AFE7950-x 是一款高性能、寬帶寬的多通道收發(fā)器，集成了四個(gè)射頻采樣發(fā)射器鏈、四個(gè)射頻采樣接收器鏈和兩個(gè)射頻采樣反饋鏈（總共六個(gè)射頻采樣 ADC）。該器件的工作頻率高達(dá) 12GHz，可在 L、S、C 和 X 波段頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)直接射頻采樣，而無(wú)需額外的變頻級(jí)。這種密度和靈活性的提高使高通道數(shù)的多任務(wù)系統(tǒng)成為可能。

TX信號(hào)路徑支持插值和數(shù)字上變頻選項(xiàng)，為四個(gè)TX提供高達(dá)1200MHz的信號(hào)帶寬，為兩個(gè)TX提供高達(dá)2400MHz的信號(hào)帶寬。DUC的輸出驅(qū)動(dòng)12GSPS DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），具有混合模式輸出選項(xiàng)，以增強(qiáng)二次奈奎斯特作。DAC輸出包括一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?/u>（TX DSA），范圍為40dB，模擬步長(zhǎng)為1dB，數(shù)字步長(zhǎng)為0.125dB。
*附件：afe7950-sp.pdf

每個(gè)接收器鏈包括一個(gè) 25dB 范圍的數(shù)字步進(jìn)衰減器 （DSA），然后是一個(gè) 3GSPS ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）。每個(gè)接收器通道都有一個(gè)模擬峰值功率檢測(cè)器和各種數(shù)字功率檢測(cè)器，以輔助外部或內(nèi)部自主自動(dòng)增益控制器，以及用于器件可靠性保護(hù)的射頻過(guò)載檢測(cè)器。靈活的抽取選項(xiàng)可優(yōu)化四個(gè)不帶 FB 路徑的 RX 高達(dá) 1200MHz 的數(shù)據(jù)帶寬，或 600MHz 的 2 個(gè) FB 路徑（每個(gè) 1200MHz 帶寬）。

特性

• AFE7950-SP 的輻射硬度保證：
  • 單事件閂鎖 （SEL）：70MeV-cm2/mg
  • RLAT 總電離劑量 （TID）：100krad （Si）
• 耐輻射 AFE7950-SEP：
  • 單事件閂鎖 （SEL）：43MeV-cm2/mg
  • RLAT 總電離劑量 （TID）：30krad （Si）
• 四個(gè)RF采樣12GSPS TX DAC
• 六個(gè)射頻采樣 3GSPS RX ADC
• 最大射頻信號(hào)帶寬：1200MHz（或 2400TX 為 2MHz）
• 射頻頻率范圍：
  • 發(fā)射：600MHz至12GHz
  • 接收：5MHz 至 12GHz
• 數(shù)字步進(jìn)衰減器 （DSA）：
  • TX：40dB范圍，0.125dB步長(zhǎng)
  • RX 或 FB：25dB 范圍，0.5dB 步長(zhǎng)
• 用于 TX 和 RX 的單頻或雙頻 DUC 或 DDC
• SerDes 數(shù)據(jù)接口：
  • 8 個(gè)高達(dá) 24.75Gbps 的 SerDes 收發(fā)器
  • 兼容 JESD204B/C 子類(lèi) 1
• 封裝：17mm × 17mm FCBGA，0.8mm 間距
• 篩分：
  • 一個(gè)制造、組裝和測(cè)試站點(diǎn)
  • 產(chǎn)品可追溯性
  • 延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期
  • 擴(kuò)展產(chǎn)品變更通知
  • 供應(yīng)商物料圖紙
  • 輻射批次驗(yàn)收測(cè)試 （RLAT）（僅限 AFE7950-Sx）
  • 符合 ASTM E595 出氣規(guī)范（僅限 AFE7950-Sx）
  • 生產(chǎn)老化（僅限 AFE7950-SP）

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

AFE7950-x 系列是德州儀器推出的高性能、寬帶寬多通道射頻采樣模擬前端（AFE），包含 AFE7950-SP（抗輻射保障型）、AFE7950-SEP（抗輻射耐受型）、AFE7950-EP（增強(qiáng)型）等型號(hào)，文檔編號(hào) SBASAG7A，2024 年 3 月首次發(fā)布，8 月修訂。該系列集成 4 個(gè)射頻采樣發(fā)射鏈、4 個(gè)射頻采樣接收鏈及 2 個(gè)射頻采樣反饋鏈（共 6 個(gè)射頻采樣 ADC），工作頻率最高達(dá) 12GHz，支持 L、S、C、X 頻段直接射頻采樣，無(wú)需額外頻率轉(zhuǎn)換階段，可提升系統(tǒng)密度與靈活性，適用于衛(wèi)星通信有效載荷下行鏈路、衛(wèi)星遙測(cè)有效載荷下行鏈路等場(chǎng)景。

二、核心特性

（一）抗輻射性能

不同型號(hào)抗輻射參數(shù)存在差異，具體如下：

此外，AFE7950-Sx 型號(hào)（含 SP/SEP）還符合 ASTM E595 釋氣規(guī)范，支持單一制造 / 組裝 / 測(cè)試站點(diǎn)生產(chǎn)、晶圓批次追溯，具備長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期，且 AFE7950-SP 含生產(chǎn)老化測(cè)試。

（二）關(guān)鍵性能參數(shù)

1. 收發(fā)通道性能
   • 發(fā)射端（TX） ：配備 4 個(gè) 12GSPS 射頻采樣 DAC，支持單 / 雙頻段數(shù)字上變頻器（DUC），4 通道工作時(shí)信號(hào)帶寬達(dá) 1200MHz，2 通道工作時(shí)帶寬可擴(kuò)展至 2400MHz；集成 40dB 范圍數(shù)字步進(jìn)衰減器（DSA），模擬步進(jìn) 1dB、數(shù)字步進(jìn) 0.125dB，輸出端含可變?cè)鲆娣糯笃鳌?/li>
   • 接收端（RX） ：6 個(gè) 3GSPS 射頻采樣 ADC，4 通道無(wú)反饋路徑時(shí)信號(hào)帶寬 1200MHz，2 個(gè)反饋路徑啟用時(shí)帶寬 600MHz（每通道 1200MHz）；每個(gè)接收鏈含 25dB 范圍 DSA，步進(jìn) 0.5dB，配備模擬峰值功率檢測(cè)器、多種數(shù)字功率檢測(cè)器及射頻過(guò)載檢測(cè)器，保障設(shè)備可靠性。
2. 頻率與接口
   • 射頻頻率范圍：TX 為 600MHz-12GHz，RX 為 5MHz-12GHz。
   • SerDes 數(shù)據(jù)接口：8 個(gè) SerDes 收發(fā)器，速率最高 24.75Gbps，兼容 JESD204B/C subclass 1，支持 8b/10b 和 64b/66b 編碼，含加擾 / 解擾功能（64b/66b 強(qiáng)制，8b/10b 可選）及鏈路層初始化與監(jiān)控機(jī)制。
3. 其他特性 ：支持單 / 雙頻段 DUC/DDC（數(shù)字下變頻器），具備靈活的插值與抽取選項(xiàng)；內(nèi)置 PLL/VCO 時(shí)鐘子系統(tǒng)，參考時(shí)鐘頻率 0.1-12GHz，PFD 頻率 100-500MHz；符合 ESD 防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，人體放電模型（HBM）1000V，帶電器件模型（CDM）150V。

三、器件信息

（一）型號(hào)詳情

（二）封裝與機(jī)械特性

• 采用 17mm×17mm 倒裝芯片球柵陣列（FC-BGA）封裝，0.8mm 引腳間距，400 個(gè) SnPb 焊球；
• 熱學(xué)參數(shù)：結(jié)到環(huán)境熱阻（RθJA）15.3°C/W，結(jié)到外殼（頂部）熱阻（RθJC (top)）0.44°C/W，結(jié)到板熱阻（RθJB）4.8°C/W，結(jié)到板特征參數(shù)（ΨJB）4.5°C/W；
• 工作結(jié)溫（TJ）最高 110°C，存儲(chǔ)溫度范圍 - 65-150°C。

四、電氣規(guī)格

（一）絕對(duì)最大額定值

• 電源電壓 ：不同電源類(lèi)型電壓范圍不同，如 DVDD0P9、VDDT0P9 為 - 0.3-1.2V；VDD1P2 系列（RX/TXCLK 等）為 - 0.3-1.4V；VDD1P8 系列（RX/RXCLK 等）為 - 0.5-2.1V。
• 輸入輸出電壓 ：RXIN±、FBIN±、TXOUT± 等模擬引腳電壓范圍為 - 0.5 至對(duì)應(yīng)正電源 + 0.3V；REFCLK±、SYSREF± 等數(shù)字引腳為 - 0.3-1.4V；GPIO 等 CMOS 接口為 - 0.5 至 VDD1P8GPIO+0.3V。
• 電流與溫度 ：任意輸入峰值電流 ±20mA，總輸入峰值電流 30mA；結(jié)溫（TJ）最大 150°C，存儲(chǔ)溫度 - 65-150°C。

（二）推薦工作條件

• 電源電壓 ：0.9V 電源（如 DVDD0P9）典型 1.9V，范圍 0.925-0.95V；1.2V 電源（如 VDD1P2RX）典型 1.2V，范圍 1.15-1.25V；1.8V 電源（如 VDD1P8RX）典型 1.8V，范圍 1.75-1.85V。
• 溫度 ：工作環(huán)境溫度 - 45-85°C，工作結(jié)溫最高 110°C。
• 輸入信號(hào) ：CLK± 共模電壓典型 0.4V，SYSREF± 共模電壓 0-1.0V，差分峰峰值電壓隨頻率不同有特定范圍要求。

（三）收發(fā)端關(guān)鍵電氣特性（典型值 TA=25°C）

1. 發(fā)射端（TX）
   • DAC 分辨率 14 位，采樣速率 9-12GSPS；輸出功率隨頻率變化，如 fout=850MHz 時(shí)典型 4.2dBm，fout=9600MHz 時(shí)典型 - 4.3dBm；
   • 線(xiàn)性度：fout=850MHz 時(shí)，三階互調(diào)失真（IMD3）典型 - 66dBc（-7dBFS 每音調(diào)），無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）典型 51dBc；
   • 噪聲：20MHz 偏移時(shí)噪聲譜密度（NSD）典型 - 156dBFS/Hz（fout=850MHz，Atten=0dB）。
2. 接收端（RX）
   • ADC 分辨率 14 位，采樣速率 1.5-3GSPS；輸入功率范圍寬，如 fIN=830MHz 時(shí)最小滿(mǎn)量程輸入功率 - 2.9dBm，最大滿(mǎn)量程輸入功率（可靠性限制）16.7dBm（DSA=20dB）；
   • 噪聲：fIN=830MHz 時(shí)，NSD 典型 - 155.2dBFS/Hz（DSA=3dB），噪聲系數(shù)（NF）最小 19.1dB；
   • 線(xiàn)性度：fIN=830MHz 時(shí)，IMD3 典型 - 82dBc（-7dBFS 每音調(diào)），SFDR 典型 88dBFS。

（四）功耗特性

不同工作模式下功耗差異顯著，例如：

• 模式 1（4T2F-FDD，F(xiàn)B 100% 工作，無(wú) RX） ：總功耗約 6027.1mW，其中 DVDD0P9/VDDT0P9 電流 2041.3mA，VDD1P8 系列總電流 1559.2mA，VDD1P2 系列總電流 1153mA。
• 模式 8（睡眠模式） ：總功耗降至 956.8mW，各電源電流大幅降低，如 DVDD0P9/VDDT0P9 電流 313.1mA，VDD1P2 系列總電流 74.2mA。

五、功能描述

（一）發(fā)射鏈路（TX）

1. DAC 核心與輸出模式 ：含 4 個(gè) 12GSPS DAC，支持非歸零（NRZ）、歸零（RTZ）、射頻（RF）、雙邊沿采樣（DES）四種輸出模式，不同模式在通直流特性、頻率范圍、峰值功率上有差異，如 RF 模式不通直流，最佳頻率范圍 F_CLK/2-F_CLK，峰值功率 - 2.8dBFS。
2. 數(shù)字上變頻器（DUC） ：4 個(gè) DUC 支持 4 路復(fù)（I/Q）輸入流，插值倍數(shù) 2x-256x，內(nèi)置 64 位頻率分辨率數(shù)控振蕩器（NCO），可混頻至目標(biāo)載波頻率，支持相位連續(xù)、相干、同步更新模式，頻率可通過(guò) SPI 或 FR 接口更新。
3. 數(shù)字步進(jìn)衰減器（DSA） ：40dB 衰減范圍，模擬 1dB 步進(jìn)、數(shù)字 0.125dB 步進(jìn)，衰減精度高，校準(zhǔn)后微分非線(xiàn)性（DNL）±0.1dB，相位精度 ±1-2deg（隨頻率變化）。

（二）接收鏈路（RX）

1. ADC 核心與信號(hào)處理 ：6 個(gè) 3GSPS ADC，支持靈活抽?。ㄈ?6x、12x、24x），優(yōu)化數(shù)據(jù)帶寬；每個(gè)接收鏈含 25dB 范圍 DSA（0.5dB 步進(jìn)），校準(zhǔn)后衰減精度 ±0.1dB，相位精度 ±0.9-1.8deg。
2. 功率檢測(cè)與保護(hù) ：內(nèi)置模擬峰值功率檢測(cè)器、數(shù)字功率檢測(cè)器，輔助自動(dòng)增益控制（AGC）；射頻過(guò)載檢測(cè)器可保護(hù)器件免受過(guò)高輸入功率損壞。

（三）時(shí)鐘與同步

1. 時(shí)鐘子系統(tǒng) ：包含 PLL/VCO，支持 PLL 時(shí)鐘模式（6GHz 以下輸出頻率）和外部時(shí)鐘模式（6GHz 以上輸出頻率），參考時(shí)鐘頻率 0.1-12GHz，VCO 有 4 個(gè)頻段（7.2-7.68GHz、8.8-9.1GHz 等），閉環(huán)相位噪聲優(yōu)異，如 fPLL=11.79848GHz 時(shí)，1MHz 偏移典型 - 119dBc/Hz。
2. JESD204C 接口同步 ：支持 SYSREF 信號(hào)用于多器件同步，SYSREF 周期需為器件內(nèi)所有時(shí)鐘整數(shù)倍，內(nèi)置 SYSREF 位置檢測(cè)器與采樣位置選擇功能，可通過(guò) SYSREF_ZOOM 調(diào)整步長(zhǎng)，保證時(shí)序裕量。

（四）JESD204C 接口

• 支持 8b/10b 和 64b/66b 編碼，16 條 SerDes 通道（AFE7950-SP），速率 9.5-24.75Gbps（依模式不同）；
• 含物理層 CTLE 均衡、鏈路層初始化與監(jiān)控，支持多器件同步與確定性延遲，可通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)映射 lanes 簡(jiǎn)化 PCB 布線(xiàn)。

六、典型特性（TX/RX）

（一）發(fā)射端典型特性

1. 輸出功率與衰減 ：輸出功率隨頻率升高略有下降，如 800MHz 時(shí)典型 4.2dBm，9.6GHz 時(shí)典型 - 4.3dBm；DSA 衰減與輸出功率呈線(xiàn)性關(guān)系，衰減 40dB 時(shí)功率降至 - 35dBm 左右。
2. 線(xiàn)性度與噪聲 ：IMD3 隨音調(diào)間隔增大而改善，如 800MHz 時(shí)，20MHz 間隔典型 - 66dBc，400MHz 間隔提升至 - 70dBc；NSD 隨衰減增加而升高，如 800MHz 時(shí)，Atten=0dB 典型 - 156dBFS/Hz，Atten=39dB 升至 - 134dBFS/Hz。
3. 調(diào)制性能 ：20MHz LTE 信號(hào) ACPR 典型 - 68.5dBc（Atten=0dB），100MHz NR 信號(hào) EVM 典型 1-5%（依 DSA 設(shè)置變化）。

（二）接收端典型特性

1. 增益平坦度與噪聲 ：800MHz 頻段內(nèi)增益平坦度 ±0.2dB（20MHz 帶寬），NSD 典型 - 155dBFS/Hz（DSA=4dB），噪聲系數(shù)最小 19.1dB。
2. 線(xiàn)性度 ：IMD3 隨輸入幅度降低而改善，如 800MHz 時(shí)，-7dBFS 每音調(diào)典型 - 82dBc，-30dBFS 每音調(diào)提升至 - 110dBc；SFDR 典型 88dBFS（fIN=830MHz）。

七、器件與文檔支持

1. 文檔更新 ：用戶(hù)可通過(guò) TI 官網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)品文件夾注冊(cè)通知，獲取每周文檔更新摘要，修訂歷史記錄關(guān)鍵變更（如 2024 年 8 月將射頻頻率范圍從 10.2GHz 更新為 12GHz）。
2. 技術(shù)支持 ：提供 TI E2E?支持論壇，工程師可獲取驗(yàn)證答案與設(shè)計(jì)幫助；提供參考設(shè)計(jì)、安全信息等資源。
3. 靜電放電（ESD）警示 ：器件易受 ESD 損壞，需遵循適當(dāng)防護(hù)措施，避免性能退化或失效。
4. 術(shù)語(yǔ)表 ：包含文檔中關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)、 acronyms 定義，便于理解技術(shù)參數(shù)。