AFE7958：高性能多通道收發(fā)器的卓越之選

在電子工程領(lǐng)域，高性能、寬頻帶的多通道收發(fā)器一直是研發(fā)的重點(diǎn)。今天，我們就來(lái)深入剖析一款備受矚目的產(chǎn)品——AFE7958，看看它究竟有哪些獨(dú)特的魅力和強(qiáng)大的功能。

文件下載：afe7958.pdf

一、核心特性，鑄就卓越性能

1. 強(qiáng)大的采樣能力

AFE7958集成了四個(gè)12GSPS的RF采樣DAC和六個(gè)3GSPS的RF采樣ADC。這種高采樣率使得它在處理高速信號(hào)時(shí)游刃有余。其最大RF信號(hào)帶寬表現(xiàn)出色，4TX模式下可達(dá)1200 MHz，2TX模式下更是能達(dá)到2400MHz；4RX模式下為1200 MHz，6RX模式下為600MHz，能夠滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)信號(hào)帶寬的需求。

2. 廣泛的RF頻率范圍

在RF頻率范圍方面，TX為600MHz至12GHz，RX為5MHz至12GHz。如此寬廣的頻率范圍，使得AFE7958可以在L、S、C和X波段頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)直接RF采樣，無(wú)需額外的頻率轉(zhuǎn)換階段，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

3. 靈活的衰減與轉(zhuǎn)換功能

數(shù)字步進(jìn)衰減器（DSA）在TX和RX端都發(fā)揮著重要作用。TX端具有39dB的范圍，以0.125dB為步進(jìn)；RX端范圍為25dB，步進(jìn)為0.5dB，能夠精確地調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度。同時(shí)，數(shù)字上變頻器（DUC）和數(shù)字下變頻器（DDC）采用16個(gè)預(yù)配置的數(shù)控振蕩器（NCOs）實(shí)現(xiàn)快速跳頻，為系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性提供了有力支持。

4. 多樣的時(shí)鐘與接口選擇

時(shí)鐘方面，提供了外部RF時(shí)鐘和低速輸入時(shí)鐘的內(nèi)部PLL模式等靈活選項(xiàng)。數(shù)據(jù)接口兼容JESD204B和JESD204C，TX和RX/FB均為8通道，最高可達(dá)24.75Gbps，還支持子類1多設(shè)備同步和SYSREF對(duì)齊檢測(cè)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝Ш蜏?zhǔn)確。

5. 緊湊的封裝設(shè)計(jì)

其采用17mm × 17mm的FCBGA封裝，間距為0.8mm，在保證性能的同時(shí)，有效地節(jié)省了電路板空間，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

二、多元應(yīng)用，拓展無(wú)限可能

AFE7958憑借其卓越的性能，在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。

1. 雷達(dá)與尋的器前端

在雷達(dá)和尋的器前端系統(tǒng)中，需要高帶寬和高精度的信號(hào)處理能力。AFE7958的高速采樣和寬頻帶特性，能夠快速準(zhǔn)確地捕捉和處理目標(biāo)信號(hào)，為雷達(dá)系統(tǒng)的精確探測(cè)和跟蹤提供有力保障。

2. 國(guó)防通信

國(guó)防無(wú)線電和戰(zhàn)術(shù)通信基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)設(shè)備的可靠性和性能要求極高。AFE7958的高集成度和寬頻率范圍，能夠適應(yīng)復(fù)雜的電磁環(huán)境，確保通信的穩(wěn)定和高效。

3. 無(wú)線通信測(cè)試與衛(wèi)星地面站

在無(wú)線通信測(cè)試中，需要模擬各種復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境。AFE7958的靈活配置和高性能可以滿足不同測(cè)試需求。對(duì)于衛(wèi)星星座地面站，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的高效收發(fā)和處理，為衛(wèi)星通信提供可靠的支持。

三、內(nèi)部架構(gòu)，解析工作原理

AFE7958是一款高度集成的高性能多通道收發(fā)器，內(nèi)部架構(gòu)設(shè)計(jì)精妙，各部分協(xié)同工作，確保了其卓越的性能表現(xiàn)。

1. 發(fā)射鏈（TX）

• DAC模塊：四個(gè)RF采樣12GSPS DAC是發(fā)射鏈的核心之一。DAC以最高12GSPS的速率運(yùn)行，具有在第二奈奎斯特區(qū)工作的模式，能夠直接生成高達(dá)12GHz的RF信號(hào)，無(wú)需額外的頻率轉(zhuǎn)換級(jí)，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。這種高速率和寬頻帶的特性使得AFE7958在處理高速信號(hào)和高頻信號(hào)時(shí)具有出色的性能。
• 可變?cè)鲆娣糯笃?/u>（TDSA）：TDSA位于DAC之后，主要作用是調(diào)整發(fā)射信號(hào)的功率輸出。它可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，精確地改變發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度，以適應(yīng)不同的通信場(chǎng)景和傳輸距離。

  2. 接收鏈（RX）

• 數(shù)字步進(jìn)衰減器（RDSA）和ADC：每個(gè)接收鏈配備一個(gè)RDSA和一個(gè)3GSPS ADC。RDSA可以在25dB范圍內(nèi)以0.5dB為步進(jìn)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減調(diào)整，以適應(yīng)不同強(qiáng)度的輸入信號(hào)。ADC能夠?qū)⒔邮盏降腞F信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最高可處理高達(dá)12GHz的RF信號(hào)，并且可以將更高的奈奎斯特區(qū)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換。
• 數(shù)字峰值檢測(cè)器：位于ADC輸出端，可配置用于協(xié)助外部自動(dòng)增益控制（AGC）環(huán)路。它能夠檢測(cè)信號(hào)的峰值，通過(guò)反饋機(jī)制控制外部低噪聲放大器（LNA）的增益和內(nèi)部DSA的衰減，從而確保輸入到ADC的信號(hào)處于合適的強(qiáng)度范圍，提高信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

  3. 數(shù)字信號(hào)處理模塊

• 數(shù)字上變頻器（DUC）和數(shù)字下變頻器（DDC）：DUC和DDC在數(shù)字信號(hào)處理中起著關(guān)鍵作用。它們利用16個(gè)預(yù)配置的數(shù)控振蕩器（NCOs）實(shí)現(xiàn)快速跳頻功能。在發(fā)射端，DUC通過(guò)插值將數(shù)據(jù)速率匹配到DAC的更新速率；在接收端，DDC通過(guò)抽取將數(shù)據(jù)速率匹配到ADC的轉(zhuǎn)換速率。這種靈活的數(shù)字信號(hào)處理能力使得AFE7958能夠適應(yīng)不同的信號(hào)帶寬和通信協(xié)議。

  4. 時(shí)鐘與同步模塊

• 時(shí)鐘選項(xiàng)：提供了靈活的時(shí)鐘選擇，包括外部RF時(shí)鐘和內(nèi)部PLL模式（使用低速輸入時(shí)鐘）。這種設(shè)計(jì)使得AFE7958可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和系統(tǒng)要求，選擇最合適的時(shí)鐘源，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
• 同步功能：支持JESD204B和JESD204C接口標(biāo)準(zhǔn)，具有子類1多設(shè)備同步和SYSREF對(duì)齊檢測(cè)功能。通過(guò)這些同步機(jī)制，多個(gè)AFE7958設(shè)備可以在同一系統(tǒng)中協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和處理。

  5. 控制與接口模塊

• SPI接口：通過(guò)SPI接口可以對(duì)AFE7958進(jìn)行編程配置。工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，通過(guò)SPI接口設(shè)置設(shè)備的各種參數(shù)，如增益、頻率、采樣率等，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的靈活控制。
• GPIO接口：設(shè)備還配備了多個(gè)通用輸入輸出（GPIO）引腳，這些引腳可以配置為提供中斷信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)對(duì)某些功能的快速控制。例如，通過(guò)GPIO可以快速切換NCO的工作模式，以適應(yīng)不同的信號(hào)處理需求。