德州仪器AFE7900射频采样模拟前端技术解析

描述

Texas Instruments AFE7900射频采样模拟前端 (AFE) 是一款高性能、宽带宽的多通道收发器。该器件集成了四个射频采样发射器链、四个射频采样接收器链和两个射频采样反馈链(共六个射频采样ADC)。该器件的工作频率高达7.4GHz,可实现在L、S和C频段范围内直接射频采样,无需额外的频率转换级。这种密度和灵活性的提高可实现高通道数、多任务系统。

数据手册;*附件:Texas Instruments AFE7900射频采样模拟前端 (AFE)数据手册.pdf

Texas Instruments AFE7900的TX信号路径支持插值和数字上变频选项,可为四个TX提供高达1200MHz的信号带宽,或为两个TX提供高达2400MHz的信号带宽。DUC的输出驱动12GSPS DAC(数模转换器),具有混合模式输出选项增强第二奈奎斯特运行。DAC输出包括一个可变增益放大器 (TX DSA),具有40dB范围、1dB模拟和0.125dB数字步进。

特性

  • 四通道射频采样12GSPS发射DAC
  • 四通道射频采样3GSPS接收ADC
  • 双通道射频采样3GSPS反馈(辅助RX)ADC
  • 最大射频信号带宽
    • 4TX或2FB: 1200MHz或2TX: 2400MHz
    • RX): 1200MHz (无FB), 600MHz (带FB)
  • 射频频率范围
    • TX: 5MHz - 7.4GHz
    • RX/FB: 5MHz - 7.4GHz
  • 数字步进衰减器 (DSA)
    • TX: 40dB范围, 0.125dB步
    • RX或FB: 25dB范围, 0.5dB步
  • 单频带或双频带DUC或DDC,用于TX和RX
  • 16x NCO每TX或RX和FB
  • 可选内部PLL或VCO,用于DAC或ADC时钟或DAC或ADC采样率的外部时钟
  • SysRef对准检测器
  • SerDes数据接口
    • 兼容JESD204B和JESD204C
    • 8个高达29.5Gbps的SerDes收发器
    • 子类1多器件同步
  • 封装:17mm×17mm FCBGA,0.8mm脚距

功能框图

射频采样

德州仪器AFE7900射频采样模拟前端技术解析

概述

德州仪器(TI)的AFE7900是一款高性能、宽带宽多通道收发器,集成了4个射频采样发射链、4个射频采样接收链和2个射频采样反馈链(共6个射频采样ADC)。这款设备工作频率高达7.4GHz,可直接在L、S和C波段频率范围内进行射频采样,无需额外的频率转换级,显著提高了系统通道密度和灵活性,适用于高通道数、多任务系统。

关键特性

AFE7900的主要特性包括:

  • 四通道射频采样12-GSPS发射DAC
  • 四通道射频采样3-GSPS接收ADC
  • 双通道射频采样3-GSPS反馈(辅助接收)ADC
  • 最大射频信号带宽‌:
    • 4TX或2FB:1200MHz
    • 2TX:2400MHz
    • RX:1200MHz(无FB),600MHz(有FB)
  • 射频频率范围‌:
    • TX:5MHz-7.4GHz
    • RX/FB:5MHz-7.4GHz
  • 数字步进衰减器(DSA) ‌:
    • TX:40dB范围,0.125dB步进
    • RX或FB:25dB范围,0.5dB步进
  • TX和RX的单或双波段DUC或DDC
  • 每个TX、RX和FB通道16个NCO
  • 可选内部PLL或VCO用于DAC或ADC时钟,或外部时钟输入
  • Sysref对齐检测器
  • SerDes数据接口‌:兼容JESD204B和JESD204C,8个SerDes收发器,速率高达29.5Gbps,支持子类1多设备同步

应用领域

AFE7900广泛应用于:

  • 雷达系统
  • 导引头前端
  • 国防无线电
  • 战术通信基础设施
  • 无线通信测试设备

技术细节

发射路径特性

AFE7900的发射信号路径支持插值和数字上变频选项,可为四个TX提供高达1200MHz的信号带宽,或为两个TX提供2400MHz带宽。DUC输出驱动12-GSPS DAC(数模转换器),具有混合模式输出选项以增强第二奈奎斯特区操作。

关键参数‌:

  • DAC分辨率:14位
  • RF输出频率范围:5MHz-7.4GHz
  • 最大全刻度输出功率:在30MHz时达6.5dBm
  • DSA衰减范围:40dB(步进0.125dB)
  • 增益平坦度:在600MHz带宽内<1.2dB

接收路径特性

每个接收链包括一个25dB范围的DSA(数字步进衰减器),后接一个3-GSPS ADC(模数转换器)。每个接收通道都有模拟峰值功率检测器和各种数字功率检测器,可协助外部或内部自动增益控制器,以及用于设备可靠性保护的RF过载检测器。

关键参数‌:

  • ADC分辨率:14位
  • RF输入频率范围:5MHz-7.4GHz
  • 最小全刻度输入功率:在30MHz时为-2.2dBm
  • DSA衰减范围:25dB(步进0.5dB)
  • 噪声系数:在1760MHz时为19.0dB(最小衰减)

时钟与同步

AFE7900提供灵活的时钟选项:

  • 可选内部PLL或VCO用于DAC或ADC时钟
  • 支持外部时钟输入
  • 包含SYSREF定时检测器,可优化SYSREF输入相对于设备时钟的时序
  • 支持JESD204B/C标准的多设备同步

封装与热特性

AFE7900采用17mm×17mm FCBGA封装,引脚间距0.8mm。其热特性如下:

  • 结至环境热阻(RθJA):16.2°C/W
  • 结至外壳(顶部)热阻(RθJC(top)):0.42°C/W
  • 结至板热阻(RθJB):4.85°C/W
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