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SI24R1 2.4G收發一體研發經驗分享

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ID:351643 發表于 2020-8-14 09:27 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
Si24R1是一顆由深圳市動能世紀專為低功耗無線通信應用場合設計的一顆自有知識產權的2.4G RF芯片。目前主要針對低功耗的校訊通、2.4G停車場、智能家居、無線音頻等領域。
   當然,這顆芯片進入大眾的視野是與友商的NRF24L01P芯片兼容通信。從而被打上了國產NRF24L01P的標簽,更有甚者居然磨掉芯片原本的SI24R1的LOGO打成NRF24L01P,給很多客戶產生了很多不必要的損失。大家定向的理解,國產的東西總是會比國外進口的相差到哪里哪里,如此云云。其實,在很多客戶在使用Si24R1的時候,通過一定的控制與設計,是可以發揮Si24R1自己獨特的特性的。
   不同的芯片設計需要不同的射頻布線以及MCU的控制,那么我下面要分享幾點自己所知道的一些問題以及解決辦法:
   1.進入低功耗(關斷)模式后,功耗可能還在1mA左右,正常應該在1.5uA左右。
    解決辦法:由于芯片采用CMOS工藝,當芯片處于關斷模式時,芯片的數字輸入引腳,CE,CSN,SCK,MOSI,必須為低電平,即關斷模式下,和上述四路輸入引腳相連的MCU的輸出必須為低電平,不能為高阻狀態或高電平。否則由于輸入端累積電荷,會導致內部電路不能關斷,而使得功耗增加。
   2.當使用Si24R1號稱7dbm的發射功率的時候,距離好像沒有增加太多,而且無線音頻客戶覺得會有很大的噪聲。
    解決辦法:
       一、友商的nRF24L01+不要求芯片底部的金屬焊盤接地,Si24R1規格書上也沒要求接地,這是因為發射功率較低只有0dbm的情況,當芯片發射功率大于0dbm以后,芯片底部的金屬焊盤會有很多白噪聲耦合到地,而nRF24L01+的參考設計金屬PAD下面有走3.3V的電源線,如果使用Si24R1 7dbm的發射功率,沒有將底部的3.3V走線移除的話,那些噪聲會干擾到電源,從而會增加通信的丟包率以及通信距離。有一些網友在網上提出,使用Si24R1替換NRF24L01P電源處需要多加一個大電容去濾波,這種做法是在一定的設計上是可行的,但是還是有一些朋友的問題沒有解決。故,為達到更好的性能,特別是發射較大功率時,建議用戶芯片底部PAD全部接地,將3.3V走線重新布線。
       二、無線音頻客戶做到第一點后還無法解決有噪聲的問題,需要考慮這個噪聲的來源,電源的純凈度,因為SI24R1相比對電源更加敏感一些,用戶可以通過走線順序來改進。本來電源的走線順序為LDO-MCU-ADC-RF,整個流程設計下來,走線方便也符合流程,但是這樣的設計弊端就是整個MCU與ADC轉換(實際噪聲maker)的噪聲全部串擾到RF的電源中,從而影響無線通信。故,用戶可以更改電源走線設計,LDO出來后分兩路,一路給到RF,一路給到MCU+ADC。
   3.用戶一直在使用nRF24L01P,替換成Si24R1后發現功耗突然大了許多。
     解決辦法:對于已經使用nRF24L01+的用戶,通常用戶會將發射功率配置在0dbm,而此時的寄存器配置對于Si24R1來說,此時的發射功率是4dbm,此時消耗電流為16mA,比0dbm配置消耗的電流要大4-5mA,當系統采用紐扣電池供電時,需要注意這個問題。如果不需要大的發射功率請將發射功率的配置調整到小功率模式,具體配置,參考芯片手冊(可配置為100模式,1dbm發射功率模式)。Si24R1的最大功率是7dbm,需要專門配置寄存器,請參考手冊。
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