RF常见问题
1. 射频的PI电路可以简化或移除吗?
靠近GR5xx端的PI电路用于匹配芯片内部PA,不能简化和移除。该电路的电感值和电容值不建议改变,建议保持和推荐电路一致,PCB设计遵循对应硬件设计指南相应的RF端口设计要求,如因结构等原因不能完全遵循PCB设计要求,回板后的RF性能不太理想,可以在射频或硬件工程师试验验证后适当地微调参数,通常可以按照PA Load Pull匹配方法来调整参数,详见《GR5xx RF匹配调试指南》。另外,从芯片PI出来后的RF通道上的阻抗是50 Ω,可以兼容市面上任意2.4 GHz频段的天线(2400 MHz~2484 MHz)。
靠近天线端的PI电路是用于匹配天线的,该电路可以根据所使用的天线进行更改。天线的匹配问题,可以通过矢量网络分析仪测试S11参数或史密斯圆图进行简单的匹配调节。但是天线的增益、方向性等其他指标则建议寻求专业的天线厂完成匹配测试。
2. GR551x如何扩展PA或FEM提高传输距离?
GR551x支持扩展外部PA。
GPIO2作为外置PA RX使能,GPIO3作为外置PA TX使能信号。
需要在软件中配置对应功能,在RF电路动作TX或RX之前,会把对应的电平拉高,结束后会把电平拉低。
GR551x本身不使用这些信号来控制,仅用来控制外接的FEM。
3. GR5xx传导灵敏度、发射功率偏低有哪些原因?
RF匹配参数是否按照参考设计选型。
GR5xx RF布局匹配网络的第一个元器件放置在离RFIO引脚不超过1 mm的位置。
RF走线尽可能短而直,如结构限制需要转弯,则转角处要求倒圆弧。禁止出现直角或小于90°夹角走线。
RF线优选走表层,避免打过孔换层, 避免走线存在分支,RF走线下方必须保证完整参考地平面。RF线宽尽量设计和匹配器件焊盘一致,避免由于元器件的焊盘宽度与走线宽度不一致而破坏50 Ω传输线特性阻抗的连续性。
DC-DC纹波需要低于16 mV。
32M XO晶体时钟需要校准。
4. 为什么GR5331/GR5330系列的第一颗匹配电容有两个?
在FCC谐波测试中,需要在高次谐波位置做单独的滤波处理,比如参考设计的0.3 pF物料(GRM0335C1HR30WA01)是特殊选型,在7次谐波位置阻抗点最低(电容的自谐振点),2 pF物料(GRM0335C1H2R0BA01)在3次谐波阻抗位置最低,能够起到比较好的滤波效果。
5. 为什么GR533x系列VBAT_RF和GPIO0/1上面有小pF电容?
在FCC谐波测试中,GR533x系列的高次谐波主要通过RF_TX脚及其附近的管脚辐射出来,尤其是VBAT_RF引脚,所以我们特意增加了pF电容在VBAT_RF上。该电容选型也是特挑自谐振点在需要滤波的频段,比如GR5332系列选型3.9 pF(自谐振点在2次谐波位置),GR5331/GR5330系列选型2.0 pF(自谐振点在3次谐波位置)。
GPIO0/1在实测过程中也可能存在高次谐波的辐射,不过一般情况下这两个脚的pF电容只是作为调试位置预留,根据实际FCC测试结果来决定是否需要增加pF级电容滤波。
关于如何优化Layout来优化高次谐波,请参考《GR533x硬件设计指南》的RSE章节。
6. GR533x系列调制特性差怎么办?
GR533x系列测试若发现调制特性指标比较差(比如典型的df2 99%指标、max drift rate等),或者出现指标Fail蓝牙协议,首先建议切换到SYSLDO供电模式查看,一般情况下都是DCDC电源纹波过大导致。
确定是DCDC电源问题之后建议调整VDD_RF滤波磁珠的参数,请参考《[GR533x Reference Design](https://www.goodix.com/zh/docview/GR533x Reference Design_V1.2?objectId=362&objectType=document&version=609)》推荐磁珠,选型时加大磁珠的DCR参数,一般情况下可以更好地抑制DCDC纹波。
检查DCDC纹波变大的原因,首先检查DCDC Layout的环路,看是否是DCDC IN/OUT的环路过大导致,需要更改PCB Layout,DCDC电源布局请参考《GR533x硬件设计指南》的电源Layout章节。
7. GR533x不同的PCB板子使用参考设计匹配参数达不到GR533x SK板子功率或灵敏度,原因是什么?
导致用户实际匹配参数和参考匹配参数差异的因素包括:
《[GR533x Reference Design](https://www.goodix.com/zh/docview/GR533x Reference Design_V1.2?objectId=362&objectType=document&version=609)》中的匹配参数基于GR533x SK板调试。
PCB叠层结构可能会影响RF走线的阻抗和寄生参数。
使用了与参考设计推荐BOM不同的RF射频器件。
PCB结构限制导致Layout差异。
基于GR533x进行产品设计时,建议先参考《[GR533x Reference Design](https://www.goodix.com/zh/docview/GR533x Reference Design_V1.2?objectId=362&objectType=document&version=609)》中的推荐匹配器件贴片,然后根据实际产品的PCB叠层和布局,对匹配参数进行微调。详细的匹配调试指南请参考《GR533x RF匹配调试指南》。