【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

2018-08-18 UMS
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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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品类:卫星导航射频收发器

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品牌:西南集成

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品牌:QORVO

品类:混合IC

价格:¥8.0568

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品牌:Eastsoft

品类:射频收发器芯片

价格:¥4.0500

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品牌:华普微电子

品类:射频收发器

价格:¥5.0000

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品牌:诺领科技

品类:窄带物联网(NB-IoT)系统芯片

价格:¥30.0000

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工控触摸一体机定制

提供7~27寸工控机定制,支持嵌⼊式/ 壁挂式 /桌⾯式/悬挂式等安装方式,采用纯平⾯板IP65防尘防⽔等级,莫⽒7级硬度触摸屏,兼容多种操作系统:组态软件/安卓/XP/win7/8/10/Linux等,支持主板、接⼝、外观、⽀架、刷卡器、⾝份证阅读器、LOGO、⻨克⻛、系统、电池、蓝⽛、4G/5G、摄像头、GPS系统、⼆维码扫描器、指纹等特殊应⽤场景定制

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压力传感器定制

可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压;数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O,温度补偿范围-20~85ºС;模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信,具备多种小型SIP和DIP封装可选择。

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