具有可扩展功率和性能的收发器：关键任务通信解决方案

本文讨论ADRV9001，这是ADI公司最新一代软件定义无线电（SDR）收发器单芯片集成电路（IC），旨在为许多卫星、军事、陆地移动、公用事业基础设施和蜂窝关键任务通信提供可扩展的功率和性能。本文首先介绍了ADRV9001中三个用户定义的省电选项，包括元件级、通道级和IC系统级。然后进一步讨论一种称为监控模式的独特系统特性，该模式不仅可以为ADRV9001本身节省功耗，还可以使用户降低基带集成电路（BBIC）的工作功耗，从而实现最佳的整体系统节能目标。本文还演示了每个节能选项的功耗节省，并详细说明了相关的性能权衡。通过彻底了解这些权衡，可以确定最佳的系统节能策略，以实现最佳功耗和令人满意的系统性能。

介绍

ADRV9001是高度敏捷、用户可配置的新一代SDR IC收发器系列的一部分。它通过一组先进的系统功能（如多芯片同步 （MCS）、数字预失真 （DPD）、动态配置文件切换 （DPS） 和快速跳频 （FFH） ）提供最先进的射频性能。该 IC 支持频分双工 （FDD） 和时分双工 （TDD） 操作，射频频率范围从 30 MHz 到 6 GHz，涵盖超高频 （UHF）;甚高频;工业、科学和医疗 （ISM）;和蜂窝频段。它可以处理窄带（低至 12 kHz）和宽带（高达 40 MHz）信号，采样速率几乎连续，从 24 kSPS 到 61.44 MSPS。

它具有所有这些功能，非常适合作为跨许多不同任务关键型应用程序使用的平台。ADI公司的合作伙伴已经开发了几种通用模块系统（SOM），如Alciom、Epiq Solutions、NextGen RF Design和Vanteon Wireless Solutions。SOM产品面向任务关键型通信，包括工业自动化和高级计量应用。它们具有相同的属性，即通过该 IC 实现性能、功耗、尺寸和成本之间的完美平衡。图1显示了在组件、通道和系统级别提供的主要节能选项。注意：ADRV9001系列中的不同收发器变体可能具有不同的通道数和不同的系统特性，图1对此进行了简化。

图1.ADRV9001三个不同级别的节能选项的高级示意图。

如图1所示，以紫色突出显示的组件级节能选项主要涉及模数转换器（ADC）、RF PLL、基带（BB）PLL、模拟发射低通滤波器（Tx LPF）和接收低通滤波器（Rx LPF）等组件。与大多数传统收发器不同，ADRV9001为I和Q数据路径提供一对高性能（HP）和低功耗（LP）ADC，供用户选择。对于每个组件，都提供了多个节能选项。一对发射和接收通道的通道级节能选项以红色突出显示。这是专门为TDD应用设计的，其中发送和接收操作是相互时间复用的。因此，当一个通道运行时，另一个通道处于空闲状态，可以断电。通过要求不同的唤醒时间来恢复操作，提供不同级别的通道节能方案。系统级节能选项以绿色突出显示;这些可用于为某些预期长时间不活动的应用（例如数字移动无线电 （DMR） 手机系统）实现更多的节能。1

除了所有这些省电选项外，该收发器还具有监控模式，允许ADRV9001和BBIC在系统空闲时间段内进入睡眠状态。在睡眠期间，ADRV9001可以定期唤醒一个接收通道以执行信号检测。因此，它可以减轻BBIC的信号检测责任，并允许它在整个空闲时间段内休眠，以实现最佳的整体系统节能目标。

在以下部分中，将深入讨论所有省电选项和监视模式。通过彻底了解相关的性能权衡，设计工程师可以探索所有潜在的节能可能性，以控制功耗，同时保证令人满意的系统性能。

组件级节能

在器件初始化阶段，通过软件开发套件 （SDK） 提供的应用程序编程接口 （API） 配置单个硬件组件，可以轻松实现组件级节能。图 2 显示了提供多种节能选项的主要硬件组件，包括 ADC、RF PLL、BB PLL、接收 LPF 和传输 LPF。要正确配置这些组件，了解性能权衡至关重要。

图2.ADRV9001 元件级节能选项。

ADRV9001提供在HP ADC和LP ADC之间进行选择的选项。HP ADC 基于连续时间 Σ-Δ （CTSD） 架构，宽度为 5 位。LP ADC 基于压控振荡器 （VCO） 架构，宽度为 16 位。HP和LP ADC的动态范围（满量程至热噪声）性能相似，但线性度性能不同。2图 3 比较了 HP ADC 和 LP ADC 的输入三阶交调截点 （IIP3） 和输入二阶交调截点 （IIP2） 性能。它使用两个连续波 （CW） 音调（频率间隔为 1 MHz）在室温和最大接收器增益下使用宽带配置文件进行测量。注意：x 轴代表第一个音调（较低频率）的基带频率，第二个音调频率比第一个音高 1 MHz。

图3.ADRV9001 HP ADC 和 LP ADC 之间的线性度性能比较。

如图3所示，HP ADC和LP ADC均表现出高线性度性能。HP ADC 通过消耗更多功率，使用 IIP2 可实现约 12 dB 的性能，使用 IIP3 可实现 6 dB 的性能。对于HP ADC和LP ADC，用户可以进一步选择高、中或低ADC采样率。选择较高的采样率可提高噪声性能;此外，它降低了抗混叠滤波器设计中对过渡带清晰度的要求，但代价是以更快的速率处理数据消耗更多功率。

收发器包含两个RF PLL，每个PLL驱动自己的本振（LO）发生器。提供两种LO发生器选项，以实现最佳相位噪声性能或最佳功耗性能。最佳功耗模式通过略微牺牲相位噪声性能来消耗更少的功率。注意：最佳相位噪声性能选项仅适用于LO频率小于1 GHz的情况。对于每种模式，提供三种不同的功耗选项，具有不同的LO输出摆幅电平。摆幅越大，相位噪声性能越好，但功耗越高。

BB PLL生成所有与基带和数据端口相关的时钟。与ADC类似，还提供HP BB PLL和LP BB PLL选项。HP BB PLL 的可编程频率范围为 7.2 GHz 至 8.8 GHz，而 LP BB PLL 的可编程范围为 3.3 GHz 至 5 GHz。HP BB PLL 在生成时钟方面具有更大的灵活性，以支持更广泛的采样速率。当信号采样率大于 53.33 MHz 时，必须使用 HP CLK PLL 进行。LP BB PLL在支持某些采样率方面存在局限性，但功耗较低。

接收LPF通过支持5 MHz至50 MHz的可变带宽来衰减带外信号。它还将基带信号电流转换为电压。它可以在跨阻放大器（TIA）模式下配置为一阶单极点滤波器，或在双二阶（BIQ）模式下配置为传递函数中具有两个复极点的二阶滤波器。虽然两种模式的带内性能相似，但与一阶TIA模式相比，二阶BIQ模式实现了额外的带外衰减。图4比较了这两个滤波器在不同f1dB配置下的仿真频率响应。选择二阶LPF比一阶模式消耗更多的功率。除此之外，二阶LPF的带内噪声比一阶LPF高约2.5 dB。对于一阶和二阶模式，用户可以通过牺牲噪声和线性度性能，进一步选择高、中或低三种不同的功耗水平。

图4.不同LPF f1dB配置下的一阶和二阶Rx LPF频率响应。

发射LPF是一种二阶巴特沃兹滤波器，用于衰减数模转换器（DAC）的采样镜像。它还将来自DAC的电流转换为电压，并通过对输出进行低通滤波来重建模拟频谱。与接收LPF类似，它以线性度性能为代价，提供高、中或低三种功耗水平选项。

通常，可以通过将所有组件配置为最高功耗选项来实现最佳性能。对于FDD 1T1R LTE 20 MHz配置文件，通过在发射和接收通道均处于活动状态时配置最高功耗选项，ADRV9001的总功耗约为1800 mW。注意：即使使用相同的配置，测量结果也可能因硬件和温度而异。表 1 显示了通过配置不同的节能选项实现的节能量。在此 1T1R LTE 20 MHz 配置文件中，接收通道 1 和发射通道 1 均已启用，LO 配置为 900 MHz。 注意：表 1 每行中的数字显示了仅启用此单个节能选项的相对节能量（以 mW 为单位）。例如，使用具有中等时钟速率的 HP ADC 可节省约 72 mW，而启用所有最高功耗选项后的最高功耗约为 1800 mW。

 

模数转换器		省电（毫瓦）
惠普	中等时钟速率	–72
	低时钟速率	–41
LP	高时钟速率	–100
	中等时钟速率	–177
	低时钟速率	–158
射频相环
最佳相位噪声	中等功耗	–44
	低功耗	–84
最佳功耗	高功耗	–50
	中等功耗	–80
	低功耗	–108
BB 锁相环
惠普	中等功耗	–5
	低功耗	–10
LP	高功耗	–45
	中等功耗	–47
	低功耗	–49
Rx LPF
二阶	中等功耗	–26
	低功耗	–40
第一订单	高功耗	–77
	中等功耗	–101
	低功耗	–116
德克萨斯LPF
中等功耗		–29
低功耗		–47

 

根据表1，如果应用对性能要求放宽，通过为每个组件选择最低功耗选项，使用此配置文件可以实现约480 mW的总功耗节省。注意：组件级节能选项主要是静态的，这意味着一旦在设备初始化阶段配置，就无法动态更改它们。一个例外是在 HP ADC 或 LP ADC 之间进行选择，这允许通过 API 命令即时更改。

另一个值得一提的静态节能选项与其电源域之一的配置有关。ADRV9001需要五个不同的电源域：1 V数字（VDD_1P0）、1.8 V数字（VDD_1P8）、1 V模拟（VDDA_1P0）、1.3 V模拟（VDDA_1P3）和1.8 V模拟（VDDA_1P8）。其中，用于为所有发射和接收通道LO电路供电的VDDA_1P0是可选的。该域可以使用内部低压差（LDO）稳压器供电，该稳压器产生所需的1 V电压。或者，可以通过旁路部分ADRV9001内部LDO稳压器从外部供电，通过关闭LDO稳压器并应用更高效率的外部电源来实现更多的节能。3注意：本文中执行的所有测量都使用内部LDO稳压器为VDDA_1P0电源域上电。

通道级节能

与静态组件级节能不同，通道级节能是动态的。它专为 TDD 操作而设计。如图5所示，在TDD中，发送和接收操作是相互时间复用的。当一个通道处于活动状态时，另一个通道处于空闲状态;因此，可以将其关断以降低功耗。与组件级节能不同，它不会因关闭空闲通道而造成任何性能损失，但唤醒以恢复正常运行需要更多时间。

上电和关断通道的一种方法是分别使用通道使能信号（TX_ENBALE/RX_ENABLE）上升沿和下降沿。如图5所示，关断通道在相应的使能信号上升沿开始唤醒，需要一些时间才能完全工作。如果更多通道组件断电，则需要更长的唤醒时间。用户应评估所需的唤醒时间是否能够满足TDD应用中的发射和接收通道转换时序要求。

图5.常规TDD操作中的通道级节能。

提供三种不同的通道级节能模式：模式 0、模式 1 和模式 2。每个更高的模式都需要更长的唤醒时间，从而关断额外的通道相关组件。表2总结了这三种模式，以及不同RF PLL校准模式和RF PLL参考时钟速率下所需的近似唤醒时间。

 

通道组件断电		模式 0	模式 1	模式 2
传输	模拟和数字数据路径	X	X	X
	发射内部锁相环		X	X
	发射锁相环低频开关和通道低密度控制器			X
收到	模拟和数字数据路径	X	X	X
	接收内部锁环		X	X
	接收锁相环低密度控制器和通道局域网			X
不同配置下的唤醒时间		模式 0	模式 1	模式 2
RF PLL 正常校准模式和不同 RF PLL REF CLK 速率的近似上电时间 （μs）	射频锁相环参考 CLK = 30 MHz	4.5	350	500
	射频锁相环参考 CLK = 50 MHz		180	380
	射频锁相环参考 CLK = 100 MHz		Z170	370
RF PLL快速校准模式和不同RF PLL参考CLK速率的近似上电时间（μs）	射频锁相环参考 CLK = 30 MHz		100	300
	射频锁相环参考 CLK = 50 MHz		60	260
	射频锁相环参考 CLK = 100 MHz		40	240

 

如表2所示，更高的通道级省电模式会关断额外的通道组件，但会延长唤醒时间。默认情况下，如果用户未配置其他模式，则始终启用通道省电模式 0。当通道空闲时，它会关断模拟和数字数据路径组件，如混频器、转换器、滤波器等。在模式0中，只能使用RX_ENABLE和TX_ENABLE信号来触发上电和关断。唤醒时间很短，约为 4.5 μs。通道省电模式 1 进一步关断通道的内部 PLL。当PLL上电时，必须重新校准，因此PLL唤醒时间包括PLL上电时间和PLL校准时间。ADRV9001提供两种PLL校准模式：正常模式和快速模式。快速模式不能像普通模式那样保证在整个温度范围内锁定，但当通道短时间保持在特定频率时，它更合适。如表2所示，快速模式比普通模式花费更少的校准时间;因此，PLL可以更快地唤醒。此外，较高的RF PLL参考时钟速率也缩短了PLL校准时间。通道级省电模式 2 进一步关断 PLL LDO 稳压器和通道 LDO 稳压器。它增加了一个固定的唤醒时间来接通LDO稳压器。注意：表2所示的唤醒时间测量是在ADRV9001标准系统时钟速率184.32 MHz下进行的。当使用具有任意采样速率的自定义配置文件时，系统时钟速率可能会发生变化，从而相应地调整PLL上电时间（较低的系统时钟速率将增加所需的PLL上电时间）。用户可以从ADRV9001收发器评估软件（TES）检索系统时钟信息。

模式 1 和 2 可由RX_ENABLE触发，TX_ENABLE信号上升沿与模式 0 相同。在一对发射和接收通道共享相同的内部PLL及其LDO稳压器的情况下，当一个通道处于活动状态时，模式1和2实现的节能受到限制，因为PLL及其LDO稳压器必须上电。当两个通道都处于空闲状态时，可以实现更高的节能效果。与模式0不同，模式1和模式2也可以由预分配的数字通用输入/输出（DGPIO）引脚触发。但是，一个DGPIO引脚在两个通道上电和关断。因此，DGPIO引脚方法只能在发射和接收通道都空闲时使用。

图6显示了使用DGPIO引脚触发省电模式1或模式2的示例。在此示例中，整个TDD时间段分为多个时间范围，每个时间范围由四个时隙组成。第一个是发送时隙，后跟两个空闲时隙，最后一个是接收时隙。默认情况下，模式 0 始终处于启用状态，这将关闭空闲通道的电源。但是，在空闲时隙 2 和 3 期间，发送和接收通道都处于空闲状态;因此，DGPIO引脚方法可用于触发省电模式1或模式2，其实现比仅模式0更大的节能。

图6.使用 DGPIO 通过模式 1 或模式 2 触发通道级节能的示例。

需要强调的是，DGPIO引脚方法应始终触发比RX_ENABLE和TX_ENABLE信号更高的通道级省电模式，如图6所示的示例所示。DGPIO引脚方法有助于在模式1和模式2由于发射和接收通道转换时间不足而无法由RX_ENABLE和TX_ENABLE信号触发的情况下实现更多的节能。

在某些TDD应用中，一个通道可能被初始化，但长时间不使用。在这种情况下，为用户提供了一个API命令，用于关断未使用的通道，类似于模式2（关断其数据路径、PLL和LDO稳压器）。这会将未使用的通道移动到休眠状态。在通道开始运行之前，用户可以使用另一个 API 命令为其通电。这可确保为未使用的通道实现最佳的通道级节能。有关通道/系统状态的更多讨论将在后面的部分中介绍。

为了演示通过三种不同的通道级节能模式实现的节能，采用了具有24 kSPS的DMR配置文件。在DMR手机系统中，电池寿命是决定用户体验的关键因素之一。通电后，DMR 手机在三种不同的状态之间切换：发送、接收和空闲。典型的周期情况表示为 5-5-90，这意味着手机大约 5% 的时间用于发送，5% 的时间用于接收，90% 的时间用于空闲。通常，具有5-5-90循环案例的电池寿命数据需要作为重要的系统参数在DMR手机数据手册中发布。1

由于功耗对于DMR应用至关重要，因此在组件级别采用最佳的节能选项。此外，对于一对发射和接收通道，仅使用一个PLL。由于ADRV9001接收器使用中频（IF）模式，而发射器使用零中频模式，因此当一个通道切换到另一个通道时，PLL会重新调谐。

图7.通用 DMR TDD 定时配置，用于使用通道级省电模式进行功耗测量。

图7描述了一般的TDD时序配置。T德克萨斯州和 T接收分别代表发射和接收活动时间。T空闲1和 T闲置2闲暇时间站着。为简单起见，未指示唤醒时间，因为与通道活动和空闲时间相比，唤醒时间通常要短得多;因此，它在功耗计算中微不足道。

表3显示了T期间测得的功耗德克萨斯州/ 7接收和空闲时间 （T空闲1/T闲置2） 的通道级省电模式 0、1 和 2。在此测量中，LO配置为900 MHz。

 

通道级省电模式	功耗（毫瓦）
	P德克萨斯州（仅传输）	P接收（仅接收）	P空闲（空闲）
模式 0	580	525	368
模式 1	580	509	205
模式 2	580	502	173

 

通过了解不同时间段的功耗，平均功耗可以进一步计算为：

考虑到典型的 5-5-90 DMR 用例，使用模式 2 的平均功耗可以计算为 580 × 5% + 502 × 5% + 173 × 90%，约为 210 mW。

如表3所示，模式1和模式2在空闲期间可节省更多功耗，因为PLL及其相关LDO稳压器可以断电。但在通道活动时间（发送或接收）期间，PLL及其LDO稳压器无法断电，因为它们在两个通道之间共享;因此，仅关断空闲通道相关组件（如通道LDO稳压器）的节能非常有限。

系统级节能

如上一节所述，通道级省电模式可关断与通道相关的组件，如数据路径、RF PLL和LDO稳压器。在发送和接收通道都空闲的情况下，例如在图6中描述的场景中，系统级组件可以进一步断电以实现额外的节能。这些系统级组件包括时钟PLL、转换器LDO稳压器、时钟PLLLDO稳压器以及Arm处理器及其存储器。与通道级省电模式类似，提供三种系统级省电模式，其中更多模式用于关断其他系统组件，如表4所示。®

 

通道和系统组件断电		模式 3	模式 4	模式 5
	模拟和数字数据路径	X	X	X
德克萨斯	发射内部锁相环	X	X	X
	PLL LDO 和 Tx LDO		X	X
	模拟和数字数据路径	X	X	X
接收	接收内部锁环	X	X	X
	PLL LDO 和 RX LDO		X	X
	CLK PLL	X	X	X
系统	转换器 LDO 和 CLK PLL LDO		X	X
	手臂+回忆			X
不同配置下的唤醒时间		模式 3	模式 4	模式 5
近似上电时间（μs）		250	650	3200

 

如表 4 所示，除模式 1 外，模式 3 还关断 CLK PLL，模式 4 除模式 2 外，还关断 CLK PLL、转换器 LDO 稳压器和 CLK PLL LDO 稳压器。除了模式 4 之外，模式 5 还会进一步关闭 Arm 设备及其内存的电源。同样，关闭更多组件的电源会导致更长的唤醒时间。在模式5中，为所有组件上电大约需要3.2 ms。

与通道级省电不同，系统级省电必须由DGPIO引脚触发。图8显示了一个示例，说明如何在TDD操作的不同时间段内结合使用通道级节能和系统级节能来实现更好的节能。

图8.结合使用通道级和系统级节能的示例。

在此示例中，在发送和接收操作交替的时间段内，用户可以通过使用RX_ENABLE和TX_ENABLE信号来选择尽可能高的通道省电模式。在没有通道工作的长时间空闲期间，用户可以采用DGPIO引脚来触发最高的系统级省电模式，从而允许关断其他系统组件。与仅通道级节能相比，这有助于实现更好的节能效果。与通道级省电模式1和模式2中的DGPIO引脚方法类似，系统级省电中的DPGIO引脚方法只能在TX_ENABLE和RX_ENABLE信号都很低时才使用。

表5显示了图7所示DMR用例的功耗，当一个通道处于活动状态时，使用省电模式2，当两个通道空闲时，使用三种不同的系统级省电模式。

 

系统级省电模式（仅适用于空闲）	功耗（毫瓦）
	P德克萨斯州（仅传输，模式 2）	P接收（仅接收，模式 2）	P空闲（空闲）
模式 3	580	502	100
模式 4	580	502	65
模式 5	580	502	35

 

与表3相比，在空闲时间段内，很明显，使用系统级省电模式可以节省更多电量。对于相同的 5-5-90 DMR 用例，使用模式 5 的平均功耗进一步降低，可以计算为 580 × 5% + 502 × 5% + 35 × 90% = 86 mW。

监控模式

在前面的部分中，讨论了三个不同级别的节能选项。为了在系统中实现最佳节能效果，仅降低ADRV9001的功耗可能还不够。理想情况下，在较长的空闲期间，当所有主要组件都可以断电时，可以实现整个系统的最佳节能效果。为了实现这一目标，该器件提供了一种监控模式，允许ADRV9001和BBIC在整个空闲时间段内进入深度睡眠状态，但一个接收通道除外，该通道可以选择唤醒以定期执行信号检测。找到有效信号后，ADRV9001会立即唤醒BBIC。这减轻了BBIC的信号检测责任，并允许它（以及由BBIC控制的系统中的其他电路）在整个空闲时间段内休眠，以实现最高的整体系统节能。

图9显示了ADRV9001的简化状态图，以及它如何在正常工作模式和监控模式之间转换。

图9.ADRV9001在正常工作模式和监控模式下的状态图。

如图9所示，在正常工作模式下，ADRV9001上电后，它会自动进入待机状态，在此期间用户可以配置组件级省电选项。如果初始化成功，待机状态将切换到校准状态。如前所述，在此状态下，可以使用 API 命令关闭未使用的通道（尽管已初始化），以从校准就绪子状态移动到休眠子状态。从校准状态开始，无线电命令进一步启动通道以准备发射和接收操作，并且所有通道都切换到启动就绪子状态。注意：此子状态等效于默认通道级省电模式 0。当通道使能信号开启时，通道进一步移动到RF_ON状态以开始操作。如前所述，在TDD操作期间，可以使用通道级省电模式关闭空闲通道。如果使用省电模式 0，它将空闲通道从RF_ON状态移动到启动就绪子状态。如果使用省电模式 1 或模式 2，则会将空闲通道从 RF_ON 移动到启动的关断子状态。

从正常操作模式到监控模式的转换由 BBIC 在检测到长时间空闲时间段的开始后启动。在监控模式下，BBIC 根据 BBIC 设置的配置采用系统级省电模式 3、模式 4 或模式 5。ADRV9001和BBIC均进入睡眠状态，但一个ADRV9001接收通道可以选择唤醒以定期执行信号检测。当找到有效信号时，ADRV9001将唤醒BBIC，BBIC将进一步禁用监控模式以恢复正常工作。

如图 9 所示，监视模式由三种不同的状态组成：睡眠、检测和已检测。睡眠和检测周期通过定时器控制。当时间结束时，如果没有检测到有效信号，一个状态将过渡到另一个状态。BBIC 确定计时器以及应从哪种状态监视器模式开始。如果在检测状态期间检测到有效信号，ADRV9001将立即转换到检测状态并唤醒BBIC。然后，BBIC禁用监控模式，ADRV9001切换回正常工作模式。与系统级省电模式一样，监控模式的启动由DGPIO引脚触发，因为从根本上说，这两者非常相似，只是监控模式包含信号检测功能。事实上，ADRV9001可以通过API命令在系统级省电模式和监控模式之间动态切换。

图10描述了ADRV9001和BBIC监控模式下发生的详细时序事件。当BBIC置位监控模式DGPIO引脚时，BBIC将开始休眠，ADRV9001将等待可配置的初始延迟，然后使用配置的定时器进入睡眠检测模式。ADRV9001可以在初始延迟期间执行信号检测，以确保在进入睡眠状态之前不存在信号。ADRV9001的睡眠检测模式会持续下去，直到检测到有效信号。然后，ADRV9001唤醒BBIC并开始缓冲有效接收数据，以确保BBIC在睡眠期间不会丢失任何有效数据。BBIC完全唤醒后，它使接收通道能够首先以预配置的更高接口数据速率检索所有缓冲数据。然后，它进一步禁用监视模式以恢复正常运行。注意：BBIC可以将检测定时器设置为0，这样ADRV9001就不会执行任何信号检测，相反，当找到有效信号时，BBIC将通过随时取消对DGPIO引脚的解置来执行信号检测并终止监控模式。

图 10.监控模式下ADRV9001和BBIC的时序事件。

ADRV9001提供多种信号检测方法，以适应不同的无线电标准，包括接收信号强度指示器（RSSI）、同步（SYNC）和快速傅里叶变换（FFT）。RSSI方法将接收信号电平与阈值进行比较，以确定有效信号，因此可用于任何类型的无线电标准。SYNC 方法检测 DMR 标准定义的特定同步信号模式。FFT方法仅适用于使用FSK调制方案的标准。因此，除DMR之外，对使用监控模式没有限制。

表6显示了图7所示DMR用例在空闲时间段内，在监控模式下利用不同的系统级省电模式在睡眠状态和检测状态期间的功耗。

 

系统级省电模式	功耗（毫瓦）
	睡	检测
模式 3	100	240
模式 4	65	240
模式 5	35	225

 

根据睡眠和检测状态的计时器配置，可以确定监视模式期间的平均功耗。虽然ADRV9001在检测状态下执行检测的功耗高于睡眠状态，但它允许BBIC在整个空闲时间段内休眠，从而可以提高系统整体功耗。

通过 TES 进行功耗评估

本文介绍的所有功耗测量均通过ADRV9001 TES和ADRV9001评估板（EVB）执行。有关TES和EVB的更多信息，请访问ADRV9002产品页面。赛灵思 ZC706 和 ZCU102 FPGA 板均受 TES 支持。®3包括监控模式在内的所有节能选项都可以在TES中配置，如图11所示。

图 11.TES中的节能选项和电源监控模式配置。

一目了然的省电配置页面非常易于使用。为了帮助用户进一步评估功耗，ADRV9001 EVB配备了功率监控芯片，用于实时监控和测量功耗。不同电源域的详细功耗可以以30秒的间隔显示在TES中，如图12所示，这是一个强大的可视化工具，可以动态评估不同通道状态下的电源性能。良好的测量精度可以在±2.5%的误差容限范围内。

图 12.使用TES的功耗实时显示。

结论

如本文所述，ADRV9001收发器系列在元件、通道和系统级别以及监控模式下提供多种节能选项，能够为许多任务关键型应用实现可扩展的功耗和性能。了解每个节能选项的相关性能权衡对于确定最佳系统节能策略至关重要。通过ADRV9001 TES和EVB，所有节能选项都可以通过强大的高精度实时显示所有电源域的功耗来全面评估。

审核编辑：郭婷