如门禁识别、智能设备、测速定位仪器设备等。这些应用都会用到雷达方案，市面上的雷达收发方案，有着集成度不高、探测的范围及距离有限、灵敏度较低及成本超高等方面的劣势。UMS公司提供的CHC2442雷达收发方案，却有效的解决了这些问题，集成度目前堪称市面最强，其设计灵活，成本上也得到很好的控制，少量器件即可搭建起最小测试平台。CHC2442射频收发器工作在24GHz ISM频段，采用频率调制的连续波（FMCW），发射功率最大可达13dBm，接收增益37dB,采用3.3V供电，QFN封装可以有效的减少PCB布局成本。

硬件需求：

1，UMS官方DEMO板 n°502256A 或者客户自己设计的PCB板。

2，选配件：

●USB转SPI板（MCP2210）

●Mini口USB线缆

●连接线缆，如电源线和RF线缆

●带有专用软件的USB秘钥

●软件环境要求

Windows系统PC

安装MCP2210_SpiTerminal-v1.0.zip（USB-SPI客户端）

●CHC2442 SPI 寄存器定义和配置表格（CHC2442 SPI settings.xlsx）

文件需求：

CHC2442数据手册

CHC2442框图：

图1 CHC2442框图

CHC2442 PCB：

接下来的这个示例，可用来制作CHC2442 PCB参考设计：

●Rx 和 Tx 端口需要小心地走线和布局，从而避免耦合。

●更多的设计细节需要查阅“PCB_CHC2442.pdf”、“Eval_Board_CHC2442.pdf” & dxf 等文件。

图2 CHC2442 PCB设计图纸样例

CHC2442引脚描述：

图3 CHC2442引脚描述

偏置器件配置：

下面的推荐设计，可用于客户PCB设计以实现网络和解耦：

●所有的物件尽可能的设计在一起

●Vcc1, Vcc2, Vdd, Vvco, VLO/VTX

●Vtx1 & Vtx2 未使用

●推荐解耦如下图：

图4 推荐解耦设计

CHC2442端口小贴士：

1，预分频器1.5GHz端口：

●未使用1G5输出时，应保持浮空。

●当加载单端模式时，应该串入一个1nF的电容做AC耦合，以避免DC直流影响。

●无串行电容时可用做差分模式

2，PT端口：

●PT是Rx通道内置的测试引脚，用于检测接收链路是否正常。

●比如输入1MHz的方波到PT端，PT模式下SPI_B14＝'1' (B14控制RX通道自测试),那在IF输出上检索低电平信号PT_freq/2＝500kHz。

●这个端口可以用作检测接收链路是否正常，亦可在后续过程中调试。

图5 PT端口功能示意图

3，引脚27，SO：

这是24位移位寄存器的MSB输出位，这可以用来检查正确的数据是否已经通过移位REG加载完成。

4，ANA：

MUX输出 B16-B15=“11”，在内部是没有使用或连接的。

5，IF输出：

推荐的低直流电流配置如下：

●SPI设置：第17位设置为0，即Bit 17 =‘0’

●IF加载，Zif需要不小于500Ω，且在两输出端口路径上需要串上直流阻塞电容器

●外部的直流阻塞电容器可以用于HPF滤波

CHC2442 SPI推荐配置：

参见CHC2442 SPI 寄存器定义和配置表格（CHC2442 SPI settings.xlsx）

图6 SPI寄存器配置表

CHC2442 VCO调优斜率

参看CHC2442_Freq_vs_Vtune xls文件，该文件记录的是典型的VCO调优斜率数据，如下所示：

图7 VCO调优斜率图

CHC2422测试板+USB-SPI接口用户指南：

图8 CHC2422 测试版+USB-SPI

软件配置及使用：

1，拷贝文件MCP2210_SpiTerminal-v1.0.zip到电脑，然后解压文件。默认解压出文件夹MCP2210_SpiTerminal-v1.0。

2，在文件夹MCP2210_SpiTerminal-v1.0里面，启动MCP2210_SPI_Terminal.exe，启动后界面如下：

图9 CHC2442 SPI配置软件界面

3，连接USB-SPI和CHC2442测试板

图10 CHC2442与USB-SPI连接示意图

4，软件配置：设置界面

图11 软件视图

5，GP0设置与SPI参数设置

图12 GP0与SPI设置示意图

6，CHC2442 SPI寄存器设置

打开CHC2442 SPI settings.xlsx配置文件，在配置区域配置所需要配置的参数，完成配置，得出24位配置数据。参考图6示意。

7，数据填充

将上一步骤得到的SPI 24位寄存器配置数据，填充到软件中的数据发送区域，分3行，高字节在上，如图13所示。

图13 填写24位寄存器值到发送数据区

8，传输数据

寄存器配置数据完成后，点击‘传输SPI数据’按键，至此，CHC2442已配置到所期望的配置值。

图14 开始传输SPI数据按钮

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全部评论（6）

mmfan Lv5. 技术专家 2019-07-19

很不错啊
Jordon Lv4. 资深工程师 2019-01-31

很nice
Clarence Lv8. 研究员 2018-10-24

学习
wch7475 Lv8. 研究员 2018-10-17

参考学习
国丰 Lv7. 资深专家 2018-08-18

参考下

yuyu Lv8. 研究员 2018-08-18

学习了！

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