[NORDIC技术资料] 北欧半导体nRF70系列设备调试和表征应用笔记

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发表于 2023-3-8 15:46 | 显示全部楼层 |阅读模式来自中国广东深圳

本文档提供有关 nRF70 系列设备调试（生产线）和表征（产品开发）目的所需步骤的信息。
在生产线上，一些步骤是可选的，取决于您的产品或用例。大多数步骤涉及更新 nRF70 系列设备中一次性可编程 (OTP) 存储器的一小部分区域。使用 nRF Connect SDK 中包含的 Wi-Fi® 无线电测试示例执行所有步骤，包括对 OTP 存储器进行编程。

2 生产线操作
本节提供了推荐和可选步骤的摘要。

Step	Description	Requirement
1	Crystal/crystal oscillator frequency trimming	Recommended
2	MAC address programming	Recommended
3	QSPI encryption key programming	Optional
4	Assembly test	Optional

表 1：生产线步骤
在对 OTP 存储器中的任何值进行编程之前，请设置寄存器 REGION.PROTECT 以允许完全读/写访问。有关详细信息，请参阅第 13 页的 OTP 存储器编程。

2.1 晶振/晶振频率微调
IEEE 802.11 规范定义了可以容忍的最坏情况下的频率偏移，以 ppm 为单位测量。
该限值在 5 GHz 频段为 ± 20 ppm，在 2.4 GHz 频段为 ± 25 ppm。此限制可确保所有调制方案的解调都成功，即使发送方和接收方都表现出最坏情况下的相反偏移也是如此。该限制需要在整个工作温度范围内保持不变。
偏移量是所选晶体和片上晶体振荡器电路的组合。 nRF70 系列器件包括一个可编程电容器组，可配置为校正此频率偏移。该电容器组的配置需要使用经过校准的测试设备来确定，并将生成的参数（微调值）编程到 nRF70 系列设备上的 OTP 存储器中。
下表显示了需要管理的 ppm 偏移量。

Offset source	Ppm offset	Mitigation
Crystal oscillator variation over process	± 24 ppm	production line trim
Crystal oscillator stability over temperature	± 3 ppm	None
Crystal tolerance	Crystal dependent Typically ± 20 ppm	Production line trim
Crystal stability over temperature	Crystal dependent Typically ± 10 ppm	None
Crystal aging	Crystal dependent Typically ± 3.5 ppm	None
Production line trim accuracy	± 3.5 ppm	None

该表显示有多个源无法修整，因此必须包含在 IEEE 802.11 的 ± 20 ppm 限制（或 ± 25 ppm，如果仅在 2.4 GHz 频带中运行）。这些是晶体振荡器和晶体随温度的稳定性、晶体老化以及微调功能本身的分辨率或精度。要在扩展的温度范围内工作，有必要调整晶体/晶体振荡器组合。除了 ± 24 ppm 晶体振荡器变化之外，微调功能还具有足够的范围来微调具有 ± 20 ppm 容差的晶体。

2.1.1 确定微调值
要确定微调值，建议以已知频率传输调制数据包或载波。然后使用矢量信号分析仪 (VSA) 测量调制数据包的频率偏移或使用频谱分析仪 (SA) 测量载波。使用不同的微调值重复此操作，直到找到最小载波频率偏移 (CFO)。然后将该值编程到 OTP 存储器中。
晶体振荡器微调范围是 0 到 127，其中 0 代表晶体振荡器产生的最高频率，而 127 代表最低频率。
下图显示了 CALIB_XO 过程。

图 1：CALIB_XO 过程