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1 前言2 BlueNRG-低速晶體3 BlueNRG-高速晶體4如何測(cè)試和校準(zhǔn)頻偏

5 小結(jié)

1. 前言

鑒于經(jīng)常有客戶(hù)對(duì)如何選擇外部低速晶體，如何測(cè)試外部 32khz 時(shí)鐘，如何直接使用外部32khz 信號(hào)源 以及 如何選擇外部高速晶體，如何測(cè)試和校準(zhǔn)頻偏存在諸多困惑，我整理了該文檔以備解惑用。

2.BlueNRG-低速晶體

2.1. 低速晶體的選擇

下面是 BlueNRG-1/2 規(guī)格書(shū)上列的一些指標(biāo),主要 Fnom=32.768Khz， PD 不要超過(guò) 0.1uW就可以了：

下面是 BlueNRG-LP 規(guī)格書(shū)上列的一些指標(biāo)，主要關(guān)注 Fnom=32.768Khz， PD 不要超過(guò)0.1uW 就可以了：

2.2.32khz 時(shí)鐘的測(cè)試

鑒于有客戶(hù)反饋：板子可以正常工作，但是無(wú)法測(cè)量到 32khz 的時(shí)鐘。這里我展示了 32khz時(shí)鐘的具體測(cè)試方法：

2.2.1 測(cè)試過(guò)程：

1. Connect an oscilloscope probe in the pin 14 (ANATEST1) test point.

2. Power up the BlueNRG-1 platform. Set the scope to capture a consistent number of 32 kHz waveform periods (for example 64 cycles, so set the time base at 200 μs). In this way, the influence of the jitter in the measure is minimized.

3. In the IFR tool of the GUI, perform a “Read” of the current IFR configuration, then tick the check-box “LS crystal measure” and then perform a “Write” operation. Now a power cycle is required to let the new IFR be operative.

(note: the firmware the device programmed is DTM_UART.bin or DTM_SPI.bin ,which is located in C:Program Files (x86)STMicroelectronicsBlueNRG-1_2 DK

3.1.0FirmwareBLE_ExamplesDTMBlueNRG-1).

4.At this point, the 32.768 kHz waveform is visible on the oscilloscope screen. Perform the measurement of the frequency: the difference between the target value (f = 32.768 kHz) and the measured one is the frequency offset Δf.

2.2.2 期望結(jié)果：

If DUT frequency > 32.768 kHz → increases XTAL caps

If DUT frequency < 32.768 kHz → decreases XTAL caps?

To find the oscillator ppm, use the following formula:

where:

Δf = offset

f = 32.768 kHz

Add to the found ppm value the one declared in the adopted crystal datasheet.

當(dāng) BLE 堆棧初始化時(shí)，這個(gè)最終值必須在從 SCA 和主 SCA 字段中使用。

2.3.如何直接使用外部 32khz 信號(hào)源

鑒于一些客戶(hù)不想使用內(nèi)部 RC 也不想外加 32khz low crystal ， 客戶(hù)想知道如何使用外部32khz 時(shí)鐘源，如何使用？這里我展示了具體的使用方法：

2.3.1 正確的輸入 PIN 腳應(yīng)該是 SXTAL0 pin， 時(shí)鐘源的要求如下：

1. 提供 0 到 1.2V 的方波：

In this case the internal xtal circuit will be disable (less power consumption).

The firmware configuration LS_SOURCE=LS_SOURCE_EXTERNAL_32KHZ should be used and, in addition to this, a modification on the file system_bluenrg1.c is needed, that is

.

.

cold_start_config[11] = (1 << 1); / <<<<<<<<<<< New line added / / Cold start configuration device /

BLUE_CTRL->RADIO_CONFIG = 0x10000U | (uint16_t)((uint32_t)cold_start_config & 0x0000FFFFU);

while ((BLUE_CTRL->RADIO_CONFIG & 0x10000) != 0);

.

.

2. 提供從 0 到 1.2 Vpp 的周期波形：

In this case the configuration LS_SOURCE=LS_SOURCE_EXTERNAL_32KHZ should be used without further modification.

3. BlueNRG-高速晶體

3.1. 高速晶體的選擇

下面是 BlueNRG-1/2 規(guī)格書(shū)上列的一些指標(biāo),主要關(guān)注 Fnom=32Mhz（雖然下圖可以選擇16MHZ，但是不建議選用，會(huì)導(dǎo)致部分 ble 功能無(wú)法使用），fTOL 建議選擇+-20ppm， PD 不要超過(guò) 100uW，對(duì) CL 沒(méi)有特殊要求 :

下面是 BlueNRG-LP 規(guī)格書(shū)上列的一些指標(biāo),主要關(guān)注 Fnom=32Mhz，fTOL 建議選擇+-20ppm， PD 不要超過(guò) 100uW，CL 選用 6~8pf 的 ：

3.2. 如何調(diào)諧 BlueNRG-LP 內(nèi)部的負(fù)載電容

BlueNRG-LP 內(nèi)部已經(jīng)嵌入了高速晶體的負(fù)載電容，所以無(wú)須額外的負(fù)載電容，對(duì)內(nèi)部的負(fù)載電容的調(diào)諧有如下兩種方式：

3.2.1 利用 DTM_UART_WITH_UPDATER 或者 DTM_SPI_WITH_UPDATER 固件，配 ST BlueNRG GUI 上位機(jī)軟件對(duì)內(nèi)部的負(fù)載電容進(jìn)行調(diào)諧，如下圖所示：

1. 選擇 IFR/Device Configuration2. 調(diào)諧內(nèi)部的負(fù)載電容值，取值 0~633. 最后，點(diǎn)擊 Write 即可。

3.2.2 在軟件中配置內(nèi)部的負(fù)載電容值方法如下：

LL_RCC_HSE_SetCapacitorTuning(XO_TUNE_VALUE); //其中 XO_TUNE_VALUE 取值 0~63

4. 如何測(cè)試和校準(zhǔn)頻偏

4.1. 頻偏的測(cè)試步驟

4.1.1 對(duì)于 BlueNRG-1/2 或者 BlueNRG-LP 來(lái)說(shuō)基本上是一樣的：

1．下載 DTM 軟件到 BlueNRG-LP 板子；2. 通過(guò) GUI 工具打開(kāi)對(duì)應(yīng)的串口，如下圖所示；3. 按如下步驟 1,2,3 操作就可以產(chǎn)生-2dbm，2402MHZ 的載波信號(hào)，其它的載波只要更改步驟 2 中的參數(shù)就可以了；

4. 通過(guò) RF cable 連接 BlueNRG-LP 設(shè)備和頻譜分析儀，并且設(shè)置頻譜分析儀:res BW = 1 kHz,SPAN = 500 kHz；5. 如果實(shí)測(cè)的頻率與設(shè)置的頻率差異如下：|Offset| < 50 kHz?If DUT frequency > 2402.05 MHz → increases XTAL capsIf DUT frequency < 2401.95 MHz→ decreases XTAL caps

4.2. 頻偏的測(cè)試方法

4.2.1 對(duì)于 BlueNRG-1/2，參考上面測(cè)試步驟 5）進(jìn)行下圖中負(fù)載電容（C14 和C15）的調(diào)節(jié)：

4.2.1 對(duì)于 BlueNRG-LP, 參考上面“2.2 如何調(diào)諧 BlueNRG-LP 內(nèi)部的負(fù)載電容”進(jìn)行內(nèi)部負(fù)載電容的調(diào)節(jié)。

5. 小結(jié)

本篇從高速晶體的選擇、頻偏的調(diào)試著手提供實(shí)用的指導(dǎo)以使客戶(hù)在實(shí)際選型、設(shè)計(jì)中少走彎路。

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