Texas Instruments AFE7901 4T4R RF采樣模擬前端（AFE）是一款高性能、寬帶寬、多通道收發(fā)器，集成了四個(gè)射頻采樣發(fā)送器鏈和四個(gè)射頻采樣接收器鏈。該器件的工作頻率高達(dá)7.4GHz，能夠在L、S和C波段頻率范圍內(nèi)進(jìn)行直接RF采樣。此功能無(wú)需額外頻率轉(zhuǎn)換級(jí)即可實(shí)現(xiàn)。其靈活性和密度的提高可實(shí)現(xiàn)高通道數(shù)、多任務(wù)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments AFE7901 4T4R RF采樣模擬前端數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

TX信號(hào)路徑支持?jǐn)?shù)字上行和插值變頻選項(xiàng)，通過(guò)雙或單數(shù)字上行變頻器為每個(gè)TX路徑提供高達(dá)400MHz的信號(hào)帶寬。DUC的輸出驅(qū)動(dòng)12GSPS DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），通過(guò)混合模式輸出選項(xiàng)增強(qiáng)在第二奈奎斯特區(qū)的運(yùn)行。Texas Instruments AFE7901的DAC輸出包括一個(gè)具有40dB范圍以及1dB模擬和0.125dB數(shù)字步進(jìn)的可變?cè)鲆娣糯笃?/u>（TX DSA）。

特性

• 四通道RF采樣12GSPS發(fā)送DAC
• 四通道RF采樣3GSPS接收ADC
• 每個(gè)TX或RX的最大RF信號(hào)帶寬：400MHz
• 射頻頻率范圍：5MHz至7.4GHz
• 數(shù)字步進(jìn)衰減器（DSA）
  • TX: 40 dB范圍, 0.125 dB步
  • RX：25 dB范圍，0.5 dB步進(jìn)
• 單頻帶或雙頻帶DUC或DDC，用于TX和RX
• 每個(gè)TX或RX 16個(gè)NCO
• 可選內(nèi)部PLL或VCO，用于DAC或ADC時(shí)鐘或DAC或ADC采樣率的外部時(shí)鐘
• Sysref對(duì)齊檢測(cè)器
• SerDes數(shù)據(jù)接口
  • 兼容JESD204B和JESD204C
  • 8個(gè)高達(dá)29.5Gbps的SerDes收發(fā)器
  • 子類1多器件同步
• 封裝：17mm×17mm FCBGA，0.8mm腳距

功能框圖

高性能射頻采樣模擬前端AFE7901技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

AFE7901是德州儀器(Texas Instruments)推出的一款高性能、寬帶寬多通道收發(fā)器芯片，集成了四個(gè)射頻采樣發(fā)射鏈和四個(gè)射頻采樣接收鏈。該器件支持高達(dá)7.4GHz的工作頻率，無(wú)需額外的頻率轉(zhuǎn)換級(jí)即可在L、S和C波段頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)直接射頻采樣。AFE7901采用17mm×17mm FCBGA封裝，0.8mm間距，400引腳設(shè)計(jì)。

二、關(guān)鍵特性

1. 發(fā)射通道特性

• 四路射頻采樣12GSPS發(fā)射DAC
• 每路TX最大射頻信號(hào)帶寬：400MHz
• 射頻頻率范圍：5MHz-7.4GHz
• 數(shù)字步進(jìn)衰減器(DSA)：40dB范圍，0.125dB步進(jìn)
• 單或雙波段數(shù)字上變頻器(DUC)
• 每路TX配置16個(gè)NCO
• 支持內(nèi)部PLL/VCO或外部時(shí)鐘輸入

2. 接收通道特性

• 四路射頻采樣3GSPS接收ADC
• 數(shù)字步進(jìn)衰減器(DSA)：25dB范圍，0.5dB步進(jìn)
• 靈活的數(shù)字下變頻(DDC)選項(xiàng)
• 每路RX配置16個(gè)NCO
• 模擬峰值功率檢測(cè)器和數(shù)字功率檢測(cè)器

3. 接口特性

• JESD204B/C兼容的SerDes數(shù)據(jù)接口
• 8個(gè)SerDes收發(fā)器，速率高達(dá)29.5Gbps
• 支持Subclass 1多器件同步

三、應(yīng)用領(lǐng)域

AFE7901專為高通道數(shù)、多任務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，典型應(yīng)用包括：

• 雷達(dá)系統(tǒng)
• 導(dǎo)引頭前端
• 軍用無(wú)線電
• 戰(zhàn)術(shù)通信基礎(chǔ)設(shè)施
• 無(wú)線通信測(cè)試設(shè)備

四、架構(gòu)分析

AFE7901采用高度集成的架構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)收發(fā)通道包含完整的信號(hào)鏈：

1. 發(fā)射信號(hào)路徑

• 支持插值和數(shù)字上變頻選項(xiàng)
• 12GSPS DAC輸出，支持混合模式增強(qiáng)第二奈奎斯特區(qū)操作
• 可變?cè)鲆娣糯笃?TX DSA)，40dB范圍，1dB模擬和0.125dB數(shù)字步進(jìn)

2. 接收信號(hào)路徑

• 25dB范圍DSA，后接3GSPS ADC
• 靈活的抽取選項(xiàng)，支持高達(dá)400MHz信號(hào)帶寬
• 模擬峰值功率檢測(cè)器和各種數(shù)字功率檢測(cè)器

五、性能指標(biāo)

1. 發(fā)射性能

• DAC分辨率：14位
• 輸出功率范圍：-3.4dBm至6.5dBm
• SFDR(無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍)：39dBc至62dBc
• 噪聲譜密度(20MHz偏移)：-129dBFS/Hz至-158dBFS/Hz

2. 接收性能

• ADC分辨率：14位
• 輸入頻率范圍：5MHz-7.4GHz
• 噪聲系數(shù)：19dB至37.6dB
• SFDR：79dBFS至105dBFS

六、時(shí)鐘架構(gòu)

AFE7901提供靈活的時(shí)鐘選項(xiàng)：

• 支持內(nèi)部PLL/VCO或外部時(shí)鐘輸入
• 參考時(shí)鐘輸入頻率范圍：0.1-12GHz
• 集成多個(gè)VCO，覆蓋7.2GHz至12.288GHz
• 低相位噪聲設(shè)計(jì)，典型值-113dBc/Hz@600kHz偏移

七、電源管理

器件采用多電源域設(shè)計(jì)：

• 數(shù)字核心：0.9V
• 模擬電路：1.2V和1.8V
• 典型功耗：
  • 4T4R TDD模式：5.2W
  • 4T4R FDD模式：8.8W
  • 睡眠模式：1W

八、設(shè)計(jì)考慮

使用AFE7901時(shí)需注意：

1. 高頻PCB設(shè)計(jì)規(guī)范，確保信號(hào)完整性
2. 電源去耦和濾波，特別是對(duì)敏感的PLL/VCO電源
3. 散熱管理，最大結(jié)溫110°C
4. 時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，降低相位噪聲
5. 針對(duì)目標(biāo)頻段的匹配網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化