AD9361收发器中文手册
AD9361
接收器:
接收RF信号,并将其转换成可供BBP使用的数字数据。
两个独立控制通道,共享一个通用频率合成器;
每个通道都要三个输入
接收器是一个直接变频系统,含有一个低噪声放大器(LNA)→匹配向内(I)和正交(Q)放大器→混频器和频带整形滤波器(可以将接收到的信号变频为基带,以便进行数字化)
根据预编程增益指数映射,实现增益控制,可通过内部AGC实现,也可以通过手动增益控制实现,使BBP可以根据需求调整增益
各通道有独立的RSSI测量功能、直流失调跟踪功能、自我校准必要电路。
接收器包含12位、△ADC和可调采样速率
数字化信号可以通过一系列抽取滤波器和一个完全可编程的128抽头FIR滤波器(带有额外的抽取设置)进一步调理
发射器:
两个相同的、独立控制通道
从BBP收到数字数据→不带插值选项的可编程128抽头FIR滤波器→一些列差值滤波器→到达ADC之前,提供额外的滤波和数据速率插值处理(每个12位DAC都有可调的采样速率)→I和Q通道都馈入RF进行上变频→转换为基带模拟信号时,IQ信号进行滤波→馈入上变频混频器(IQ重新组合起来),并在载波频率下进行调制→模拟滤波器(额外提供频带整形处理)→输出放大器
每个发射通道内置自我校准电路,同时还提供一个TX键控模块,发射器输出信号时,并通过一个未使用的接收器通道将其送到BBP,仅在接收器空闲的TDD模式下可以用
时钟输入选项:
参考时钟可由两种不同时钟源提供:
1、选择一个专门的晶振(频率范围:19M-50M),连接在XTALP和XTALN之间
2、将一个外部振荡器或者时钟分配器连接至XTALN(XTALP引脚保持断开状态),频率范围10M-80M
该参考时钟为频率合成模块提供电源,这些模块在器件内部生成所有数据时钟、采样时钟和本振
利用数字可编程、数字控制晶振(DCXO)功能来调节片内可变电容,则可消除晶振频率误差。该电容可以调谐系统中的晶振频率变化,结果产生精度更高的参考时钟
频率合成器:
RF PLL :两个完全相同的频率合成器,用于为RF信号生成需要的LO信号:一个用于发射,一个用于接收
RF PLL采用小数N设计,融入了完全集成式电压控制振荡器和环路滤波器
在TDD模式下,RF PLL 根据RX和TX帧的需要开启和关闭,
在FDD模式下,TX PLL 和 RX PLL 可以同时激活
这些PLL不需要外部元件
BB PLL :基带PLL频率合成器,用于生成所有基带相关时钟信号
该PLL的编程频率范围为 700Mhz—1400Mhz,具体取决于系统的数据速率和采样速率要求
数字数据接口:
采用并行数据端口,在器件和BBP之间进行数据传输
两种工作模式:单端CMOS格式或差分LVDS格式(官方一般只测试差分LVDS)
传输总线是通过简答的硬件握手信令来控制的
DATA_CLK信号:
RX数据提供DATA_CLK信号,DATA_CLK可设为单数据速率(SDR)时序(上升沿采样),也可设置为双数据速率(DDR)时序(上升沿和下降沿同时采样)
FB_CLK信号:
TX数据需要FB_CLK作为时序参考
对于突发控制信号,FB_CLK允许源与上升沿捕获时序同步
对于发射信号突发,允许上升沿(SDR)和双沿捕获(DDR)时序同步
FB_CLK必须与DATA_CLK的频率和占空比相同
RX_FRAME信号:
接收器输入有效数据时,器件都会生成一个RX_FRAME输出信号
该信号有两个模式:电平模式(数据有效期间保持高电平)
脉冲模式(以50%的占空比脉动)
BBP必须提供一个TX_FRAME信号,以上升沿指示有效数据传输开始
使能状态机(ENSM):
多种不同状态:
• 待机—节能,频率合成器被禁用
• 休眠—待机,所有时钟/BB PLL被禁用
• TX—TX信号链被使能
• RX—RX信号链被使能
• FDD—TX和RX信号链被使能
• 报警—频率合成器被使能
控制方法:SPI控制和引脚控制
SPI控制模式:
通过写SPI寄存器,从当前状态进入下一状态,从而实现对ENSM的异步控制。
当不需要对频率合成器进行实时控制时,推荐采用SPI控制模式
只要BBIC能够精确执行SPI写操作,SPI控制就可以用于实时控制
引脚控制模式:
ENABLE引脚和TXNRX引脚的使能
如果BBIC有可以实时控制的额外控制输出,允许用一个简单地双线接口来控制器件状态,简易使用引脚控制方法
状态跳转可以通过一个脉冲或电平来激励ENABLE引脚
使用脉冲时,最小脉冲宽度必须为一个FB_CLK周期,
在电平模式下,引脚同样由AD9361检测其边沿,而且必须符合相同的最小脉冲宽度
SPI接口:
AD9361通过一个串行外设接口(SPI)与BBP通信。
4线:专门的接收和发送端口
3线:一个双向数据通信端口
写命令为24位格式:
前6位:设置总线方向和需要传输的字节数
接下来的10位:写入地址
后8位:数据
读命令格式:
与写命令类似
区别在于:
前16位:在SPI_DI引脚传输
后8位:从AD9361中读取,若为4线则在SPI_DO引脚完成,3线则在SPI_DI引脚完成
若为多命令,则寄存器递增
控制引脚:
控制输出(CTRL_OUT[7:0]):
提供8个同步实时输出信号,用作BBP的中断
这些输出可以配置为输出一些内部设置和测量值,BBP在监控收发器在不同情况下的性能时可以使用这些值
控制输出指针寄存器选择将哪些信息输出到这些引脚
控制输出使能寄存器决定BBP将激活哪些信号以便监控
控制输入(CTRL_IN[3:0]):
提供4个边沿检测控制输入引脚:
手动增益模式:BBP可以用他实时更改增益表索引
发射模式:BBP可以使用这些引脚更改发射增益
GPO引脚(GPO_3至GPO_0):
提供4个支持3.3V的逻辑输出引脚
用于通过AD9361 SPI总线控制其他外设器件(稳压器、开关、AD9361状态机的从机)
辅助转换器:
AUXADC:
一个辅助ADC,可以用来监控温度、功率输出等系统功能。
转换器位宽:12位,输入范围为0V-1.25V。
使能时, ADC处于自由运行状态
SPI读操作提供在ADC输出端锁存的最后值。借助位于ADC之前的一个多路复用
器,用户可以在AUXADC输入引脚与内置温度传感器之间进行选择
AUXDAC1和AUXDAC2:
两个相同的辅助DAC,提供功率放大器偏置或其他的系统功能。
辅助DAC的位宽:10位
电压范围:0.5V—VDD_GPO-0.3V,电流驱动:10mA
可通过内部使能状态机直接控制
AD9361的供电:
必须通过以下三种电源供电:
模拟电源(VDDD1P3_DIG/VDDAx=1.3V)
接口电源(VDD_INTERFACE=1.8V)
GPO电源(VDD_GPO=3.3V)
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