ADRV9026：高度集成的射频收发器解决方案

在当今的通信技术领域，射频收发器的性能和集成度对于各类无线通信系统的发展至关重要。ADRV9026作为一款高度集成的射频收发器，为3G/4G/5G TDD和FDD等大规模MIMO、宏基站和小基站等应用提供了强大的支持。下面我们就来深入了解一下这款产品。

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一、ADRV9026概述

ADRV9026是一款高度集成的射频敏捷收发器，具备四个独立控制的发射机、用于监控每个发射机通道的专用观察接收机输入、四个独立控制的接收机、集成合成器以及数字信号处理功能，为用户提供了完整的收发器解决方案。它能够满足蜂窝基础设施应用的性能要求，如小基站无线电、3G/4G/5G宏系统以及大规模多输入多输出（MIMO）基站等。

二、产品特性亮点

（一）集成功能丰富

该收发器子系统集成了自动和手动衰减控制、直流偏移校正、正交误差校正（QEC）以及数字滤波等功能，无需在数字基带中实现这些功能。同时，还集成了模数转换器（ADCs）、数模转换器（DACs）和通用输入/输出（GPIOs）等辅助功能，提供了一系列数字控制选项。

（二）多通道设计

• 发射机：拥有4个差分发射机，中心频率范围为75 MHz至6000 MHz，最大发射大信号带宽为200 MHz，最大发射合成带宽为450 MHz。
• 接收机：4个差分接收机，中心频率同样为75 MHz至6000 MHz，最大接收机带宽为200 MHz。
• 观察接收机：2个观察接收机，每个有2个输入，中心频率范围75 MHz至6000 MHz，最大观察接收机带宽为450 MHz。

（三）高性能PLL

为了实现高水平的射频性能，该收发器包含五个完全集成的锁相环（PLLs）。其中两个完全集成的独立分数N射频合成器为发射机和接收机信号路径提供低噪声和低功耗的分数N射频合成。第三个PLL为观察接收机支持独立的本地振荡器（LO）模式，第四个PLL为转换器和数字电路生成所需的时钟，第五个PLL为串行数据接口提供时钟。

（四）时钟合成与同步

具备完全集成的时钟合成器，支持多芯片相位同步，可实现所有本地振荡器和基带时钟的同步。同时，支持TDD和FDD应用，以及24.33 Gbps JESD204B/JESD204C数字接口。

三、电气特性与性能指标

（一）发射机性能

发射机的中心频率范围广，在不同频率下具有不同的输出功率和性能表现。例如，在75 MHz时最大输出功率为7.0 dBm，在800 MHz至5700 MHz不同频段也有相应的输出功率值。其功率控制范围为32 dB，功率控制分辨率为0.05 dB，具有良好的线性度和杂散抑制性能。

（二）接收机性能

接收机的增益范围为30 dB，具备一定的增益温度斜率和内部LO延迟温度斜率。在不同频率下，其噪声系数、输入截点等性能指标表现良好，能够满足不同应用场景的需求。

（三）观察接收机性能

观察接收机的中心频率范围与发射机和接收机相同，增益范围为30 dB。在不同频率下，其输入截点、噪声等性能指标也有相应的规定，可用于监测发射机输出，实现数字校正算法。

（四）合成器性能

LO1和LO2合成器的频率步进为7.3 Hz（1.6 GHz至3.2 GHz，245.76 MHz相位频率检测器频率），具有良好的频谱纯度和集成相位噪声性能。辅助合成器和时钟合成器也各自具备相应的性能特点，为系统提供稳定的时钟和信号合成。

四、工作原理

（一）发射机

发射机部分由四个相同且独立控制的通道组成，共享一个公共频率合成器。数字数据从SERDES通道经过一系列数字处理块，包括可编程半带滤波器、插值级和FIR滤波器，然后连接到数模转换器（DAC）。DAC输出的信号经过滤波和上变频混频器，最终输出射频信号。每个发射链提供宽衰减调整范围和精细粒度，有助于优化信噪比。

（二）接收机

四个独立的接收机通道可将接收到的射频信号转换为数字数据供基带处理器使用。每个接收机可配置为直接转换系统，支持高达200 MHz的带宽。接收机包含可编程衰减器、混频器、模数转换器（ADCs）和一系列数字滤波器，可实现增益控制、RSSI测量、直流偏移跟踪和自校准等功能。

（三）观察接收机

四个独立的观察接收机输入用于监测发射机输出，其实现方式与标准接收机通道类似，但具有高达450 MHz的观察带宽，可提供用于实现数字校正算法所需的发射机通道信息。

（四）时钟输入

ADRV9026需要一个连接到DEVCLK±引脚的差分时钟，时钟输入频率必须在15 MHz至1000 MHz之间，且具有低相位噪声，以生成射频LO和内部采样时钟。

（五）合成器

包含四个分数N PLL，分别用于生成射频LO和内部时钟源。其中两个RF合成器为多个接收机和发射机通道生成射频LO，辅助合成器用于校准设备，时钟合成器生成所有基带相关时钟信号和SERDES时钟。

（六）SPI接口

通过SPI接口与基带处理器通信，可配置为4线或3线接口。写命令遵循24位格式，读命令则有相应的读取方式，方便基带处理器设置设备控制参数。

（七）GPIO_x引脚

提供19个通用输入/输出信号，可配置用于多种功能。当配置为输出时，可向基带处理器提供实时信号信息；配置为输入时，可用于实时设置接收机增益等功能。

（八）辅助转换器

• GPIO_ANA_x/AUXDAC_x：包含八个模拟GPIOs与八个相同的辅助DAC复用。模拟GPIO端口可用于控制其他模拟设备，辅助DAC为12位转换器，可提供高达10 mA的电流。
• AUXADC_x：包含两个辅助ADC，具有四个输入引脚，提供10位单调输出，输入电压范围为0.05 V至0.95 V。同时，还包含一个支持内置二极管温度传感器的ADC。

（九）JTAG边界扫描

支持JTAG边界扫描，通过特定的引脚配置和设置可启用该功能，方便系统设计师在原型设计阶段调试设计和优化无线电配置。

五、应用信息

（一）电源供应序列

ADRV9026需要特定的上电顺序，以避免不期望的上电电流。推荐的上电顺序是先激活VDIG_1P0电源，然后再根据情况依次激活其他电源。在配置前，建议在电源稳定后切换RESET信号。下电时，为避免数字控制线的反向偏置，应最后移除VDIG_1P0电源；若不考虑顺序，建议同时关闭所有电源。

（二）数据接口

数字数据接口实现了JEDEC标准JESD204B子类1和JESD204C，串行接口速度高达24,330.24 Mbps。文档中列出了不同通道数量和带宽下的接口速率示例参数，用户可根据实际需求进行选择和配置。

六、典型性能特性

文档中给出了不同频段（75 MHz、800 MHz、1800 MHz、2600 MHz、3800 MHz、4800 MHz、5700 MHz）下发射机、接收机和观察接收机的各种性能曲线，如输出功率、噪声、增益、误差向量幅度等与相关参数（如衰减、频率等）的关系。这些曲线为工程师在实际应用中评估和优化系统性能提供了重要参考。

七、总结

ADRV9026以其高度集成的功能、丰富的特性和良好的性能表现，为无线通信系统的设计提供了一个强大而可靠的解决方案。工程师在使用该产品时，需要根据具体的应用场景和需求，合理配置其各项参数，充分发挥其优势，以实现系统的最佳性能。同时，在电源供应、数据接口等方面，要严格遵循其规定的要求，确保系统的稳定运行。大家在实际设计中是否遇到过类似产品的应用挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。