[BlueNRG] 通过 BlueNRG-LP 驱动外部 RF 前端

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 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
   BlueNRG-LP 是一款超低功耗的蓝牙低功耗 SoC 器件,在天线连接器处可达到+8 dBm 输出功率。然而,蓝牙标准允许的最大输 出功率为+20 dbm(当地法规仍然可以将输出功率限制在较低的值)。

评论

了解了,不错  发表于 2024-7-16 14:03
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:26 | 显示全部楼层
由于该原因,BlueNRG-LP 提供了控制外部 RF 前端的可能性,可以通过使用集成的功率放大器来增加输出功率。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:27 | 显示全部楼层
除了功率放大器(PA), RF 前端通常还可以集成一个低噪声放大器(用于提高灵敏度)、TX/RX 开关电路、匹配网络和谐波滤 波器。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:27 | 显示全部楼层
一、RF 控制信号            

        通常来说,一个外部前端至少要有 2 个引脚来控制,从而选择性地将天线连接到 PA 的输出或 LNA 的输入(LNA 可能不存在)。在 LNA 不存在的情况下,射频开关可以直接将 TX/RX 引脚与天线连接。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:27 | 显示全部楼层
下面显示了一个外部前端的简单框图示例。前端内部可能有其他功能块(例如 PA 上的谐波滤波器),或 TX/RX 端 口和天线之间的旁路路径。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:27 | 显示全部楼层
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:27 | 显示全部楼层
为了控制外部前端,需要从 SoC 生成一些信号。通常只需两个信号即可:前者控制 TX 路径,后者控制 RX 路径。 这些信号控制前端的方式会因制造商而存在差别。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:28 | 显示全部楼层
此外,在无线电处于传输或接收状态之前,总是需要预测 TX_EN/RX_EN 信号。这是因为功率放大器稳定功率需要 一定的时间,同时也会消耗大量的电流,由此便会导致 BueNRG-LP PLL 不稳定。 因此,无线电定序器会产生两种信号:
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:28 | 显示全部楼层
TX_SEQUENCE,当无线电定序器将要启动传输时,此信号将升高;当内部 PA 被关闭时,此信号则降低。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 19:28 | 显示全部楼层
RX_SEQUENCE,当无线电定序器准备开始接收时,此信号将升高;当无线电离开 RX 状态时,此信号则降 低。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:24 | 显示全部楼层
TX_SEQUENCE 从低到高的转变发生在无线传输首个比特之前。同样,RX_SEQUENCE 从低到高的转变发生在 无线电处于接收状态之前。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:25 | 显示全部楼层
以上时间控制取决于状态(TX 或 RX)和 PLL 校准是否完成。每次使用不同的射频通 道时都要进行 PLL 校准
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:25 | 显示全部楼层
时间控制见表 1. 射频控制信号和 TX/RX 状态之间的延迟。这些时间控制基于硬件需求, 并由固件相应地设置。  
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:26 | 显示全部楼层
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:26 | 显示全部楼层
下图中的框图显示了 BlueNRG-LP 与外部前端之间的必要连接。TX_CTRL 和 RX_CTRL 是用于控制前端的引脚, 可因所用的控制模式而异。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:26 | 显示全部楼层
如果前端已经集成了阻抗匹配和合适的谐波滤波器,则无需外加匹配网络和谐 波滤波 器。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:26 | 显示全部楼层
图 2. BlueNRG-LP 与射频前端的连接框图
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:26 | 显示全部楼层
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:27 | 显示全部楼层
二、RF 控制模式

        BlueNRG-LP 中有两种选项用于使用由无线电定序器产生的 TX/RX 序列信号。
 楼主| hdahd 发表于 2024-7-14 21:27 | 显示全部楼层
1. 自动模式,即内部 TX_SEQUENCE 和 RX_SEQUENCE 信号被路由到 SoC GPIO。这些信号可能与前端的控 制逻辑不兼容
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