AFE7920 4 个发送、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：afe7920.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

AFE7920 是德州仪器 AFE79xx 系列中的四通道射频收发器（RF Transceiver），核心优势为超宽带宽、高采样速率、多通道集成及灵活同步接口，专为 3G/4G/5G 基站、有源天线系统（AAS）等无线通信场景设计。

核心参数与特性

1. 通道与带宽配置：集成 4 路发射（TX）链、4 路接收（RX）链及 2 路反馈（FB）链（AFE792x 系列专属）；TX/FB 最大射频带宽 1200 MHz，RX 最大带宽 600 MHz，适配多频段宽频信号传输。
2. 采样与转换性能：TX 端配备 12-GSPS 数模转换器（DAC），支持第二 / 三奈奎斯特区工作；RX/FB 端配备 3-GSPS 模数转换器（ADC），采样速率高，信号还原度优异。
3. 衰减器功能：TX 端数字步进衰减器（DSA）支持 40 dB 调节范围，1 dB 模拟步进 + 0.125 dB 数字步进；RX/FB 端 DSA 支持 25 dB 范围、0.5 dB 步进，调节精度灵活。
4. 信号处理能力：集成单 / 双波段数字上变频器（DUC）和数字下变频器（DDC），支持快速频率切换；配备双数控振荡器（NCO），适配时分双工（TDD）模式下 TX/RX 快速切换。
5. 封装与环境：采用 17mm×17mm FCBGA 封装，0.8mm 引脚间距，400 引脚配置；工作温度范围 -40°C 至 85°C，满足工业级应用需求。

核心功能模块

• 发射链路：每路 TX 链含 DUC、DAC 及 DSA，DAC 支持混合模式输出，可直接生成射频信号；DUC 支持最高 1200 MHz 组合信号带宽，适配宽频发射需求。
• 接收链路：每路 RX 链含 DSA、采样保持放大器（SHA）、ADC 及 DDC；集成模拟峰值功率检测器、数字功率检测器及 RF 过载检测器，支持自动增益控制（AGC），保障设备可靠性。
• 反馈链路：每路 FB 链含 DSA、SHA、ADC 及 DDC，带宽达 1200 MHz，可辅助功率放大器数字预失真（DPD）和 TX 链信号校正。
• 时钟与同步：内置 PLL/VCO 生成 DAC/ADC 工作时钟，支持外部时钟输入；采用 JESD204B/C 兼容 SerDes 接口，8 路收发器速率高达 29.5 Gbps，支持 8b/10b 及 64b/66b 编码，支持子类 1 多设备同步。
• 工作模式：支持 TDD 模式，RX 通道可动态切换为业务接收（TDD RX）或宽带反馈接收（TDD FB），复用同一模拟输入，提升资源利用率。

应用场景

适用于宏基站远端射频单元（RRU）、大规模多输入多输出（mMIMO）有源天线系统、小基站、直放站及分布式天线系统（DAS），可满足 3G/4G/5G 信号的发射、接收及实时校准需求。

设计要点

1. 接口配置：SerDes 接口需遵循 JESD204B/C 协议，根据传输速率选择适配编码方式，确保高速数据传输稳定性；SYSREF 信号需精准同步，保障多设备协同工作。
2. 电源与时钟：电源需提供低噪声供电，减少对高频射频信号的干扰；时钟源需保证高精度，避免采样时钟抖动影响信号完整性，支持外部时钟输入时需匹配接口电平与阻抗。
3. 布局规范：FCBGA 封装引脚密度高，需严格区分模拟、数字及射频信号布线，避免串扰；射频端口需做好阻抗匹配，电源引脚就近放置去耦电容，降低寄生参数影响。
4. 热设计：高采样率下功耗较高，需配合散热设计（如散热垫、散热片），确保结温控制在额定范围内，避免性能衰减。