AFE77xxD 是一個引腳兼容的高性能多通道收發(fā)器系列，集成了四個 （AFE7768D/AFE7769D） 或兩個 （AFE7728D） 個直接上變頻發(fā)射器鏈、四個 （AFE7768D/AFE7769D） 或兩個 （AFE7728D） 直接下變頻接收器鏈、兩個寬帶射頻采樣數(shù)字化輔助鏈（反饋路徑）和用于功率放大器 （PA） 線性化的低功耗數(shù)字預(yù)失真 （DPD） 引擎。發(fā)射器和接收器鏈的高動態(tài)范圍使無線基站能夠發(fā)射和接收 2G、3G、4G 和 5G 信號。集成的波峰因數(shù)降低 （CFR） 單元有助于降低輸入信號的峰均比 （PAR），從而通過功率放大器實現(xiàn)更高效的傳輸。集成的硬件加速 DPD 估計器和校正器為 PA 線性化提供了靈活高效的 DPD 解決方案。集成的 DPD 引擎可校正高達 200MHz （AFE77x8D） / 300MHz （AFE7769D） 瞬時帶寬和高達 650MHz （AFE77x8D） / 730MHz （AFE7769D） DPD 擴展帶寬內(nèi)信號的 PA 非線性失真。專用的 GaN 校正器可解決由于 GaN PA 的電荷捕獲而導(dǎo)致的長期非線性記憶效應(yīng)。
*附件：afe7728d.pdf

AFE77xxD 的低功耗和高密度通道集成使該器件能夠解決 4G 和 5G 基站的功率和尺寸限制。寬帶和高動態(tài)范圍反饋路徑可以通過在各個攔截點進行智能數(shù)據(jù)捕獲來輔助發(fā)射器鏈中功率放大器的 DPD?？捎玫?29.5Gbps SerDes 速度有助于減少將數(shù)據(jù)傳入和傳出設(shè)備所需的通道數(shù)量。

AFE77xxD 的每個接收器鏈包括一個 28 dB 范圍數(shù)字步進衰減器 （DSA），然后是一個寬帶無源 IQ 解調(diào)器，以及一個基帶放大器，該放大器集成了具有可編程帶寬的抗混疊低通濾波器，可驅(qū)動連續(xù)時間 Σ-Δ ADC。RX 鏈可以接收高達 200 MHz （AFE77x8D） / 300 MHz （AFE7769D） 的瞬時帶寬 （IBW）。每個接收器通道都有兩個模擬峰值功率檢測器和各種數(shù)字功率檢測器，以協(xié)助接收器通道的外部或內(nèi)部自主 AGC 控制，以及一個用于器件可靠性保護的射頻過載檢測器。集成的 QMC（正交失配補償）算法能夠連續(xù)監(jiān)控和校正 RX 鏈 I 和 Q 不平衡失配，而無需注入任何特定信號或執(zhí)行離線校準(zhǔn)。

每個發(fā)射器鏈包括兩個 14 位、3.3 Gsps IQ DAC，然后是一個可編程重建和 DAC 鏡像抑制濾波器，一個 IQ 調(diào)制器驅(qū)動具有 39 dB 范圍增益控制的寬帶 RF 放大器。TX 鏈集成了 QMC 和 LO 泄漏消除算法，利用 FB 路徑可以持續(xù)跟蹤和校正 TX 鏈 IQ 失配和 LO 泄漏。

每個FB路徑都基于RF采樣架構(gòu)，包括一個驅(qū)動14位、3.3Gsps RF ADC的輸入RF DSA。直接采樣架構(gòu)提供了固有的寬帶接收器鏈，并簡化了TX鏈損傷的校準(zhǔn)。FB路徑集成了兩個獨立的NCO，允許在兩個觀察到的RF輸入頻段之間快速切換。

合成器部分集成了四個小數(shù)N分頻RF PLL，可以生成四個不同的RF LO，使該器件能夠支持多達兩個不同的頻段，每個頻段配置為兩個發(fā)射器、兩個接收器和一個反饋路徑（帶AFE7768D/AFE7769D），或者一個發(fā)射器、一個接收器和一個反饋路徑（帶AFE7728D）。

特性

• 基于 0-IF 上變頻架構(gòu)的四通道 （AFE776xD） / 雙通道 （AFE7728D） 發(fā)射機：
  • 每條鏈高達 650 MHz （AFE77x8D） / 730 MHz （AFE7769D） 的射頻傳輸 DPD 擴展帶寬
• 基于0-IF下變頻架構(gòu)的四通道（AFE776xD）/雙通道（AFE7728D）接收器：
  • 每條鏈高達 200 MHz （AFE77x8D） / 300 MHz （AFE7769D） 的射頻接收帶寬
• 基于直接射頻采樣架構(gòu)的反饋鏈：
  • 高達 650 MHz （AFE77x8D） / 730 MHz （AFE7769D） 的射頻觀察 DPD 擴展帶寬
• 用于 PA 線性化的集成 CFR/DPD
  • 高達 200MHz （AFE77x8D） / 300MHz （AFE7769D） 瞬時帶寬
  • 高達 650MHz （AFE77x8D） / 730MHz （AFE7769D） DPD 擴展帶寬
• 用于 PA 線性化的集成 CFR/DPD
  • 多級 CFR，具有可配置的消除脈沖
  • 硬件加速 DPD 估計引擎
  • 基于信號動力學(xué)的GaN PA線性化校正器
  • 智能數(shù)據(jù)采集
• 射頻頻率范圍：600 MHz 至 6 GHz
• 四個寬帶小數(shù)N PLL，用于TX和RX LO的VCO
• 專用整數(shù) N PLL、VCO，用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器時鐘生成
• JESD204B和JESD204C SerDes 接口支持：
  • 4 個高達 29.5 Gbps 的 SerDes 收發(fā)器
  • 8b/10b 和 64b/66b 編碼
  • 16 位、12 位、24 位和 32 位格式化
  • 子類 1 多設(shè)備同步
• 封裝：17 mm × 17 mm FCBGA，0.8 mm 間距

參數(shù)

方框圖

AFE7728D 是德州儀器（Texas Instruments）AFE77xxD 系列中的 雙通道高性能 RF 收發(fā)器 ，基于 0-IF（零中頻）架構(gòu)，集成發(fā)射（TX）、接收（RX）鏈路及反饋（FB）路徑，內(nèi)置 Crest Factor Reduction（CFR）與 Digital Pre-Distortion（DPD）引擎，專為 4G/5G 基站、有源天線系統(tǒng)（AAS）、分布式天線系統(tǒng)（DAS）等無線通信場景設(shè)計，可實現(xiàn)高效功率放大器（PA）線性化與寬頻段信號處理。以下從核心特性、性能參數(shù)、功能架構(gòu)、應(yīng)用設(shè)計及訂購信息等方面展開總結(jié)。

一、核心特性與產(chǎn)品定位

1. 基礎(chǔ)參數(shù)與架構(gòu)

• 通道配置 ：
  • 發(fā)射鏈路（TX）：2 條 0-IF 上變頻鏈路，每條支持最高 650MHz DPD 擴展帶寬（瞬時帶寬 200MHz），集成 14 位 3.3Gsps IQ DAC、可編程重建濾波器及 39dB 增益控制的 RF 放大器。
  • 接收鏈路（RX）：2 條 0-IF 下變頻鏈路，每條支持最高 200MHz 瞬時帶寬，集成 28dB 數(shù)字步進衰減器（DSA）、寬帶無源 IQ 解調(diào)器、抗混疊低通濾波器及連續(xù)時間 sigma-delta ADC。
  • 反饋路徑（FB）：2 條基于直接 RF 采樣的輔助鏈路，每條集成 14 位 3.3Gsps RF ADC、輸入 RF DSA 及 2 個獨立 NCO（數(shù)控振蕩器），支持快速切換觀測頻段，輔助 TX 鏈路校準(zhǔn)與 PA 線性化。
• 核心增強功能 ：
  • PA 線性化：內(nèi)置硬件加速 DPD 估計器與校正器，支持 GaN PA 電荷捕獲導(dǎo)致的長期非線性記憶效應(yīng)補償，DPD 擴展帶寬最高 650MHz，瞬時帶寬 200MHz，降低 PA 非線性失真。
  • 信號優(yōu)化：集成多階段 CFR（峰值因子降低），可配置抵消脈沖，減少輸入信號峰均比（PAR），提升 PA 效率。
  • 校準(zhǔn)能力：TX/RX 鏈路均支持正交失配補償（QMC）與 LO 泄漏抵消，無需注入特定信號或離線校準(zhǔn)，實時修正 I/Q 失衡與本振泄漏。
• 頻率與時鐘 ：
  • RF 頻率范圍：600MHz-6GHz，覆蓋 4G/5G 主流頻段（如 Sub-6GHz）。
  • 時鐘生成：集成 4 個分數(shù) - N RF PLL（生成 TX/RX LO）與 1 個整數(shù) - N PLL（為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供時鐘），支持 4 種不同 RF LO，可適配 2 個不同工作頻段。
• 接口與同步 ：
  • 高速接口：支持 JESD204B/C SerDes，4 個 SerDes 收發(fā)器最高速率 29.5Gbps，支持 8b/10b 與 64b/66b 編碼，16/12/24/32 位數(shù)據(jù)格式，減少數(shù)據(jù)傳輸 lanes 數(shù)量。
  • 同步能力：支持 Subclass 1 多器件同步，通過 SYSREF 與 SYNC 引腳實現(xiàn)多 AFE7728D 或多通道系統(tǒng)的時鐘與數(shù)據(jù)同步，適配 mMIMO（大規(guī)模多輸入多輸出）場景。

2. 環(huán)境適應(yīng)性與封裝

• 工作條件 ：
  • 溫度范圍：-40°C 至 85°C，滿足工業(yè)級寬溫需求，適配基站戶外機柜、分布式天線等復(fù)雜環(huán)境。
  • 供電：多組電源域（如 1.2V TX、1.8V FB、1.2V DCPLL），需嚴(yán)格遵循電源時序要求，降低噪聲耦合。
• 封裝與可靠性 ：
  • 封裝：17mm×17mm FCBGA（球柵陣列），400 引腳，0.8mm 引腳間距，底部無熱焊盤（需通過 PCB 布局優(yōu)化散熱）。
  • ESD 防護：需遵循靜電放電防護規(guī)范（如人體放電模型 HBM±2000V），避免裝配與使用過程中器件損壞。

3. 典型應(yīng)用場景

• 5G 小基站 / 宏基站 ：作為 RRU（遠程射頻單元）核心收發(fā)器，支持多頻段信號發(fā)射與接收，DPD/CFR 功能提升 PA 效率，降低基站功耗。
• 有源天線系統(tǒng)（AAS） ：適配 mMIMO 架構(gòu)，多器件同步能力支持多通道信號協(xié)同，滿足大規(guī)模天線陣列的高精度相位與幅度一致性要求。
• 分布式天線系統(tǒng)（DAS） ：小型化封裝與低功耗特性，適配室內(nèi)分布式覆蓋場景，寬頻段支持可兼容多運營商頻段。
• 中繼器（Repeater） ：高動態(tài)范圍 RX 鏈路可接收弱信號，TX 鏈路的功率控制與線性化能力確保中繼信號質(zhì)量。

二、關(guān)鍵性能參數(shù)

1. 核心射頻性能（典型值，常溫環(huán)境）

三、核心功能架構(gòu)

1. 發(fā)射鏈路（TX）

• 信號流程 ：基帶 IQ 數(shù)據(jù)經(jīng) JESD204C 接口輸入，由 14 位 3.3Gsps IQ DAC 轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)可編程重建濾波器與 DAC 鏡像抑制濾波器處理后，送入 IQ 調(diào)制器與 RF 放大器，最終通過 TX 天線端口輸出。
• 關(guān)鍵模塊 ：
  • IQ 調(diào)制器：實時修正正交失衡（通過 QMC 算法）與 LO 泄漏，保障調(diào)制精度。
  • RF 放大器：39dB 增益控制范圍，支持精細功率調(diào)節(jié)，適配不同 PA 驅(qū)動需求。
  • DPD 集成：DPD 引擎根據(jù) FB 路徑反饋的 PA 輸出信號，生成預(yù)失真系數(shù)，對 TX 輸入信號進行預(yù)處理，抵消 PA 非線性失真。

2. 接收鏈路（RX）

• 信號流程 ：RF 信號經(jīng) RX 天線端口輸入，先通過 28dB DSA 調(diào)節(jié)衰減（適配不同強度輸入信號），再經(jīng)寬帶無源 IQ 解調(diào)器下變頻至基帶，由抗混疊低通濾波器濾除高頻噪聲，最終送入連續(xù)時間 sigma-delta ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過 JESD204C 接口輸出。
• 關(guān)鍵模塊 ：
  • 功率檢測：集成 2 個模擬峰值功率檢測器與多個數(shù)字功率檢測器，輔助外部 / 內(nèi)部 AGC（自動增益控制），保護器件免受過載損傷。
  • QMC 算法：實時監(jiān)測并修正 I/Q 通道幅度與相位失衡，無需離線校準(zhǔn)，確保接收信號保真度。

3. 反饋路徑（FB）

• 核心作用 ：通過直接 RF 采樣采集 PA 輸出信號，送入 14 位 3.3Gsps RF ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用于 TX 鏈路 QMC 校準(zhǔn)、LO 泄漏抵消及 DPD 系數(shù)估計。
• 靈活性設(shè)計 ：2 個獨立 NCO 支持快速切換 2 個觀測頻段，無需重新配置硬件，適配多頻段 PA 線性化場景；輸入 RF DSA 可調(diào)節(jié)信號幅度，確保 ADC 工作在最佳動態(tài)范圍。

4. 時鐘與同步

• PLL 配置 ：4 個分數(shù) - N RF PLL 生成 TX/RX 所需的 RF LO（600MHz-6GHz），支持 4 種不同頻率，可同時適配 2 個工作頻段；1 個整數(shù) - N PLL 為 DAC/ADC 提供高精度時鐘，保障數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器性能。
• 多器件同步 ：支持 JESD204B/C Subclass 1 同步，通過 SYSREF（系統(tǒng)參考時鐘）與 SYNC（同步信號）引腳，實現(xiàn)多 AFE7728D 之間的時鐘相位對齊與數(shù)據(jù)幀同步，滿足 mMIMO 多通道協(xié)同需求。

四、應(yīng)用設(shè)計要點

1. 電源與布局設(shè)計

• 電源配置 ：
  • 多電源域隔離：TX（VDD1P2TX/VSSTX）、RX（VDD1P8RX/VSSR）、FB（VDD1P2FB/VSSFB）、PLL（VDD1P2DCPLL/VSSDCPLL）等電源域需單獨供電，每個電源引腳外接 0.1μF 陶瓷電容（靠近引腳）與 10μF 鉭電容，降低電源噪聲耦合。
  • 電源時序：需遵循 “先模擬電源后數(shù)字電源” 的上電順序，避免器件 latch-up（閂鎖）風(fēng)險。
• PCB 布局規(guī)范 ：
  • 分區(qū)布局：RF 信號（TX/RX/FB 天線端口）、模擬信號（DAC/ADC 輸出）、數(shù)字信號（JESD204C/SPI）需嚴(yán)格分區(qū)，RF 路徑采用 50Ω 阻抗匹配，避免跨區(qū)布線導(dǎo)致串?dāng)_。
  • 接地設(shè)計：采用多層 PCB，單獨設(shè)置 RF 地、模擬地與數(shù)字地，單點連接至主地平面；FCBGA 封裝底部焊盤需通過過孔陣列連接至地平面，優(yōu)化散熱與接地性能。
  • 屏蔽措施：RF 鏈路與時鐘電路需增加金屬屏蔽罩，減少外部電磁干擾（EMI）與內(nèi)部信號泄漏。

2. 校準(zhǔn)與調(diào)試

• 實時校準(zhǔn) ：TX/RX 鏈路的 QMC 與 LO 泄漏抵消功能默認啟用，無需用戶干預(yù)，器件上電后自動監(jiān)測并修正失衡；若需更高精度，可通過 SPI 接口配置校準(zhǔn)參數(shù)。
• DPD 配置 ：根據(jù) PA 類型（如 GaN/LDMOS），通過寄存器配置 DPD 校正器參數(shù)（如記憶深度、階數(shù)），F(xiàn)B 路徑需準(zhǔn)確采集 PA 輸出信號，確保 DPD 系數(shù)估計精度；CFR 參數(shù)（如抵消脈沖寬度、閾值）需結(jié)合信號類型（如 OFDM）優(yōu)化，平衡 PAR 降低效果與信號失真。
• JESD204C 接口調(diào)試 ：需確保 SerDes 速率（最高 29.5Gbps）、編碼方式（8b/10b 或 64b/66b）、數(shù)據(jù)格式（如 16 位）與基帶處理器匹配，通過 SYSREF 信號實現(xiàn)多器件同步，避免數(shù)據(jù)采樣錯誤。

五、訂購信息與設(shè)計支持

1. 訂購型號

• 封裝細節(jié) ：17mm×17mm FCBGA，球間距 0.8mm，焊球材質(zhì)為 SNAGCU（錫銀銅）， moisture sensitivity level（MSL）等級 3（260°C 峰值回流，168 小時暴露），需遵循 JEDEC J-STD-020 標(biāo)準(zhǔn)存儲與焊接。

2. 設(shè)計支持資源

• 技術(shù)文檔 ：TI 官網(wǎng)提供 AFE7728D 數(shù)據(jù)手冊、應(yīng)用筆記（如 DPD 配置指南、JESD204C 同步設(shè)計）、評估模塊（EVM）用戶指南，幫助快速完成硬件設(shè)計與軟件調(diào)試。
• 開發(fā)工具 ：AFE7728D EVM 支持與 TI TSW1400 捕獲板配合，實現(xiàn)信號采集與分析；提供參考設(shè)計（如 5G 小基站收發(fā)器方案），包含 PCB Gerber 文件、BOM 清單與固件代碼。
• 技術(shù)支持 ：TI E2E?論壇提供 RF 收發(fā)器設(shè)計專家解答，涵蓋電源噪聲抑制、RF 匹配、DPD 校準(zhǔn)等常見問題，助力解決工程落地難題。

六、總結(jié)

AFE7728D 通過 “雙通道 TX/RX + 反饋路徑 + DPD/CFR” 的高度集成架構(gòu)，為 4G/5G 無線通信系統(tǒng)提供了高效、緊湊的 RF 信號處理解決方案。其寬頻段支持、實時校準(zhǔn)能力與 PA 線性化功能，可顯著提升基站信號質(zhì)量與能效，同時簡化多通道系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜度。該器件的小尺寸封裝與工業(yè)級寬溫特性，使其成為宏基站 RRU、小型基站、AAS 等場景的優(yōu)選 RF 收發(fā)器。