ADRV9026：高度集成的射頻收發(fā)器解決方案

在當今的通信技術(shù)領(lǐng)域，射頻收發(fā)器的性能和集成度對于各類無線通信系統(tǒng)的發(fā)展至關(guān)重要。ADRV9026作為一款高度集成的射頻收發(fā)器，為3G/4G/5G TDD和FDD等大規(guī)模MIMO、宏基站和小基站等應用提供了強大的支持。下面我們就來深入了解一下這款產(chǎn)品。

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一、ADRV9026概述

ADRV9026是一款高度集成的射頻敏捷收發(fā)器，具備四個獨立控制的發(fā)射機、用于監(jiān)控每個發(fā)射機通道的專用觀察接收機輸入、四個獨立控制的接收機、集成合成器以及數(shù)字信號處理功能，為用戶提供了完整的收發(fā)器解決方案。它能夠滿足蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施應用的性能要求，如小基站無線電、3G/4G/5G宏系統(tǒng)以及大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）基站等。

二、產(chǎn)品特性亮點

（一）集成功能豐富

該收發(fā)器子系統(tǒng)集成了自動和手動衰減控制、直流偏移校正、正交誤差校正（QEC）以及數(shù)字濾波等功能，無需在數(shù)字基帶中實現(xiàn)這些功能。同時，還集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCs）、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DACs）和通用輸入/輸出（GPIOs）等輔助功能，提供了一系列數(shù)字控制選項。

（二）多通道設(shè)計

• 發(fā)射機：擁有4個差分發(fā)射機，中心頻率范圍為75 MHz至6000 MHz，最大發(fā)射大信號帶寬為200 MHz，最大發(fā)射合成帶寬為450 MHz。
• 接收機：4個差分接收機，中心頻率同樣為75 MHz至6000 MHz，最大接收機帶寬為200 MHz。
• 觀察接收機：2個觀察接收機，每個有2個輸入，中心頻率范圍75 MHz至6000 MHz，最大觀察接收機帶寬為450 MHz。

（三）高性能PLL

為了實現(xiàn)高水平的射頻性能，該收發(fā)器包含五個完全集成的鎖相環(huán)（PLLs）。其中兩個完全集成的獨立分數(shù)N射頻合成器為發(fā)射機和接收機信號路徑提供低噪聲和低功耗的分數(shù)N射頻合成。第三個PLL為觀察接收機支持獨立的本地振蕩器（LO）模式，第四個PLL為轉(zhuǎn)換器和數(shù)字電路生成所需的時鐘，第五個PLL為串行數(shù)據(jù)接口提供時鐘。

（四）時鐘合成與同步

具備完全集成的時鐘合成器，支持多芯片相位同步，可實現(xiàn)所有本地振蕩器和基帶時鐘的同步。同時，支持TDD和FDD應用，以及24.33 Gbps JESD204B/JESD204C數(shù)字接口。

三、電氣特性與性能指標

（一）發(fā)射機性能

發(fā)射機的中心頻率范圍廣，在不同頻率下具有不同的輸出功率和性能表現(xiàn)。例如，在75 MHz時最大輸出功率為7.0 dBm，在800 MHz至5700 MHz不同頻段也有相應的輸出功率值。其功率控制范圍為32 dB，功率控制分辨率為0.05 dB，具有良好的線性度和雜散抑制性能。

（二）接收機性能

接收機的增益范圍為30 dB，具備一定的增益溫度斜率和內(nèi)部LO延遲溫度斜率。在不同頻率下，其噪聲系數(shù)、輸入截點等性能指標表現(xiàn)良好，能夠滿足不同應用場景的需求。

（三）觀察接收機性能

觀察接收機的中心頻率范圍與發(fā)射機和接收機相同，增益范圍為30 dB。在不同頻率下，其輸入截點、噪聲等性能指標也有相應的規(guī)定，可用于監(jiān)測發(fā)射機輸出，實現(xiàn)數(shù)字校正算法。

（四）合成器性能

LO1和LO2合成器的頻率步進為7.3 Hz（1.6 GHz至3.2 GHz，245.76 MHz相位頻率檢測器頻率），具有良好的頻譜純度和集成相位噪聲性能。輔助合成器和時鐘合成器也各自具備相應的性能特點，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時鐘和信號合成。

四、工作原理

（一）發(fā)射機

發(fā)射機部分由四個相同且獨立控制的通道組成，共享一個公共頻率合成器。數(shù)字數(shù)據(jù)從SERDES通道經(jīng)過一系列數(shù)字處理塊，包括可編程半帶濾波器、插值級和FIR濾波器，然后連接到數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。DAC輸出的信號經(jīng)過濾波和上變頻混頻器，最終輸出射頻信號。每個發(fā)射鏈提供寬衰減調(diào)整范圍和精細粒度，有助于優(yōu)化信噪比。

（二）接收機

四個獨立的接收機通道可將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)供基帶處理器使用。每個接收機可配置為直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，支持高達200 MHz的帶寬。接收機包含可編程衰減器、混頻器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCs）和一系列數(shù)字濾波器，可實現(xiàn)增益控制、RSSI測量、直流偏移跟蹤和自校準等功能。

（三）觀察接收機

四個獨立的觀察接收機輸入用于監(jiān)測發(fā)射機輸出，其實現(xiàn)方式與標準接收機通道類似，但具有高達450 MHz的觀察帶寬，可提供用于實現(xiàn)數(shù)字校正算法所需的發(fā)射機通道信息。

（四）時鐘輸入

ADRV9026需要一個連接到DEVCLK±引腳的差分時鐘，時鐘輸入頻率必須在15 MHz至1000 MHz之間，且具有低相位噪聲，以生成射頻LO和內(nèi)部采樣時鐘。

（五）合成器

包含四個分數(shù)N PLL，分別用于生成射頻LO和內(nèi)部時鐘源。其中兩個RF合成器為多個接收機和發(fā)射機通道生成射頻LO，輔助合成器用于校準設(shè)備，時鐘合成器生成所有基帶相關(guān)時鐘信號和SERDES時鐘。

（六）SPI接口

通過SPI接口與基帶處理器通信，可配置為4線或3線接口。寫命令遵循24位格式，讀命令則有相應的讀取方式，方便基帶處理器設(shè)置設(shè)備控制參數(shù)。

（七）GPIO_x引腳

提供19個通用輸入/輸出信號，可配置用于多種功能。當配置為輸出時，可向基帶處理器提供實時信號信息；配置為輸入時，可用于實時設(shè)置接收機增益等功能。

（八）輔助轉(zhuǎn)換器

• GPIO_ANA_x/AUXDAC_x：包含八個模擬GPIOs與八個相同的輔助DAC復用。模擬GPIO端口可用于控制其他模擬設(shè)備，輔助DAC為12位轉(zhuǎn)換器，可提供高達10 mA的電流。
• AUXADC_x：包含兩個輔助ADC，具有四個輸入引腳，提供10位單調(diào)輸出，輸入電壓范圍為0.05 V至0.95 V。同時，還包含一個支持內(nèi)置二極管溫度傳感器的ADC。

（九）JTAG邊界掃描

支持JTAG邊界掃描，通過特定的引腳配置和設(shè)置可啟用該功能，方便系統(tǒng)設(shè)計師在原型設(shè)計階段調(diào)試設(shè)計和優(yōu)化無線電配置。

五、應用信息

（一）電源供應序列

ADRV9026需要特定的上電順序，以避免不期望的上電電流。推薦的上電順序是先激活VDIG_1P0電源，然后再根據(jù)情況依次激活其他電源。在配置前，建議在電源穩(wěn)定后切換RESET信號。下電時，為避免數(shù)字控制線的反向偏置，應最后移除VDIG_1P0電源；若不考慮順序，建議同時關(guān)閉所有電源。

（二）數(shù)據(jù)接口

數(shù)字數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)了JEDEC標準JESD204B子類1和JESD204C，串行接口速度高達24,330.24 Mbps。文檔中列出了不同通道數(shù)量和帶寬下的接口速率示例參數(shù)，用戶可根據(jù)實際需求進行選擇和配置。

六、典型性能特性

文檔中給出了不同頻段（75 MHz、800 MHz、1800 MHz、2600 MHz、3800 MHz、4800 MHz、5700 MHz）下發(fā)射機、接收機和觀察接收機的各種性能曲線，如輸出功率、噪聲、增益、誤差向量幅度等與相關(guān)參數(shù)（如衰減、頻率等）的關(guān)系。這些曲線為工程師在實際應用中評估和優(yōu)化系統(tǒng)性能提供了重要參考。

七、總結(jié)

ADRV9026以其高度集成的功能、豐富的特性和良好的性能表現(xiàn)，為無線通信系統(tǒng)的設(shè)計提供了一個強大而可靠的解決方案。工程師在使用該產(chǎn)品時，需要根據(jù)具體的應用場景和需求，合理配置其各項參數(shù)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。同時，在電源供應、數(shù)據(jù)接口等方面，要嚴格遵循其規(guī)定的要求，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。大家在實際設(shè)計中是否遇到過類似產(chǎn)品的應用挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。