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射频(RF)收发器AD9361的发射和接收器

AD9361是一款高集成度的射频(RF)收发器,能够配置用于广泛应用,在单个器件中集成了提供所有收发器功能的所有必要RF、混合信号和数字模块。可编程能力使这款宽带收发器可以适用于多种通信标准,包括频分双工(FDD)和时分双工(TDD)系统。
此外,这种可编程能力还允许通过单通道12位并行数据端口、双通道12位并行数据端口或12位低电压差分信令(LVDS)接口,与各种基带处理器(BBP)相连接。


AD9361 还提供了自我校准和自动增益控制(AGC)系统,可以在多种温度和输入信号条件下维持高性能水平。另外,器件还包括几种测试模式,允许系统设计师插入测试音,创建内部回送模式,以便用于在原型制作过程中对设计进行调试,并针对具体应用优化无线电配置。


锁相环(PLL)频率合成器


AD9361含有两个完全相同的频率合成器,用于为RF信号路径生成需要的 本振信号:一个用于接收器,一个用于发射器。锁相环(PLL)频率合成器采用小数 N 设计,融入了完全集成式电压控制振荡器(VCO)和环路滤波器。
在TDD运行模式下,频率合成器会根据RX和TX帧的需要开启和关闭。在FDD模式下,TX PLL和RX PLL可以同时激活,不需要外部元件。
AD9361还含有一个基带PLL频率合成器,用于生成所有基带相关时钟信号,包括模数转换器和数模转换器采样时钟、DATA_CLK信号和所有数据帧信号。该PLL的编程频率范围为700MHz至1400MHz,具体取决于系统的数据速率和采样速率要求。


接收器


接收器用于接收RF信号并将其转换成可供BBP使用的数字数据。有两个独立控制的通道,可以接收来自不同源的信号,使器件可以用于MIMO系统,同时还可共享一个通用频率合成器。

每个通道都有三个输入,可以多路复用至信号链,使AD9361可以用于搭载 多个天线输入的分集系统。接收器是一个直接变频系统,含有一个低噪声放大器 (LNA),其后是匹配相内(I)和正交(Q)放大器、混频器和频带整形滤波器,该滤波 器可以将接收到的信号下变频为基带IQ两路信号,以便进行数字化。外部LNA也可连接至该器件,从而带来极大的灵活性,使其可以针对具体应用定制接收器前端。
依据预编程增益指数映射,可实现增益控制,该映射将增益分配于各模块之 间,从而实现各电平下的性能优化。这可以通过在快速或慢速模式下使能内部 AGC来实现,也可通过手动增益控制来实现,使BBP可以根据需要调整增益。此外,各个通道还拥有独立的 RSSI 测量功能、直流失调跟踪功能和进行自我校准的所有必要电路。
接收器包括 12 位、Σ-ΔADC和可调采样速率,可以从收到的信号产生数据流。数字化信号可以通过一系列抽取滤波器和一个完全可编程的128抽头FIR滤波器(带有额外的抽取设置)进一步调理。各个数字滤波器模块的采样速率可以通过更改抽取系数来进行调整,从而产生需要的输出数据速率。


发射器


发射器部分含有两个相同的、独立控制的通道,提供了所有必要的数字处理、 混合信号和RF模块,可以实现一个直接变频系统,同时共用一个通用型频率合成器。从BBP收到的数字数据通过一个不带插值选项的完全可编程128抽头FIR滤波器。
FIR输出被发送到一系列插值滤波器,在输出到达数模转换器之前,提供额外的滤波和数据速率插值处理。每个12位数模转换器都拥有可调的采样速率。I和Q通道都馈入RF模块以进行上变频。片内一路信号发射通道框图如图所示。

当转换为基带模拟信号时,I和Q信号将进行滤波,以移除采样伪像,然后馈入上变频混频器。这里,I和Q信号将重新组合起来,并在载波频率下进行调制,以便传输到输出级。组合信号还会通过模拟滤波器,由它们提供额外的频带整形处理,然后再将信号传输至输出放大器。每个发射通道都提供了较宽的细粒度衰减调整范围,以优化信噪比(SNR)。
每个发射通道内置自我校准电路,以支持自动实时调整。发射器模块同时为每个通道提供一个TX监控器模块。该模块监控发射器输出,并通过一个未使用的接收器通道将其送回BBP,以实现信号监控。TX 监控器模块仅在接收器空闲的TDD模式下可用。

雷达通信电子战


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