基于AD9361面向3G（4G）基站收发器解决方案

导读：AD9361是面向3G和4G基站应用的高性能高集成度的射频（RF）捷变收发器（Agile Transceiver），集成了12位ADC和DAC,支持TDD和FDD.该器件的可编程性和宽带能力使其成为多种收发器应用的理想选择。

　　器件集RF前端与灵活的混合信号基带部分为一体，集成频率合成器，为处理器提供可配置数字接口，从而简化设计导入。AD9361工作频率范围为70MHz~6.0GHz,支持的通道带宽范围为不到200kHz~56MHz.主要用在点对点通信系统、毫微微蜂窝/微微蜂窝/微蜂窝基站和通用无线电系统。

　　两个独立的直接转换接收器具有先进的噪声系数和线性度。每个接收器（RX）子系统包括独立的自动增益控制（AGC）、DC偏移校正、正交校正、数字滤波，从而减轻了数字基带的负担。AD9361还具有可以从外部控制的，灵活的手动增益模式。每个通道有两个高动态范围ADC,可将接收到的I和Q信号数字化，并通过可配置的抽取滤波器和128抽头有限脉冲响应（FIR）滤波器，来产生一个12位的输出信号（在适当的采样率）。

　　发射器采用直接转换架构，可实现高调制与超低噪音。该发射器的设计产生了较好的TX EVM（<-40dB），从而，为外部PA的选择提供了重要的系统余量。主板上的发射（TX）功率监视器可以用作功率检测器，可实现高度的发射功率测量。

　　其完全集成的锁相环（PLL）可为所有的接收和发送通道提供低功耗的小数N分频合成。通道隔离（频分双工（FDD）系统的需求）被集成到设计中。并集成了所有VCO和环路滤波器元件。

　　AD9361的核可以直接从一个1.3V稳压器上供电。该IC是通过一个标准的4线串行端口，和4个实时I/O控制引脚进行控制。在正常使用过程中它具有全面的省电模式，限度地降低了功耗。AD9361为10mm×10mm,144球芯片级封装，球栅阵列（CSP_BGA）。

　                         　图1 AD9361功能框图

　　STM32072B-EVAL主要特性

　•射频2×2的收发器，集成了12位DAC和ADC

　•波段：70MHz~6.0GHz

　•支持TDD和FDD操作

　•可调信道带宽：<200kHz~56MHz

　•双接收机：6路差分或12路单端输入

　•接收机灵敏度，2dB的噪声系数，

　　800MHz的本地振荡器（LO）

　• RX增益控制

　•手动增益实时监测和控制信号

　•独立的自动增益控制

　•双发射器：4差分输出

　•高线性宽带发射机

　• TX EVM:≤-40dB

　• TX噪音：≤-157dBm的/Hz本底噪声

　• TX监控器：≥66dB动态范围，1dB的

　•集成的小数N分频合成器

　• 2.4HzLO步长

　•多芯片同步

　• CMOS/LVDS数字接口

　　AD9361应用

　•点对点通信系统

　•毫微微蜂窝基站/微微蜂窝/微蜂窝基站

　•通用无线电系统

                   　　图2 评估板AD-FMCOMMS2-EBZ外形图

　　评估板AD-FMCOMMS2-EBZ

　　AD-FMCOMMS [234]-EBZ卡以高速模拟和模块化的设计展示了AD9361（或9364），它是一款高性能、高集成度、灵活的射频收发器，适用于RF领域，如3G和4G基站，以及软件定义无线电。可编程性和宽带能力使其非常适用于广泛的收发器领域。该器件组合了射频前端和灵活的混合信号基带部分，以及集成的频率合成器，通过提供一个可配置的数字接口处理器或FPGA,从而简化了设计。AD9361和AD9364芯片工作为70MHz~6GHz,涵盖了大部分授权和免授权频段。其电路板（由于分离外部组件）可能减少了某些RF输入/输出连接器的性能（例如FMCOMMS2调谐到2.4GHz）。AD9361和AD9364都支持低于200kHz~56MHz频率（通过改变采样率，通过改变数字滤波器和改变装置内部抽取）。

　　AD9361（2Rx,2Tx）和AD9364（1RX,1Tx）之间的区别是信道数的不同。软件、高密度HDL、引出线等都是一模一样的。

　　其AD-FMCOMMS2-EBZ板，简单来说，就是AD9361在一个2×2射频配置里。因此，功能和设备的性能可以延伸到板上。该板包括一个进行2.4GHz优化的，狭窄的，调谐范围不平衡变压器，并具有数据表规格。

　　AD-FMCOMMS3-EBZ板，简单来说，就是AD9361在一个2×2的射频配置里。因此，功能和设备的性能可以延伸到板上。该板包括一个宽调谐范围不平衡变压器，它的数据与数据表规格相近。

　　AD-FMCOMMS4-EBZ板，简单来说，就是AD9364在1×1射频配置里。因此，功能和设备的功能延伸到板上。该板包括窄、宽调谐范围不平衡变压器（在一个多路输入/输出上）。

　                                       　图3 评估板AD-FMCOMMS2-EBZ电路图（1）

　　评估板应用

　　•无线通信的示范和

　　学习工具

　　•远程射频头

　　•软件定义无线电

　　•卫星调制解调器

　　•测试和测量设备

　　•雷达和先进的成像

　　•通用数据采集

　　•规格及特点

　　•通用设计，适合任何应用程序

　　•宽频率范围可通过软件调节（70MHz~6GHz）

　　•小于200kHz~56MHz的信道带宽

　　•由单一的FMC连接器供电

　　•支持MIMO无线电、ADC和DAC小于1的样品同步

　　•包括原理图、布局、物料清单、HDL、Linux驱动程序和应用软件

　　•可以增加卡（用于具体频谱设计、PA、LNA等）

　　• SPI访问所有的设备寄存器