AFE7921 4 个发射、4 个接收、2 个反馈的射频采样收发器技术手册

AFE79xx 是高性能、宽带宽多通道收发器系列，集成了四个射频采样发射器链、四个射频采样接收器链和多达两个射频采样数字化辅助链（反馈路径）。发射器和接收器链的高动态范围使该器件能够从无线基站生成和接收 3G、4G 和 5G 信号，而 AFE79xx 器件的宽带宽能力专为多频段 4G 和 5G 基站而设计。
*附件：afe7921.pdf

每个接收器链包括一个 25 dB 范围的 DSA（数字步进衰减器），然后是一个 3GSPS ADC（模数转换器）。每个接收器通道都有一个模拟峰值功率检测器和各种数字功率检测器，以辅助外部或内部自主自动增益控制器，以及用于器件可靠性保护的射频过载检测器。单或双数字下变频器 （DDC） 提供高达 600 MHz 的组合信号带宽。在TDD模式下，接收器通道可以配置为在流量接收器（TDD RX）和宽带反馈接收器（TDD FB）之间动态切换，并能够重复使用相同的模拟输入来实现这两种目的。

每个发射器链都包括一个单或双数字上变频器 （DUC），支持高达 1200 MHz 的组合信号带宽。DUC 的输出驱动 12GSPS DAC（数模转换器），具有混合模式输出选项，以增强 2 次或 3 次奈奎斯特作。DAC输出包括一个可变增益放大器（TX DSA），具有40 dB范围和1 dB模拟步长和0.125 dB数字步长。

反馈路径包括一个驱动3GSPS射频采样ADC的25 dB范围DSA，然后是一个带宽高达1200 MHz的DDC。

特性

• 四通道射频采样12GSPS发射DAC
• 四通道RF采样3GSPS接收ADC
• 双射频采样 3GSPS 反馈 ADC（仅限 AFE792x）
• 最大射频信号带宽：
  • 发射/FB：1200 MHz （AFE7920/88） 或 400 MHz （AFE7989） 或 800MHz （AFE7921）
  • 接收：600 MHz （AFE7920/88） 或 400 MHz （AFE7921/AFE7989）
• 数字步进衰减器 （DSA）：
  • TX：40 dB 范围，1 dB 模拟步进和 0.125 dB 数字步进
  • RX：25 dB 范围，0.5 dB 步长
  • FB：25 dB 范围，0.5 dB 步长
• 用于 TX 和 RX 的单频或双频 DUC/DDC（仅限 AFE7920/88）
• 用于快速频率切换的双 NCO
• 支持 TDD作，可在 TX 和 RX 之间快速切换
• 内部PLL/VCO，用于生成DAC/ADC时钟
• 可选的DAC或ADC速率的外部CLK
• SerDes 数据接口：
  • 符合JESD204B和JESD204C标准
  • 8 个高达 29.5 Gbps 的 SerDes 收发器
  • 8b/10b 和 64b/66b 编码
  • 12 位、16 位、24 位和 32 位分辨率
  • 子类 1 多设备同步
• 封装：17 mm × 17 mm FCBGA，0.8 mm 间距

参数

AFE79xx 系列是德州仪器推出的四通道射频收发器家族（含 AFE7920/21/88/89 型号），核心优势为高采样率、宽信号带宽、多通道集成及灵活的接口配置，专为 3G/4G/5G 基站等无线通信场景设计。

核心参数与特性

1. 收发通道配置：集成四通道发射链、四通道接收链，AFE792x 额外含两通道反馈链；发射端搭载 12-GSPS DAC，接收端与反馈端为 3-GSPS ADC，支持高速射频信号直接采样。
2. 信号带宽：TX/FB 带宽因型号而异（AFE7921 为 800 MHz，AFE7920/88 为 1200 MHz，AFE7989 为 400 MHz）；RX 带宽为 400 MHz（AFE7921/89）或 600 MHz（AFE7920/88）。
3. 衰减器与变频：发射端 DSA 支持 40 dB 量程（1 dB 模拟步长 + 0.125 dB 数字步长），接收 / 反馈端 DSA 为 25 dB 量程（0.5 dB 步长）；AFE7920/88 支持单 / 双波段 DUC/DDC，AFE7921/89 无此功能。
4. 时钟与同步：内置 PLL/VCO 生成 DAC/ADC 时钟，支持外部时钟输入；支持 JESD204B/C 接口子类 1 多设备同步，适配大规模组网需求。

核心功能模块

• 发射链：含 DUC（部分型号）、12-GSPS DAC、可变增益放大器及 DSA，支持混合模式输出以优化 Nyquist 频段性能，适配多频段信号生成。
• 接收链：含 DSA、采样保持电路、3-GSPS ADC 及 DDC，集成模拟峰值功率检测器、数字功率检测器和 RF 过载检测器，兼顾增益控制与设备保护。
• 反馈链（AFE792x 专属）：配置 DSA、ADC 及 DDC，带宽最高 1200 MHz，支持 TDD 模式下与接收链动态切换复用。
• 数字接口：8 路 SerDes 收发器（最高 29.5 Gbps），兼容 8b/10b 与 64b/66b 编码，支持 12/16/24/32 位分辨率，适配高速数据传输。

应用场景

适用于宏基站远程射频单元（RRU）、有源天线系统（AAS）、小基站、中继器、分布式天线系统（DAS）等，可满足多频段 4G/5G 信号收发、多输入多输出（MIMO）等场景需求。

封装与订货信息

• 封装：采用 17mm×17mm FCBGA 封装（400 引脚，0.8mm 引脚间距），MSL 等级 3（260°C 峰值回流焊），引脚镀层为 SNAGCU。
• 订货型号：提供 AFE7920IABJ、AFE7921IABJ、AFE7988IABJ、AFE7989IABJ 等型号，均为量产状态，工作温度范围 -40°C 至 85°C，采用 JEDEC 托盘包装（90 片 / 盘），符合 RoHS 标准。

关键设计要点

1. 接口适配：支持 TDD 模式下 TX/RX 快速切换，适配时分双工通信；双 NCO 设计实现快速频率切换，提升多频段适配灵活性。
2. 同步配置：通过 SYSREF 信号实现多设备同步，JESD204B/C 接口支持 subclass 1 确定性延迟，满足大规模 MIMO 系统时钟同步需求。
3. 散热与布局：封装含暴露热焊盘，需优化 PCB 散热设计；高频信号轨迹需短且匹配，减少传输损耗与噪声耦合。