德州仪器AFE80xx系列RF采样收发器技术解析与应用设计指南

Texas Instruments AFE80xx RF采样收发器是高性能、宽带宽多通道收发器系列，集成了多达八个RF采样DAC和十个RF采样ADC。其中，引脚和编程兼容的低通道数版本（具有4TX和4RX通道的AFE8004、具有10RX通道的AFE8010）可实现可扩展的系统设计。

数据手册：*附件：Texas Instruments AFE80xx RF采样收发器数据手册.pdf

每个接收器（RX）链包含一个25dB范围的DSA（数字步进衰减器），后跟一个4GSPS ADC（模数转换器）。10个ADC连接到8个接收器路径（1RX至8RX）和2个反馈路径（1FB和2FB）。RX和FB之间的ADC相同，但数字下变频器路径不同（FB路径具有更宽的带宽，可用作接收器）。每个接收器通道均配有模拟峰值与功率检测器、数字峰值与功率检测器，用以辅助外部或内部自主自动增益控制器，另外还有RF过载检测器，用于器件可靠性保护。单频带或双频带数字下变频器（DDC）可提供高达800MHz（8通道），或400MHz（8通道）和800MHz（2通道）的信号带宽。

每个发送器（TX）链包含一个单频带或双频带数字上变频器（DUC），支持高达800MHz（8通道）或1200MHz（4通道）的信号带宽。DUC的输出驱动12GSPS DAC（数模转换器），通过混合模式输出选项增强在第二奈奎斯特区的运行。Texas Instruments AFE80xx的DAC输出包括一个具有40dB范围以及1dB模拟和0.125dB数字步进的可变增益放大器（TX DSA）。

特性

• AFE80xx版本
  • AFE8000：8个TX、10个RX
  • AFE8004：4个TX、4个RX
  • AFE8010：10个RX
• 12GSPS RF采样DAC
• 4GSPS RF采样ADC
• 最大RF信号带宽
  • TX：800MHz（8通道）或1.2GHz（4通道）
  • RX：800MHz（8通道）或400MHz（8通道）+800MHz（2通道）
• 射频频率范围
  • TX：5 MHz至7.125 GHz
  • RX：100MHz至7.125GHz
• 数字步进衰减器（DSA）
  • TX：40 dB范围、1 dB模拟和0.125 dB数字步进
  • RX/FB：25dB范围、1dB步进
• 单频带或双频带DUC、DDC
• 每链两个NCO，支持快速频率切换
• 支持TDD运行，在TX和RX之间快速切换
• 用于生成DAC/ADC时钟的内部PLL/VCO
• DAC或ADC速率下可选外部CLK
• SerDes数据接口
  • JESD204B 及 JESD204C
  • 8个高达32.5 Gbps的SerDes收发器
  • 编码：8b/10b和64b/66b
  • 分辨率：12位、16位、24位和32位
  • 子类1多器件同步
• 封装：17mm×17mm FCBGA，0.8mm脚距

功能框图

德州仪器AFE80xx系列RF采样收发器技术解析与应用设计指南‌

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一、核心架构与产品矩阵

1. 多通道集成设计

• ‌三款兼容型号‌
  • AFE8000：8发射(TX)+10接收(RX)通道
  • AFE8004：4TX+4RX精简版
  • AFE8010：10RX纯接收版本
  • 全系支持引脚与寄存器级兼容设计
• ‌射频采样技术‌
  • 发射端：12GSPS DAC支持最高1.2GHz瞬时带宽
  • 接收端：4GSPS ADC实现800MHz信号带宽（8通道）
  • 频率覆盖：TX 5MHz-7.125GHz / RX 100MHz-7.125GHz

2. 关键性能指标

‌参数‌	TX通道	RX通道	反馈通道(FB)
动态范围	40dB DSA	25dB DSA	25dB DSA
调节步进	0.125dB数字	1dB模拟	1dB模拟
峰值功耗	1.8W/ch	1.2W/ch	1.0W/ch

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二、信号链关键技术

1. 数字上下变频

• ‌ 发射路径(DUC) ‌
  • 双NCO架构支持<500ns频点切换
  • 可选单/双频模式：8通道800MHz或4通道1.2GHz
• ‌ 接收路径(DDC) ‌
  • 可配置抽取滤波器（8x/16x/32x）
  • 特殊FB通道支持800MHz全带宽直通

2. 时钟系统

• ‌内建PLL/VCO‌
  • 相位噪声：-145dBc/Hz @1MHz偏移
  • 支持外部参考时钟输入（10-100MHz）
• ‌JESD204B/C接口‌
  • 8组SerDes通道，每通道32.5Gbps
  • 支持64b/66b编码与Subclass1同步

三、选型对比与开发资源

型号	核心优势	适用场景	EVM板型号
AFE8000	全双工多通道	军用电子战系统	AFE8000EVM
AFE8004	成本优化	小型化雷达前端	AFE8004EVM
AFE8010	纯接收高密度	频谱监测设备	AFE8010EVM