AFE7685 4 个发射、4 个接收 RF 采样收发器技术手册

AFE76xx 是一系列高性能、四通道/双通道、14 位、集成射频采样模拟前端 （AFE），具有 9 个 GSPS DAC 和 3 个 GSPS ADC，能够合成和数字化宽带信号。高动态范围使 AFE76xx 能够为无线基站生成和数字化 3G/4G 信号。在TDD模式下，接收器通道可以配置为在流量接收器（TDD RX）状态和宽带反馈接收器（TDD FB）状态之间动态切换，以协助功率放大器（PA）在发射器路径上的DPD（数字预失真）。
*附件：afe7685.pdf

AFE76xx 系列在接收器通道上集成了 DSA，并且还支持发射器通道上的 DSA 等效功能。每个接收通道具有一个模拟射频峰值功率检测器和各种数字功率检测器，用于辅助接收通道的AGC控制，以及两个射频过载检测器，用于设备可靠性保护。AFE76xx 系列有 8 个JESD204B兼容的 SerDes 收发器，运行速度高达 15 Gbps。这些器件每个TX通道最多有两个DUC，每个RX通道有两个DDC，具有多个插值/抽取速率和数字正交调制器/解调器，具有独立的频率灵活NCO。这些器件在单频模式下支持超过 1000 MHz（4T4R 为 800 MHz）的射频信号带宽，在双频模式下每个频段支持高达 800 MHz（4T4R 为 300 MHz）的射频信号带宽。低抖动PLL/VCO允许使用较低频率的基准时钟，从而简化了采样时钟的生成。

特性

• 14 位分辨率
• 采样率：
  • DAC：9GSPS
  • ADC：3GSPS
• 射频频率范围：高达 5.2 GHz
• 最大射频信号带宽
  • 四通道模式 （4T4R）：800 MHz（单频）;300 MHz（双频）
  • 双通道模式 （2T2R）：1200 MHz （TX）/1000 MHz （RX）（单频）;800MHz（双频）
• 每个 RX 通道的片内双通道可选 DSA
• 集成 TX DSA 功能
• 数字：
  • 双频数字上变频器 （DUC）
  • 双频数字下变频器 （DDC）
  • 用于 DUC/DDC 的 32 位 NCO
  • 插值比：6x、8x、9x、12x、16x、18x、24x、36x
  • 抽取比：/2、/3、/4、/6、/8、/9、/12、/16、/18、/24、/32
  • 用于TDD的RX/FB动态切换
• 接口：
  • 8 个高达 15Gbps 的 SerDes 收发器
  • 16 位和 12 位JESD204B传输层格式化，采用 8b/10b 编码
  • 子类 1 多设备同步
• 时钟：
  • 内部PLL/VCO，用于生成DAC和ADC时钟
• 封装：17mm x 17mm FC BGA，0.8mm 间距
• 电源：1.85 V、1.15 V、1.0 V、–1.8 V

参数

方框图

AFE76xx 系列是德州仪器推出的高性能射频采样模拟前端（AFE）家族，包含 AFE7681/7683/7684/7685/7686 等型号，核心优势为高采样速率、多通道配置与宽信号带宽，集成 DAC、ADC、数字上下变频器（DUC/DDC）等功能，适用于蜂窝基站、宽带通信、微波回程、分布式天线系统（DAS）等射频通信场景。

一、核心产品特性与参数

1. 分辨率与采样性能

• 分辨率均为 14 位，DAC 最高采样速率 9 GSPS，ADC 最高 3 GSPS，支持高速射频信号合成与数字化。
• 射频频率范围可达 5.2 GHz，单频段最大信号带宽：双通道模式下发射端 1200 MHz / 接收端 1000 MHz，四通道模式下 800 MHz；双频段模式下双通道 800 MHz / 四通道 300 MHz。

2. 通道与数字功能配置

• 通道配置：涵盖 4T4R（AFE7685/7686）、2T4R（AFE7683/7684）、4T2R（AFE7681）等多组合，适配不同收发需求。
• 数字信号处理：每发射通道最多 2 个 DUC、每接收通道最多 2 个 DDC，集成 32 位 NCO；插值倍率 6x/8x/9x 等 8 种，抽取倍率 / 2//3//4 等 11 种，支持灵活信号调理。
• 增益控制：接收通道内置双可选数字步进衰减器（DSA），发射通道支持 DSA 等效功能；接收通道含模拟 RF 峰值功率检测器与数字功率检测器，辅助 AGC 控制，且配备 2 个 RF 过载检测器保障可靠性。

3. 接口与同步能力

• 高速接口：8 个 JESD204B 兼容 SerDes 收发器，速率最高 15 Gbps，支持 16 位 / 12 位数据格式与 8b/10b 编码。
• 同步特性：支持子类 1 多器件同步，内置低抖动 PLL/VCO，可通过分频（/2//3//4）生成 DAC/ADC 时钟，简化采样时钟设计。

4. 电源与环境

• 电源配置：需 1.85 V、1.15 V、1.0 V、–1.8 V 多路供电，适配高性能射频电路供电需求。
• 封装与温度：均采用 17mm×17mm 400 引脚 FC BGA 封装（0.8mm 引脚间距），焊球材质 SNAGCU，符合 RoHS 标准，MSL 等级 3（260°C 峰值回流，168 小时存储），工作温度范围–40°C~+85°C。

二、各型号核心差异

型号	通道配置	每发射通道 DUC 数量	每接收通道 DDC 数量	最大输入 / 输出数据速率（MSPS）
AFE7685	4T4R	1	1	750
AFE7686	4T4R	2	2	1500
AFE7684	2T4R	2	2	1500
AFE7683	2T4R	1	1	750
AFE7681	4T2R	1	1	750

三、关键功能与优势

1. 集成化与灵活性

• 高度集成：单芯片整合射频收发、数字信号处理与时钟生成功能，减少外部电路复杂度，提升系统集成度。
• TDD 模式支持：接收通道可动态切换 “业务接收（TDD RX）” 与 “宽带反馈接收（TDD FB）” 状态，辅助功率放大器（PA）的数字预失真（DPD）功能。

2. 高性能与可靠性

• 动态范围优异，可精准生成与数字化 3G/4G 射频信号，满足基站等高性能通信场景需求。
• 内置温度传感器，搭配 RF 过载检测与 ESD 防护设计，提升设备长期工作稳定性。

四、典型应用场景

1. 核心应用领域

• 蜂窝基站：多通道配置适配 Massive MIMO 架构，高采样速率与宽带宽支持多频段、多标准射频信号处理。
• 宽带通信与微波回程：9 GSPS DAC/3 GSPS ADC 保障高速信号传输，5.2 GHz 射频范围覆盖主流通信频段。
• 分布式天线系统（DAS）：灵活的通道与带宽配置，适配分布式部署中的信号收发与调理需求。