AD9864中频数字化子系统技术手册

概述
AD9864是一款通用中频子系统，可对信号带宽范围为6.8 kHz至270 kHz的低电平10 MHz至300 MHz中频输入进行数字化处理。AD9864的信号链包括一个低噪声放大器(LNA)、一个混频器、一个带通Σ-Δ型模数转换器(ADC)以及一个具有可编程抽取系数的抽取滤波器。自动增益控制(AGC)电路提供12 dB的连续增益调整。辅助模块包括时钟和LO频率合成器。

AD9864的高动态范围和带通Σ-Δ型转换器内在的抗混叠功能，使该器件能处理比目标信号强度高达95 dB的阻塞信号。此特性可以降低中频滤波要求，从而降低无线电的成本，而且还支持不同通道带宽的多模无线电，使中频滤波器具有较大的额定通道带宽。

通过SPI®端口可对AD9864的许多参数进行编程，因此该器件可针对特定应用进行优化。可编程参数包括：频率合成器分频比、AGC衰减和上升/延迟时间、接收信号强度水平、抽取系数、输出数据格式、16 dB衰减器以及所选的偏置电流。

AD9864采用48引脚LFCSP封装，以2.7 V至3.6 V单电源供电。总功耗典型值为56 mW，可通过串行接口实现省电模式。
数据表：*附件：AD9864中频数字化子系统技术手册.pdf

应用

• 多模式窄带无线电产品
  • 模拟/数字UHF/VHF FDMA接收机
  • TETRA、APCO25、GSM/EDGE
• 便携式和移动无线电产品
• SATCOM终端

特性

• 输入频率：10 MHz至300 MHz
• 复合输出信号带宽：6.8 kHz至270 kHz
• 单边带噪声系数（SSB NF）：7.5 dB
• 输入三阶交调截点(IIP3)：−7.0 dBm
• 无AGC范围最高达−34 dBm
• 连续AGC范围：12 dB
• 前端衰减器：16 dB
• 基带I/Q 16位（或24位）串行数字输出
• LO和采样时钟频率合成器
• 可编程抽取系数、输出格式、AGC和频率合成器设置
• 370 Ω输入阻抗
• 电源电压：2.7 V至3.6 V
• 低功耗： 17 mA
• 48引脚LFCSP封装

框图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

上电复位

当VDD电源电压超过阈值时，SPI寄存器会自动设置为默认值。这确保了AD9864处于已知状态，并在最小电源功耗下稳定运行。SPI寄存器无需写入其默认设置，这等同于通过软件复位将0x09发送到SFR。0xF00可作为第一个SPI写命令，提供额外保障。

同步串行接口（SSI）

AD9864为其SSI输出数据格式、编程模式及其与帧同步信号（FS）、时钟（SCLK）的定时关系提供了高度灵活性。AD9864提供三线制数字接口，用于与主机设备进行通信。在四线制模式下，帧同步信息被嵌入到数据流中，因此同时提供SCLK和DOUTA信号给主机设备。SSI控制寄存器（SSICR）和SSICR2中的表6到表13展示了与这些寄存器相关的位字段。

AD9864的主要输出是在帧内解调的同相（I）和正交（Q）信号流。SSI输出端口有一个单比特流，其数据速率等于ADC采样速率除以抽取因子。该比特流在解复用寄存器（0x007）中进行编程。数据由一个Q字组成，其中每个字可以是24位或16位长，并且总是先发送最高有效位。可选字节也可包含在Q字之后的SSI帧中。每个SSI帧由一个或多个Q字组成，Q字计数用于调制残余误差并估计接收信号幅度（相对于AD9864的满量程）。图32说明了SSI数据帧中的样本关系。

如果SSICR1中的EAGC位被置位，会输出两个可选字节。第一个字节是 - 6 dB衰减设置（0 = 无衰减，255 = 24 dB衰减），而第二个字节包含24比特的接收信号强度指示（RSSI）值，其中RSSI的前8位是整数部分，后16位是小数部分。在第一个再生阶段，信号强度与输出的满量程成比例。

两个可选字节跟随16比特的I和Q数据。如果EAGC位被置位，这两个字节遵循I和Q数据的交替模式。在交替模式下，I数据中的整数部分是包含RSSI信息字节的最高有效位，而小数部分是该字节的最低有效位。

在双线接口中，嵌入的帧同步（EFS）在第一个字节的第1位设置。在四线接口中，EFS在嵌入式帧中，该帧由一个起始位（低电平）和一个停止位（高电平）包围，每个帧端至少有10个高电平位。FS保持低电平或三态（默认），以防止帧同步位（SFS）翻转。其他位可用于反转SFS的状态。延迟控制帧同步脉冲一个时钟周期（DLFS），以确保时钟信号不干扰SFS。注意，如果EFS设置为1，SFS不能被位时钟（SCLK）翻转。

辅助寄存器可将输出比特率（fSSI_OUT）设置为输入采样时钟频率（fCLK_IN）或其整数分频。注意，fSSI_OUT等于fCLK_IN除以解复用寄存器中设置的抽取因子。它应该足够高，以避免混叠，且不会损坏输出比特流中的数据。用户通常选择输出比特率，使一个SSI帧适合所选字长和抽取因子。使用高电平位来填充每个字节。