AD9361學習（一）

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器件概述

AD9361是一款面向3G和4G基站應用的高性能、高集成度的射頻RF捷變收發(fā)器。該器件集RF前端與靈活的混合信號基帶部分為一體，集成頻率合成器，為處理器提供可配置數字接口，從而簡化設計導入。AD9361工作頻率范圍為70MHz~6.0GHz，涵蓋大部分特許執(zhí)照和免執(zhí)照頻段，支持的通道帶寬范圍200kHz~56MHz。

每個接收RX子系統(tǒng)都擁有獨立的自動增益控制AGC、直流失調校正、正交校正和數字濾波功能，從而消除了在數字基帶中提供這些功能的必要性。每個通道搭載兩個高動態(tài)范圍ADC，先將接收到的I信號和Q信號進行數字化處理，然后將其傳過可配置抽取濾波器和128抽頭有限脈沖響應FIR濾波器，結果以相應的采樣率生成12位輸出信號。

發(fā)射端直接采用變頻架構，可實現(xiàn)較高的調制精度和超低的噪聲。這種發(fā)射器設計帶來行業(yè)最佳TX EVM，數值不到<-40dB，可為外部功放的選擇留出可觀的裕量。板載發(fā)射TX功率監(jiān)控器可以用作功率檢測器，從而實現(xiàn)高精度的TX功率測量。

完全集成的鎖相環(huán)PLL可針對所有接收和發(fā)射通道提供低功耗的小數N分頻頻率合成。設計中集成了頻分雙工FDD系統(tǒng)需要的通道隔離。還集成了所有VCO和環(huán)路濾波器器件。

AD9361芯片可以直接用1.3V穩(wěn)壓器供電。IC通過一個標準四線式串行端口和四個實時IO控制引腳進行控制。

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AD9361系統(tǒng)構成

AD9361系統(tǒng)框架如下圖所示：

RX射頻前端構成如下圖所示：

TX射頻前端構成如下圖所示：

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工作原理

一般特性

AD9361集成了所有收發(fā)器功能的所有必要RF、混合信號和數字模塊。允許通過可編程實現(xiàn)單通道12bit并行數據端口、雙通道12bit并行數據端口或12bit低電壓差分信令LVDS接口，與各種基帶處理器相連接。AD9361提供自我校準和自動增益控制AGC系統(tǒng)。

接收器

接收器部分包含所有必要模塊、用于接收RF信號并將其轉換成可供BBP使用的數字數據。有兩個獨立控制的通道，可接收來自不同源的信號、使器件可用于多輸入、多輸出MIMO系統(tǒng)，同時共享一個通用頻率合成器。

每個通道有三個輸入，可以多路復用至信號鏈，使AD9361可用于搭載多個無線輸入的分集系統(tǒng)。接收器是一個直接變頻系統(tǒng)，含有一個低噪聲放大器LNA、匹配相內I和正交Q放大器、混頻器和頻帶整形濾波器，該濾波器可將接收到的信號下變頻位基帶一遍進行數字化。

接收器包括12bit、∑-ΔADC和可調采樣速率，可以從收到的信號產生數據流。數字化信號可通過一系列抽取濾波器和一個完全可編程的128抽頭FIR濾波器進一步調理。各數字濾波器模塊的采樣速率可通過更改抽取系數來進行調整，從而產生需要的輸出速率。

發(fā)射器

發(fā)射器部分含有兩個相同的、獨立控制的通道，提供了所有必要的數字處理、混合信號和RF模塊，可以實現(xiàn)一個直接變頻系統(tǒng)，同時提供一個通用型頻率合成器。從BBP收到的數字數據通過一個不帶插值選項的完全可編程128抽頭FIR濾波器。FIR輸出被送到一系列插值濾波器，在輸出達到DAC之前，提供額外的濾波和數據速率插值處理。每個12位DAC都擁有可調的采樣速率。I和Q通道都饋入RF模塊進行上變頻。

當轉換為基帶模擬信號時，I和Q信號將進行濾波，以移除采樣偽像，然后饋入上變頻混頻器。I和Q信號將重新組合，并在載波頻率下進行調制，以便傳輸到輸出級。組合信號還會通過模擬濾波器，由它們提供額外的頻帶整形處理，然后再將信號傳輸至輸出放大器。每個發(fā)送通道都提供了較寬的細粒度衰減調整范圍，優(yōu)化信噪比。

每個發(fā)射通道內置自我校準電路，以支持自動適實時調整。發(fā)射器模塊同時為每個通道提供了一個TX監(jiān)控器模塊。監(jiān)控器輸出通過一個未使用的接收器通道將其送回BBP，以實現(xiàn)信號監(jiān)控。TX監(jiān)控器模塊盡在接收器空閑的TDD模式下可用。

時鐘輸入

AD9361使用分數分頻鎖相環(huán)生成一個本地時鐘為信號信號轉換、數字濾波器、IO端口提供時鐘源。AD9361運行時使用的參考時鐘可有兩個不同時鐘源提供，一是使用外部專門晶振，頻率在19MHz和50MHz，連接于XTALP和XTALN引腳之間，或者由外部晶振加上一個可變電容生成所需頻率。在使用外部晶振情況下，利用數字可編程、數字控制晶振DCXO來調節(jié)片內可變電容，消除晶振頻率誤差，保證輸出參考時鐘穩(wěn)定。

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