AFE7225/7222 是一款為全雙工或半雙工無線電設(shè)計(jì)的模擬前端。過采樣傳輸12位DAC提供基帶到奈奎斯特的輸出頻率。欠采樣接收12位ADC允許基帶的模擬輸入頻率達(dá)到~230MHz。AFE7225/7222 內(nèi)的大多數(shù)模塊獨(dú)立控制，以優(yōu)化功耗與利用率。通過串行接口提供兩個(gè)輔助控制12位DAC和一個(gè)雙輸入輔助監(jiān)聽12位ADC。數(shù)字特性包括QMC（正交調(diào)制校正）、插值、減量、均方根/峰值功率計(jì)以及帶有獨(dú)立NCO的混頻器，用于接收和發(fā)射路徑。
*附件：afe7222.pdf

AFE7225/7222 提供 64 針 9x9mm QFN 封裝（RGC）。AFE7225/7222采用德州儀器的低功耗模擬CMOS工藝制造，并適用于整個(gè)工業(yè)溫度范圍（–40°C至85°C）。

特性

• AFE7225
  • 雙12位250MSPS TX DAC
  • 雙12位125MSPS RX ADC
• AFE7222
  • 雙12位130MSPS TX DAC
  • 雙12位65MSPS RX ADC
• 選項(xiàng)
  • 雙12位輔助DAC
  • 雙輸入12位輔助ADC
  • TX路徑插值2或4
  • RX路徑減2
  • 3.0V/1.8V電源，低功率
  • 半雙工快速喚醒模式
  • 粗或細(xì)數(shù)字混音器
  • 正交調(diào)制修正
  • 時(shí)鐘輸入除法/乘法
  • 串行LVDS或交錯(cuò)并行CMOS接口
  • 64針QFN封裝（9毫米×9毫米）

參數(shù)

方框圖

AFE7222/AFE7225 是德州儀器（TI）推出的引腳兼容寬帶混合信號(hào)收發(fā)器（模擬前端），專為全雙工 / 半雙工軟件無線電設(shè)計(jì)，集成雙路 12 位 ADC、雙路 12 位 DAC 及輔助 ADC/DAC，支持靈活的數(shù)字信號(hào)處理功能，適配便攜式無線電、無線基礎(chǔ)設(shè)施、微微蜂窩基站等場(chǎng)景，以低功耗、小尺寸和高動(dòng)態(tài)性能為核心優(yōu)勢(shì)。

一、芯片基礎(chǔ)信息與核心特性

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 型號(hào)差異 ：文檔編號(hào) SLOS711B，2011 年 11 月發(fā)布、2012 年 3 月修訂，AFE7222 為低速率版本，AFE7225 為高速率版本，二者引腳完全兼容。
• 供電與溫度 ：模擬電源 2.85V-3.6V（AVDD3 系列）、1.7V-1.9V（AVDD18 系列），數(shù)字電源 1.7V-1.9V（DVDD18 系列）；工作溫度 - 40°C 至 85°C，存儲(chǔ)溫度 - 65°C 至 150°C。
• 封裝形式 ：64 引腳 9mm×9mm QFN 封裝（型號(hào) RGC），底部帶熱焊盤，結(jié)到環(huán)境熱阻 22.8°C/W，適配高密度 PCB 布局。

2. 核心性能指標(biāo)

• ADC 性能 ：AFE7222 最高 65 MSPS 采樣率，AFE7225 最高 125 MSPS；差分輸入范圍 2 Vpp，SNR 典型值 70 dBFS-71.9 dBFS，SFDR 達(dá) 79.2 dBc-92.8 dBc，DNL±0.5 LSB、INL±1.7 LSB，模擬輸入帶寬 550 MHz。
• DAC 性能 ：AFE7222 最高 130 MSPS 采樣率，AFE7225 最高 250 MSPS；滿量程輸出電流 2 mA-20 mA 可調(diào)，SFDR 典型值 69 dBc-75 dBc，噪聲譜密度（NSD）低至 - 130 dBc/Hz 以下，支持 2 倍 / 4 倍插值濾波。
• 輔助模塊 ：12 位輔助 ADC（最高 100 kSPS），雙路 12 位輔助 DAC（最高 3.33 MSPS），用于電壓監(jiān)測(cè)和板級(jí)校準(zhǔn)。
• 功耗優(yōu)化 ：全雙工模式功耗 398 mW（CMOS 接口）-650 mW（LVDS 接口），支持全局掉電、快速喚醒掉電等多模式功耗控制，半雙工 / 單通道模式可進(jìn)一步降低功耗。

二、關(guān)鍵功能模塊與工作原理

1. 核心功能模塊

• 收發(fā)通道架構(gòu) ：
  • 接收路徑：雙路 ADC + 1/2 抽取濾波器 + 正交調(diào)制校正（QMC） + 粗 / 細(xì)混頻器 + RMS / 峰值功率計(jì)，支持中頻欠采樣（最高 230 MHz）。
  • 發(fā)射路徑：雙路 DAC + 2 倍 / 4 倍插值濾波器 + 逆 sinc 濾波器 + 8 級(jí) FIFO + QMC + 粗 / 細(xì)混頻器，F(xiàn)IFO 用于跨時(shí)鐘域數(shù)據(jù)緩沖。
• 數(shù)字信號(hào)處理 ：內(nèi)置獨(dú)立數(shù)控振蕩器（NCO），支持頻率搬移；QMC 模塊校正 I/Q 通道增益 / 相位 / 偏移失衡；粗混頻器支持 ±Fs/4 頻率偏移，細(xì)混頻器可靈活配置混頻增益。
• 接口特性 ：支持 LVDS/CMOS 雙接口模式，LVDS 支持 1 線 / 2 線 DDR/SDR 傳輸，CMOS 支持交織并行 DDR 傳輸；通過 SPI 接口實(shí)現(xiàn)寄存器配置、數(shù)據(jù)讀寫及輔助模塊控制。
• 輔助模塊 ：輔助 ADC 支持 2 路外部輸入，用于電壓監(jiān)測(cè)；輔助 DAC 為電流輸出（2.5 mA-7.5 mA），用于校準(zhǔn)或控制。

2. 工作原理

• 接收鏈路：模擬信號(hào)經(jīng) ADC 采樣后，通過抽取濾波器降低數(shù)據(jù)率，經(jīng) QMC 校正失衡，再由混頻器完成頻率搬移，最終通過數(shù)字接口輸出；功率計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)峰值 / RMS 功率。
• 發(fā)射鏈路：數(shù)字信號(hào)經(jīng) FIFO 緩沖后，通過插值濾波器提升采樣率，經(jīng) QMC 和混頻器處理，由 DAC 轉(zhuǎn)換為差分電流信號(hào)輸出；FIFO 可避免跨時(shí)鐘域數(shù)據(jù)沖突。
• 功耗控制：各功能模塊可獨(dú)立上電 / 掉電，支持半雙工模式下的 TX/RX 快速切換，全局掉電功耗低至 3 mW，快速喚醒時(shí)間僅 4 μs-5 μs。

三、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用

• 無線通信 ：微微蜂窩基站、無線回程設(shè)備，支持寬帶信號(hào)收發(fā)與中頻處理。
• 測(cè)試測(cè)量 ：寬帶信號(hào)發(fā)生器、接收機(jī)，利用高帶寬和高動(dòng)態(tài)范圍實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換。
• 便攜式設(shè)備 ：低功耗設(shè)計(jì)適配電池供電場(chǎng)景，小尺寸封裝滿足小型化需求。

2. 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

• 電源與接地 ：模擬地與數(shù)字地需共地，各電源引腳就近并聯(lián) 0.1 μF 去耦電容；熱焊盤必須焊接至 PCB 接地平面，確保散熱效率。
• 時(shí)鐘設(shè)計(jì) ：支持差分 / LVDS/CMOS 時(shí)鐘輸入，高速模式（ADC>65 MSPS）建議啟用占空比校正（DCC）；優(yōu)先采用高速率時(shí)鐘分頻方案，避免 PLL 倍頻引入額外抖動(dòng)。
• 信號(hào)匹配 ：ADC 輸入共模電壓需匹配 0.95 V（VCM 引腳輸出），DAC 電流輸出需通過電阻或變壓器匹配負(fù)載，建議參考 TI 推薦的 50 Ω 負(fù)載匹配電路。
• ESD 防護(hù) ：芯片內(nèi)置 ESD 防護(hù)有限（HBM 2 kV），存儲(chǔ)和操作時(shí)需將引腳短接或置于導(dǎo)電泡沫中，避免靜電損壞。

四、關(guān)鍵配置與操作要點(diǎn)

1. 核心數(shù)字功能配置

• 信號(hào)處理配置 ：通過寄存器選擇 ADC 抽取率（1/2）、DAC 插值率（1/2/4）；QMC 模塊可配置 I/Q 通道增益（0-1.999 倍）、相位（-0.125 至 0.12475）及偏移（±256 LSB）。
• 接口配置 ：CMOS 模式支持 DDR 交織并行傳輸，LVDS 模式支持 1 線 / 2 線傳輸，通過寄存器選擇數(shù)據(jù)格式（2 補(bǔ)碼 / 偏移二進(jìn)制）、位序（MSB/LSB 優(yōu)先）。
• 功耗控制 ：PDN 引腳或寄存器可配置全局掉電、快速掉電、單通道掉電等模式，半雙工模式下可通過寄存器實(shí)現(xiàn) TX/RX 切換。

2. 典型操作流程

• 上電序列 ：同時(shí)或按任意順序啟動(dòng) 3V 和 1.8V 電源，通過 RESET 引腳輸入≥100 ns 高脈沖復(fù)位芯片，配置 SPI 接口后啟用目標(biāo)功能模塊。
• SPI 操作 ：采用 20 位傳輸格式（12 位地址 + 8 位數(shù)據(jù)），支持寄存器讀寫、輔助 ADC 采樣、輔助 DAC 數(shù)據(jù)更新，SCLK 最高頻率 40 MHz。
• 多芯片同步 ：通過 SYNC 引腳實(shí)現(xiàn)多芯片時(shí)鐘分頻器、FIFO、混頻器相位同步，確保多通道一致性。