Texas Instruments AFE8092八通道RF收發(fā)器是一款高性能、高帶寬、多通道收發(fā)器，集成了八個(gè)RF采樣發(fā)送器鏈、八個(gè)RF采樣接收器鏈和兩個(gè)用于輔助鏈（反饋路徑）的獨(dú)立RF前端。接收器鏈和發(fā)送器鏈的高動(dòng)態(tài)范圍使無(wú)線基站能夠生成和接收3G、4G和5G信號(hào)。同時(shí)，寬帶寬能力使AFE8092器件能夠適用于多頻段4G和5G基站。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：Texas Instruments AFE8092八通道RF收發(fā)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

每個(gè)接收器鏈均包含一個(gè)31dB范圍的數(shù)字步進(jìn)衰減器（DSA），后跟一個(gè)4GSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。每個(gè)接收器通道都配有模擬峰值功率檢測(cè)器、數(shù)字峰值功率檢測(cè)器，用于輔助內(nèi)部或外部自主自動(dòng)增益控制器，另外還有RF過(guò)載檢測(cè)器，用于提供器件可靠性保護(hù)。數(shù)字下變頻器（DDC）在8通道模式下可提供高達(dá)400MHz的組合信號(hào)帶寬，在4通道模式下可提供高達(dá)800MHz的組合信號(hào)帶寬。在TDD模式下，接收器通道經(jīng)過(guò)配置可在流量接收器（TDD RX）和寬帶反饋接收器（TDD FB）之間動(dòng)態(tài)切換，能夠?qū)⑼荒M輸入重復(fù)用于兩個(gè)目的。

每個(gè)發(fā)送器鏈均包含數(shù)字上變頻器（DUC），支持高達(dá)800MHz的組合信號(hào)帶寬（4通道模式下為1200MHz）。DUC的輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)12GSPS DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），通過(guò)混合模式輸出選項(xiàng)增強(qiáng)在第二奈奎斯特區(qū)的運(yùn)行。DAC輸出包括一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃?/u> (TX DSA)，具有40 dB范圍、1 dB模擬和0.125 dB數(shù)字步進(jìn)。Texas Instruments AFE8092的反饋路徑包括一個(gè)25dB范圍的DSA，用于驅(qū)動(dòng)4GSPS RF采樣ADC，與接收器鏈共享，后跟一個(gè)帶寬高達(dá)800MHz（4通道模式下為1200MHz）的DDC。

特性

• 八通道RF采樣12GSPS發(fā)送DAC
• 八通道RF采樣4GSPS接收ADC
• 最大RF信號(hào)帶寬
  • TX/FB：800MHz
    • 在4通道模式下為1200MHz
  • RX：400 MHz
    • 在4通道模式下為800MHz
• 射頻頻率范圍：6GHz
• 數(shù)字步進(jìn)衰減器（DSA）
  • TX：40 dB范圍、1 dB模擬和0.125 dB數(shù)字步進(jìn)
  • RX/FB：31/25dB范圍，1dB步進(jìn)
• 每條鏈上單個(gè)DUC/DDC
• 每條鏈上兩個(gè)NCO，支持快速頻率切換
• 支持TDD運(yùn)行，在TX和RX之間快速切換
• 用于生成DAC/ADC時(shí)鐘的內(nèi)部PLL/VCO
• DAC或ADC速率下可選外部CLK
• SerDes數(shù)據(jù)接口
  • JESD204B 及 JESD204C
  • 8個(gè)高達(dá)32.5 Gbps的SerDes收發(fā)器
  • 8b/10b和64b/66b編碼
  • 分辨率：12位、16位、24位和32位
  • 子類1多器件同步
• 間距為0.8mm的17mm × 17mm FCBGA封裝

AFE8092八通道RF收發(fā)器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述與核心特性

Texas Instruments的AFE8092是一款高性能寬帶多通道收發(fā)器，集成了8個(gè)射頻采樣發(fā)射鏈、8個(gè)射頻采樣接收鏈和2個(gè)獨(dú)立輔助鏈(反饋路徑)。該器件專為無(wú)線基站設(shè)計(jì)，支持3G、4G和5G信號(hào)的生成與接收，其寬帶特性特別適合多頻段4G和5G基站應(yīng)用。

? 關(guān)鍵參數(shù)規(guī)格： ?

• ?發(fā)射通道?：
  • 8通道12GSPS射頻采樣DAC
  • 最大RF信號(hào)帶寬：800MHz(8通道模式)/1200MHz(4通道模式)
  • 數(shù)字上變頻器(DUC)每通道獨(dú)立
  • 40dB范圍數(shù)字步進(jìn)衰減器(DSA)，1dB模擬和0.125dB數(shù)字步進(jìn)
• ?接收通道?：
  • 8通道3GSPS射頻采樣ADC
  • 最大RF信號(hào)帶寬：600MHz
  • 31dB范圍DSA
  • 數(shù)字下變頻器(DDC)每通道獨(dú)立
• ?反饋路徑?：
  • 2個(gè)獨(dú)立射頻前端
  • 25dB范圍DSA
  • 共享接收鏈的3GSPS ADC
• ?通用特性?：
  • RF頻率范圍：高達(dá)6GHz
  • 支持TDD操作，具有快速TX/RX切換能力
  • 雙NCO每通道實(shí)現(xiàn)快速頻率切換
  • 內(nèi)部PLL/VCO生成DAC/ADC時(shí)鐘
  • JESD204B/C SerDes接口，8通道最高32.5Gbps

二、架構(gòu)設(shè)計(jì)與功能模塊

2.1 發(fā)射通道架構(gòu)

發(fā)射鏈采用數(shù)字上變頻(DUC)架構(gòu)，支持高達(dá)800MHz的復(fù)合信號(hào)帶寬(4通道模式下可達(dá)1200MHz)。DUC輸出驅(qū)動(dòng)12GSPS DAC，具有混合模式輸出選項(xiàng)以增強(qiáng)第二奈奎斯特區(qū)操作。DAC后接可變?cè)鲆?a href="http://www.3532n.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器(TX DSA)，提供40dB動(dòng)態(tài)范圍。

? 關(guān)鍵設(shè)計(jì)特點(diǎn)： ?

• 靈活的插值濾波器配置
• 可編程的增益和相位平衡
• 數(shù)字預(yù)失真(DPD)支持
• 低噪聲時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)

2.2 接收通道架構(gòu)

接收鏈包含31dB范圍DSA，后接3GSPS ADC。每個(gè)接收通道配備模擬和數(shù)字峰值功率檢測(cè)器，支持外部或內(nèi)部自動(dòng)增益控制。RF過(guò)載檢測(cè)器提供設(shè)備可靠性保護(hù)。

? 信號(hào)處理流程： ?

1. 射頻輸入信號(hào)通過(guò)可編程衰減器(DSA)
2. 經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器進(jìn)入3GSPS ADC
3. 數(shù)字下變頻(DDC)處理
4. 數(shù)字濾波和抽取
5. JESD204B/C接口輸出

2.3 反饋路徑設(shè)計(jì)

反饋路徑共享接收鏈資源，包含25dB DSA和3GSPS ADC，DDC支持高達(dá)800MHz帶寬(4通道模式1200MHz)。在TDD模式下，接收通道可動(dòng)態(tài)配置為業(yè)務(wù)接收器(TDD RX)或?qū)拵Х答伣邮掌?TDD FB)。

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 宏基站遠(yuǎn)程射頻單元(RRU)

? 設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ?

• 利用8通道高密度集成減少板面積
• 1200MHz寬帶模式支持多載波聚合
• 數(shù)字步進(jìn)衰減器實(shí)現(xiàn)精確功率控制
• 內(nèi)部PLL簡(jiǎn)化時(shí)鐘樹(shù)設(shè)計(jì)

? 性能指標(biāo)： ?

• ACLR：<-65dBc @800MHz帶寬
• 噪聲系數(shù)：<15dB
• 通道間隔離：>70dB

3.2 有源天線系統(tǒng)大規(guī)模MIMO(AAS)

? 優(yōu)勢(shì)特性： ?

• 緊湊型17mm×17mm FCBGA封裝
• 快速TDD切換(<1μs)
• 雙NCO支持波束賦形快速跳頻
• 集成功率檢測(cè)簡(jiǎn)化AGC實(shí)現(xiàn)

? 參考設(shè)計(jì)： ?

• 8T8R配置實(shí)現(xiàn)256天線單元驅(qū)動(dòng)
• 利用JESD204C接口簡(jiǎn)化布線
• 同步多個(gè)AFE8092器件實(shí)現(xiàn)大規(guī)模陣列

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮

4.1 時(shí)鐘架構(gòu)設(shè)計(jì)

AFE8092提供靈活的時(shí)鐘方案選擇：

• ?內(nèi)部PLL模式?：利用集成VCO生成所需時(shí)鐘
• ?外部時(shí)鐘模式?：支持直接輸入DAC或ADC速率時(shí)鐘
• ?參考時(shí)鐘模式?：輸入低頻參考時(shí)鐘由內(nèi)部PLL倍頻

? 時(shí)鐘設(shè)計(jì)建議： ?

• 使用低相位噪聲振蕩器(<-150dBc/Hz @1kHz偏移)
• 保持時(shí)鐘走線對(duì)稱和等長(zhǎng)
• 電源去耦電容盡量靠近器件引腳

4.2 電源管理

? 電源需求： ?

• 核心電源：1.0V ±3%
• 模擬電源：1.8V ±5%
• 接口電源：1.8V/3.3V ±5%

? 布局指南： ?

• 采用多層PCB設(shè)計(jì)(至少6層)
• 分離數(shù)字和模擬電源平面
• 每個(gè)電源引腳配置10μF+0.1μF去耦電容
• 大電流路徑使用寬銅箔

4.3 熱設(shè)計(jì)

? 熱特性參數(shù)： ?

• 結(jié)到環(huán)境熱阻：15°C/W(無(wú)風(fēng))
• 最大結(jié)溫：125°C
• 典型功耗：8W @全負(fù)荷

? 散熱方案： ?

• 采用熱通孔陣列連接至內(nèi)部地層
• 考慮散熱片或強(qiáng)制風(fēng)冷
• 監(jiān)控結(jié)溫避免過(guò)熱降額