AFE7906 技术文档总结

该AFE7906是一款高性能、宽带宽的多通道接收器，集成了六个射频采样ADC。该器件的工作频率高达 12GHz，可在 L、S、C 和 X 波段频率范围内进行直接射频采样，而无需额外的变频级。这种密度和灵活性的提高使高通道数的多任务系统成为可能。

每个接收器链包括一个 25dB 范围的 DSA（数字步进衰减器），然后是一个 3GSPS ADC（模数转换器）。四个接收器通道具有一个模拟峰值功率检测器和各种数字功率检测器，以辅助外部或内部自主自动增益控制器，以及用于器件可靠性保护的射频过载检测器。灵活的抽取选项可优化高达 1200MHz 的数据带宽，适用于 4 个 RX 或 600MHz。
*附件：afe7906.pdf

该器件包含一个SYSREF时序检测器，允许相对于器件时钟优化SYSREF输入时序。

每个接收器链包括一个 25dB 范围的 DSA（数字步进衰减器），然后是一个 3GSPS ADC（模数转换器）。每个接收器通道都有一个模拟峰值功率检测器和各种数字功率检测器，以辅助外部或内部自主自动增益控制器，以及用于器件可靠性保护的射频过载检测器。灵活的抽取选项可优化数据带宽，适用于四个不带 FB 路径的 RX 高达 1200MHz，对于两个 FB 路径（每个 1200MHz 带宽）的数据带宽，可优化高达 600MHz。

该器件包含一个SYSREF时序检测器，允许相对于器件时钟优化SYSREF输入时序。

特性

• 六个射频采样 14 位、3GSPS ADC
• 最大射频信号带宽：
  • 4 个 ADC：每个 ADC 1200MHz
  • 6 个 ADC：每个 ADC 600MHz
• 射频频率范围：5MHz - 12GHz
• 数字步进衰减器 （DSA）：25dB 范围，0.5dB 步进
• 单 DDC（6 通道）或双频 DDC（4 通道）
• 每个 DDC 通道 16 个 NCO
• 可选内部PLL/VCO，用于ADC时钟或ADC采样率的外部时钟
• Sysref 对准检测器
• SerDes 数据接口：
  • JESD204B和JESD204C兼容
  • 8 个高达 29.5Gbps 的 SerDes 发射器
  • 子类 1 多设备同步
• 封装：17mm × 17mm FCBGA，0.8mm 间距

参数

方框图

一、产品核心定位

AFE7906 是德州仪器（TI）推出的 高集成度 6 通道射频采样接收模拟前端（AFE） ，专为超宽频段、高带宽射频信号采集设计，覆盖 5MHz 至 12GHz 频率范围，无需额外混频模块即可直接采样 L、S、C 及 X 频段信号。其核心优势在于 多通道并行采集 （6 路 14 位 3GSPS ADC）、 灵活带宽配置 （4 通道工作时每通道 1200MHz 带宽，6 通道工作时每通道 600MHz 带宽）与 高动态性能 ，采用 17mm×17mm 400 引脚 FC-BGA 封装，适配雷达、导引头前端、国防通信、无线通信测试等对多通道、宽频段信号处理有高需求的场景，工作温度范围 - 40°C 至 85°C（环境温度），结温最高 110°C（长期工作）、125°C（最大耐受）。

二、关键特性

1. 高性能接收通道

（1）多通道 ADC 与带宽配置

• 采样与带宽 ：集成 6 路 14 位射频采样 ADC，最高采样速率 3GSPS，支持灵活抽取（最高 24 倍）；4 通道工作时每通道最大信号带宽 1200MHz，6 通道工作时每通道 600MHz，适配不同带宽需求场景。
• 宽频率覆盖 ：射频输入范围 5MHz-12GHz，覆盖 L（1-2GHz）、S（2-4GHz）、C（4-8GHz）、X（8-12GHz）全频段，无需额外频率转换，简化系统设计。

（2）数字步进衰减器（DSA）

• 衰减性能 ：每通道集成 25dB 范围 DSA，0.5dB 精细步进，校准后衰减精度高（3610MHz 输入时微分衰减误差 ±0.1dB），且相位稳定性优异（3610MHz 输入时 8dB 范围内相位误差 ±0.9°，4910MHz 时 ±1.8°）。
• 增益平坦度 ：不同带宽下增益平坦度表现出色 ——80MHz 带宽内 ±0.2dB、200MHz 内 ±0.5dB、400MHz 内 ±1.1dB，减少信号幅度波动，确保采集精度。

（3）低噪声与高动态

• 噪声特性 ：噪声谱密度（NSD）低至 - 156.6dBFS/Hz（410MHz 输入，3dB 衰减），噪声系数（NF）最小 19.1dB（830MHz 输入，0-3dB 衰减），适配微弱信号检测。
• 失真抑制 ：3 阶交调失真（IMD3）低至 - 82dBc（30MHz 双音输入，-7dBFS each），2 次谐波失真（HD2）低至 - 84dBFS（5MHz 输入），3 次谐波失真（HD3）低至 - 78dBFS（5MHz 输入）；无杂散动态范围（SFDR）最高 105dBFS（30MHz 输入，-13dBFS），有效抑制信号失真与杂散干扰。

2. 灵活的信号处理与同步

（1）数字下变频器（DDC）

• 多模式配置 ：支持 6 通道单 DDC 或 4 通道双频段 DDC，每通道配备 16 个数控振荡器（NCO），可实现信号频率搬移与带宽优化；支持灵活抽取（2-24 倍），匹配后端数据处理带宽需求。
• 反馈通道 ：集成 2 路反馈（FB）通道，支持闭环增益控制，FB 通道同样具备 DSA 与 ADC，可与接收通道协同优化信号采集。

（2）时钟与同步

• 时钟方案 ：支持内部 PLL/VCO 或外部时钟驱动 ADC，内部 PLL 参考时钟频率 491.52MHz，VCO 覆盖 7.2-12.288GHz（4 组 VCO，分别对应 7.2-7.68GHz、8.848-9.216GHz 等频段），闭环相位噪声低至 - 113dBc/Hz（600kHz 偏移，11.79848GHz 输出），确保时钟稳定性。
• 多器件同步 ：集成 SYSREF 时序检测器，优化 SYSREF 与器件时钟的时序对齐；支持 JESD204B/C 协议 SerDes 接口（8 路发射器，最高速率 29.5Gbps），子类 1（Subclass 1）多器件同步，适配多 AFE 并行工作的高通道数系统。

3. 高可靠性与防护

• 电气防护 ：ESD 防护符合人体放电模型（HBM）1000V、带电器件模型（CDM）1500V；绝对最大额定值覆盖宽电压范围（如 0.9V 域 - 0.3-1.2V，1.8V 域 - 0.5-2.1V），避免电压波动损坏器件；输入峰值电流限制 20mA，保护 ADC 免受过流冲击。
• 热性能 ：FC-BGA 封装热阻优异，结到环境热阻（RθJA）16.2°C/W，结到顶部外壳热阻（RθJC (top)）0.42°C/W，结到电路板热阻（RθJB）4.85°C/W，配合底部热焊盘（需 4-6 个过孔接地），有效散热，确保高功率下稳定工作。

三、典型应用场景

1. 雷达系统 ：6 通道并行采集支持多目标信号同时接收，12GHz 超宽频段覆盖 X 波段雷达需求，3GSPS 采样速率与 1200MHz 带宽可捕捉高速目标的宽 band 回波信号；低相位噪声（-128dBc/Hz@100kHz 偏移）确保测距、测速精度。
2. 导引头前端 ：无需混频模块直接采样 X 频段（8-12GHz）信号，简化前端设计；多通道协同工作可实现方位角、仰角信号同步采集，提升目标定位精度；高动态范围（SFDR 最高 105dBFS）抵御复杂电磁环境干扰。
3. 国防通信与监测 ：覆盖 5MHz-12GHz 全频段，适配短波、超短波、微波等多频段通信信号接收；4 通道 1200MHz 带宽可同时监测多载波信号，满足复杂通信场景的信号分析需求。
4. 无线通信测试设备 ：宽频段与高带宽支持 5G NR、卫星通信等多标准信号采集，低失真（IMD3 低至 - 82dBc）确保测试信号的保真度，适配基站、终端设备的射频性能测试。

四、器件信息与订购参数

1. 基础器件信息

型号	通道配置	射频范围	ADC 规格	带宽配置	封装类型	主体尺寸	工作温度（环境）	结温（工作 / 最大）
AFE7906	6 接收通道 + 2 反馈通道	5MHz-12GHz	14 位，3GSPS	4 通道：1200MHz / 通道；6 通道：600MHz / 通道	400 引脚 FC-BGA（ABJ/ALK）	17mm×17mm	-40°C 至 85°C	110°C/125°C

2. 订购选项详情

可订购器件	状态	封装类型	每盘数量（SPQ）	载体类型	RoHS 合规	引脚镀层	湿度敏感等级（MSL）	器件标识
AFE7906IABJ	现役（Active）	400 引脚 FC-BGA（ABJ）	90	JEDEC 托盘（5+1）	是	SNAGCU（锡银铜）	3 级 - 260°C-168 小时	AFE7906I
AFE7906IABJ.B	现役（Active）	400 引脚 FC-BGA（ABJ）	90	JEDEC 托盘（5+1）	-	咨询 TI	咨询 TI	-
AFE7906IALK	现役（Active）	400 引脚 FC-BGA（ALK）	90	JEDEC 托盘（5+1）	否	SNPB（锡铅）	3 级 - 220°C-168 小时	AFE7906 SNPB
AFE7906IALK.B	现役（Active）	400 引脚 FC-BGA（ALK）	90	JEDEC 托盘（5+1）	-	咨询 TI	咨询 TI	-

五、核心电气特性

1. 电源与功耗

• 多电压域供电 ：需搭配 0.9V（DVDD0P9/VDDT0P9）、1.2V（VDD1P2RX/TXCLK/FB 等）、1.8V（VDD1P8RX/TX/FB 等）多组电源，推荐工作电压精度严格（如 0.9V 域 0.9-0.95V，1.2V 域 1.15-1.25V）。
• 功耗优化 ：不同工作模式功耗差异显著 ——4 通道接收（3GSPS ADC，6 倍抽取）功耗约 4208mW，6 通道（含 2 路 FB）功耗约 5996mW，休眠模式（SLEEP 引脚拉高）功耗仅 818mW，适配低功耗需求场景。

2. 射频关键参数（典型值，TA=25°C）

参数	测试条件	数值
最小满量程输入功率（PFS_CW,min）	fIN=830MHz，DSA=0dB	-2.9dBm
	fIN=9610MHz，DSA=0dB	4.3dBm
噪声谱密度（NSD）	fIN=410MHz，DSA=3dB，3000MSPS ADC	-156.6dBFS/Hz
	fIN=9610MHz，DSA=3dB，3000MSPS ADC	-152dBFS/Hz
3 阶交调失真（IMD3）	fIN=30±1MHz，双音 - 7dBFS，1500MSPS ADC	-82dBc
	fIN=9610MHz，双音 - 7dBFS，25MHz 间隔	-60dBc
无杂散动态范围（SFDR）	fIN=30MHz，AIN=-13dBFS，1500MSPS ADC	105dBFS
	fIN=9610MHz，AIN=-13dBFS，3000MSPS ADC	80dBFS

六、核心功能模块

1. 接收信号链

• 信号调理 ：每路接收通道包含 DSA（25dB 范围）、缓冲器（Buffer）、采样保持放大器（SHA）与 3GSPS ADC——DSA 实现信号幅度调节，SHA 确保高速采样时的信号完整性，ADC 完成模拟 - 数字转换，转换后数据送入 DDC 处理。
• DDC 与抽取 ：DDC 支持单频段或双频段配置，可实现信号下变频与带宽压缩，抽取倍数 2-24 倍可选，如 410MHz 输入时 12 倍抽取后输出速率 25MSPS，优化后端数据带宽。
• 反馈通道（FB） ：2 路 FB 通道与接收通道架构一致（DSA+ADC+DDC），可采集输出信号反馈至前端，实现闭环增益控制，提升系统线性度与稳定性。

2. 时钟与同步模块

• PLL/VCO ：内部 PLL 支持 4 组 VCO，覆盖 7.2-12.288GHz，参考时钟 491.52MHz，闭环相位噪声低，100kHz 偏移时约 - 128dBc/Hz（11.79848GHz VCO），确保 ADC 采样时钟的低抖动特性。
• SerDes 接口 ：8 路 JESD204B/C SerDes 发射器，最高速率 29.5Gbps，支持 8b/10b 或 64/66b 编码，子类 1 同步可实现多 AFE 的时钟与数据对齐，延迟可控（接收通道 latency 典型 92-153 个接口时钟周期）。

3. 监测与保护

• 功率检测 ：4 路接收通道集成模拟峰值功率检测器与数字功率检测器，辅助自动增益控制（AGC）；射频过载检测器实时监测输入功率，避免 ADC 因过压损坏。
• 错误诊断 ：内置 SYSREF 时序检测、寄存器校验等功能，错误标志寄存器记录电源异常、过流、温度超限等状态，便于系统故障排查。

七、设计与应用指导

1. 硬件设计建议

• 电源设计 ：不同电压域独立供电，每路电源引脚附近并联 0.1μF 陶瓷电容 + 1μF 钽电容滤波，高压域（如 1.8V）推荐使用低压差稳压器（LDO）；模拟地（AGND）与数字地（DGND）单点连接，避免地环路噪声串扰。
• 射频接口 ：RX/FB 输入引脚需匹配 100Ω 阻抗，布线短且远离数字电路（如 SPI/SerDes）；建议串联 10Ω 限流电阻与 0.1μF 隔直电容，保护 ADC 免受过压冲击；高频段（＞6GHz）布线需控制阻抗与损耗，推荐使用罗杰斯等高频板材。
• 布局准则 ：射频信号路径（RXIN/FBIN）与时钟路径（CLKIN/SYSREF）分开布线，时钟线采用 50Ω 阻抗匹配，长度匹配误差≤5mm；FC-BGA 底部热焊盘通过 4-6 个过孔连接至接地平面，增强散热；高压区域（如 1.8V 电源）与低压区域（0.9V）隔离，避免噪声串扰。

2. 软件配置要点

• 模式配置 ：通过 SPI 接口配置寄存器，选择通道工作数量（4/6 通道）、DDC 抽取倍数（2-24 倍）、DSA 衰减值（0-25dB，0.5dB 步进）；配置 NCO 频率实现信号下变频，如 410MHz 输入时 NCO 设为 400MHz，将信号搬移至基带。
• 同步设置 ：SYSREF 信号需与 CLKIN 严格对齐，建立时间与保持时间均≥50ps；多器件同步时，通过 SYSREF 触发所有 AFE 的采样时钟，确保通道间时序一致性。
• 数据读取 ：转换后数据存储于 128 样本深度 FIFO，支持 SPI/I²C 读取，建议配置 FIFO 半满中断，避免数据溢出；读取时按 24 位字长解析，区分 RX/FB 通道数据帧。