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AWR2243: 雷达芯片收发链路相关API命令配置及射频性能分析

Part Number:AWR2243

您好,

关于TI雷达芯片(以AWR2243为例)的收发链路寄存器配置和相应的射频性能,想咨询以下问题:

1、关于发射链路配置

当前支持的最大发射功率为13dBm,最小的发射功率可以到多少呢?看mmWave-Radar-Interface-Control.pdf里面关于TX output power back off有如下说明,最小支持的发射功率为13-9=4dBm吗?这个TX output power back off支持的功率衰减具体范围和步进是多少呢,还是只有0、3、6、9几个选择可配置?

此外,可以通过API命令配置发射通道的开关、发射功率、工作模式来验证发射链路的射频性能吗,比如配置单发射通道、单频点工作 或者单发射通道、扫频模式工作?

2、关于锁相环环路带宽的选择及寄存器的配置

由于锁相环环路带宽的配置直接影响到Chirp信号的相噪、线性度、支持的斜率等,想咨询下锁相环的寄存器配置,在AWR2243 Datasheet中有说明最大斜率266MHz/us是在如下图1(mmWave-Radar-Interface-Control.pdf)的环路配置下得到的,请问这个锁相环环路带宽可支持的配置范围是多少,只有图中的150KHz和300KHz可选吗,这个寄存器可以通过mmWaveLink或者其他的方法去配置验证不同的环路带宽配置下,相应的相噪、Chirp线性度等性能吗?我看2243Datasheet里面相噪的指标也是在一定的环路寄存器配置下得到的(SYNTH ICP TRIM = 3 , SYNTH RZ TRIM = 8 , and APLL ICP TRIM = 0x26.),也即图1表5.15中所示100MHz/us的斜率、150KHz的环路带宽下的指标,不同的参数配置对应的相噪、线性度指标是不同的,所以想知道如何配置选择合适的锁相环环路配置以达到最优的射频性能?

3、接收链路高通滤波器截止频率设置

当前TI雷达芯片接收链路滤波器采用的两级高通滤波器,传统中频滤波器采用的高通和低通组合来起到带通的效果,TI芯片两级高通如何实现带通的效果呢,2243支持的最大中频带宽为20MHz,如果高通滤波器截至频率增大是否会减小中频带宽,还是中频带宽只取决与采样率(0.9*complex,0.45*real)?这两级高通滤波器是什么样的一个关系呢,如何选择这两级滤波器的截止频率配置才能达到较优的性能呢(特别是直流成分和近距离低频干扰)?

4、关于采样率的设置

当前Datasheet中只说明了最大采样率,TI雷达芯片是否是支持采样率的任意值设定,如下接收链路中ADC采样后Decimation抽取系数可以是任意抽取系数吗?如果不是的话那实际的采样率和设置的采样率有偏差如何解决?因为当前看有些方案都是有某些固定采样率设置,很少有支持任意采样率设定,所以对这块有些疑惑。

此外,想咨询下采样率的有效位数,比如采样率选择12、14、16bit,实际有效采样率是多少呢?

5、关于接收增益范围的问题

请问如下图1中RF Gain Target和接收链路增益具体什么关系呢?我看mmWave-Radar-Interface-Control.pdf中说“总RX增益是射频增益和中频放大器增益的和”,而且建议RF Gain Target值设置为36,实际中该如何选择呢?比如有时候在studio上面配置的RX Gain和RF Gain Target相当甚至比RF Gain Target还小,会有啥影响吗?

6、Monitor寄存器命令的使用

请问当前可以通过Monitor寄存器的配置监视芯片内部某些功能吗或者某些性能指标是否满足吗,比如发射功率是否在阈值内、Ball Break等?可以的话怎么去配置实现呢,有相关说明吗?

由于以上寄存器配置及链路参数结构直接影响雷达链路性能,进而影响雷达整机产品性能,望解答上述疑惑,帮助雷达链路开发,非常感谢。

Chris Meng:

Kun Wang 说:最小支持的发射功率为13-9=4dBm吗?

是的。

Kun Wang 说:还是只有0、3、6、9几个选择可配置?

是的。

Kun Wang 说:配置单发射通道、单频点工作 或者单发射通道、扫频模式工作?

可以的。

Kun Wang 说:请问这个锁相环环路带宽可支持的配置范围是多少,只有图中的150KHz和300KHz可选吗

表格5.15是典型值,也是TI建议的配置。

Kun Wang 说:这个寄存器可以通过mmWaveLink或者其他的方法去配置验证不同的环路带宽配置下,相应的相噪、Chirp线性度等性能吗?

这个寄存器是可以通过API进行配置的。

Kun Wang 说:所以想知道如何配置选择合适的锁相环环路配置以达到最优的射频性能?

表格里的描述里有相关配置的说明,你可以根据说明和max slop进行选择。

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Chris Meng:

Kun Wang 说:

3、接收链路高通滤波器截止频率设置

当前TI雷达芯片接收链路滤波器采用的两级高通滤波器,传统中频滤波器采用的高通和低通组合来起到带通的效果,TI芯片两级高通如何实现带通的效果呢,

请参考下面的论坛讨论:

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/875867/iwr6843-filter-order-frequency-response

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/724049/rtos-awr1642boost-where-is-the-hpf

Kun Wang 说:还是中频带宽只取决与采样率(0.9*complex,0.45*real)?

是的。

Kun Wang 说:这两级高通滤波器是什么样的一个关系呢,如何选择这两级滤波器的截止频率配置才能达到较优的性能呢(特别是直流成分和近距离低频干扰)?

见上面两个论坛讨论贴。

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Chris Meng:

Kun Wang 说:

4、关于采样率的设置

当前Datasheet中只说明了最大采样率,TI雷达芯片是否是支持采样率的任意值设定,

有最小采样率的限制。步进1ksps。

ADC Sampling rate for this profile is encoded in 2 bytes (16 bit unsigned number)1 LSB = 1 kspsValid range:AWR2243/xWR6243 device: 2000 to 50000 (Max 20MHz IF bandwidth)

Kun Wang 说:此外,想咨询下采样率的有效位数,比如采样率选择12、14、16bit,实际有效采样率是多少呢?

芯片内部为12bit ADC。在AWR2243数据手册里,你可以找到下面的信息:

A2D resolution 12 Bits

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Chris Meng:

Kun Wang 说:5、关于接收增益范围的问题

请参考下的论坛讨论:

https://e2e.ti.com/support/rf-microwave-group/rf-microwave/f/rf-microwave-forum/1034827/about-rf-gain-and-rx-gain

Kun Wang 说:6、Monitor寄存器命令的使用

AWR2243的控制是通过host发送API命令的。监控也是如此。你也可以通过mmwave studio来监控。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/871267/dca1000evm-awr1642-dca1000evm-mmwavestudio-analog-monitoring-not-working/3224424

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Kun Wang:

谢谢,关于问题2还有些疑问,如下锁相环的配置可以自由选择吗,SYNTH_ICP_TRIM、SYNTH_RZ_TRIM、APLL_ ICP_TRIM、APLL_ RZ_TRIM这些参数的配置与最终锁相环路带宽的关系是什么样的呢,可配置的锁相环路带宽是多少呢?mmWave-Radar-Interface-Control.pdf里面的解释感觉不是特别清楚,如果想配置其他的环路带宽(比如200KHz、500KHz等等,不知是否支持以及支持的范围是多少)该如何去做参数的配置和验证?

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Chris Meng:

你好,

目前对于AWR2243,TI只提供了这4种推荐配置,请在这4种里选择。

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Kun Wang:

谢谢,关于采样率,上述采样率具体范围就是2Msps-50Msps(这个是实采样的范围吗?Datasheet:45Msps)?步进1ksps。

12bit是Datasheet里面标的典型值是吧,我看在SDK和studio上面都有12bit/14bit/16bit的选择,这个实际上是都支持的吧?这个选择的ADC位数和实际有效位数有多大差异呢,比如选择12bit,实际有效10bit?还是就是12bit。

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Kun Wang:

好的,谢谢。

那2243里面的相噪参数就是在100MHz/us的斜率下获得了,不知是否和第四个参数配置有没有差异,因为他们的环路带宽不一样,我觉得第四个参数配置的相噪性能会差一些,虽然斜率一样,但是环路带宽大一些。

SYNTH ICP TRIM = 3 , SYNTH RZ TRIM = 8 , and APLL ICP TRIM = 0x3F.

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Chris Meng:

Kun Wang 说:这个是实采样的范围吗

采样最大值以数据手册为准。

Kun Wang 说:12bit是Datasheet里面标的典型值是吧,

请参考下面的论坛讨论:

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/834447/awr1642-adc-bits-in-awr1642 

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Kun Wang:

好的,谢谢。

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