ADI ADRV9040 具有数字前端DFE、400MHz iBW射频收发器的8T8R SoC

ADRV9040是具有DFE、400MHz iBW射频收发器的8T8R SoC。

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*附件：adrv9040.pdf

ADRV9040是一款高度集成的片上系统（SoC）射频（RF）捷变收发器，配有集成式数字前端（DFE）。SoC包含8个收发器、2个用于监测发射器通道的观测接收器、8个接收器、集成LO和时钟合成器，以及数字信号处理功能。SoC满足蜂窝基础设施应用（包括小型蜂窝基站无线电、宏3G/4G/5G系统和大规模MIMO基站）所需的高射频性能和低功耗。

Rx和Tx信号路径采用零中频（ZIF）架构，提供适合连续和非连续多载波基站应用的宽带宽和动态范围。ZIF架构具有低功耗+射频和带宽灵活等优点。由于没有混叠和带外图像，因而不需要抗混叠和图像滤波器。这样就减小了系统尺寸和成本，同时支持与频带无关的解决方案。

该器件还包括两个宽带宽观测路径接收器子系统，用于监测发射器输出。该SoC子系统包括自动和手动衰减控制、直流失调校正、正交误差校正 (QEC) 以及数字滤波功能。此外，还集成了提供一系列数字控制选项的GPIO。

双LO功能、额外的LO分频器和宽带宽操作支持多频段功能。这样就在可调谐范围内有4个单独的频带曲线1，从而尽可能提高用例灵活性。

SoC具有完全集成的数字前端（DFE）功能，包括载波数字上/下变频（CDUC和CDDC）、削峰（CFR）、数字预失真（DPD）、闭环增益控制（CLGC）和电压驻波比（VSWR）监控。

ADRV9040的CDUC功能对目标频带内的单独分量载波进行滤波和放置。CDDC功能具有8个并行路径，对每个载波进行单独处理，再通过串行数据接口发送。

CDUC和CDDC降低了非连续载波配置中的SERDES接口数据速率。与基于FPGA的等效实现方案相比，这种集成设计还降低了功耗。

ADRV9040的CFR引擎降低了输入信号的峰均比（PAR），支持实现更高效率的传输线路升级，同时降低了基带处理器的处理负荷。

SoC还包含完全集成的DPD引擎，用于功率放大器（PA）线性化。DPD支持高效功率放大器，可减少基站无线电的功耗，以及与基带处理器接口所需的SERDES通道数量。DPD引擎包含一个长期专用的DPD (LT-DPD)模块，可为GaN PA提供支持。ADRV9040利用其LT-DPD模块解决了GaN PA的电荷捕获特性；因此改善了辐射和EVM性能。SoC包括一个ARM Cortex-A55四核处理器，可独立提供DPD、CLGC和VSWR监控功能。专用处理器与DPD引擎一起提供行业出色的DPD性能。

串行数据接口包括八个串行器通道和八个解串器通道。该接口支持JESD204B和JESD204C标准，支持固定和浮点数据格式。浮点格式使内部自动增益控制（AGC）对基带处理器可见。

ADRV9040可直接由0.8V、1.0V和1.8V稳压器供电，并通过一个标准SPI串行端口进行控制。全面的节电模式可尽量降低正常使用时的功耗。该器件采用27mm × 20mm、736引脚球栅阵列封装。

产品详情

• 8个差分发送器（Tx）
• 8个差分接收器（Rx）
• 2个观察接收器（ORx）
• 单频段和多频段（N x 2T2R/4T4R）能力
  • 可调范围^1^内4个波段轮廓
• 调谐范围：650 MHz至6000 MHz
• 400MHz iBW DPD支持
  • 通过硬件加速电荷捕捉纠正算法实现GaN PA支持
• 支持JESD204B/JESD204C数字接口
• 适用于所有LO和基带时钟的多芯片相位同步
• 完全集成的N部射频频率合成器
• 简化系统散热解决方案
  • 所有区块实现13W功耗^2^
  • 110°C最高结温，工作温度最高达125°^3^
• 完全集成的DFE（DPD、CDUC、CDDC、CFR）引擎，免除FPGA的需要，SERDES通道速率减半
  • DPD自适应引擎，实现功率放大器的线性化
  • CDUC/CDDC——每个Tx/Rx通路最多8个分量载波（CC）
  • 多级CFR引擎
• 完全集成的时钟频率合成器

^1^波段轮廓定义信道带宽和总采样率。
^2^使用案例是TDD 200 MHz瞬时带宽和200 MHz占用带宽，所有区块（DPD、CFR、CDUC/CDDC）启用。
^3^根据加速因子，110°C时的工作寿命影响可由<110°C时的运行补偿。

应用

• 3G/4G/5G TDD/FDD小型蜂窝、大规模MIMO和宏基站

ADRV9040数据手册总结

一、概述

ADRV9040是一款高度集成的射频（RF）收发器系统芯片（SoC），集成了数字前端（DFE）功能，适用于包括小型基站无线电、宏基站3G/4G/5G系统和大规模MIMO基站等蜂窝基础设施应用。该芯片具有八个发射器（Tx）、两个观察接收器（ORx）和八个接收器（Rx），支持600 MHz至6000 MHz的可调谐范围，并具有单频带和多频带（N x 2T2R/4T4R）能力。

二、主要特性

1. ‌ 发射器（Tx） ‌

• ‌数量‌：8个差分发射器
• ‌可调谐范围‌：600 MHz至6000 MHz
• ‌大信号带宽‌：支持多种带宽配置，最高可达660 MHz（CDUC启用时）
• ‌输出功率‌：例如，在850 MHz时连续波输出功率为5 dBm
• ‌线性度‌：优异的EVM性能，例如在850 MHz时EVM为0.1%

2. ‌ 接收器（Rx） ‌

• ‌数量‌：8个差分接收器
• ‌可调谐范围‌：600 MHz至6000 MHz
• ‌信号带宽‌：支持多种带宽配置，最高可达660 MHz（LO频率≥1200 MHz时）
• ‌输入功率‌：例如，在850 MHz时全刻度输入功率为-11.5 dBm
• ‌噪声系数‌：在850 MHz时为10.5 dB

3. ‌ 观察接收器（ORx） ‌

• ‌数量‌：2个
• ‌信号带宽‌：高达800 MHz（ADRV9040BBPZ-WB，LO频率>1200 MHz时）
• ‌最大输入功率‌：16 dBm（峰值功率，对于调制信号PAR≥7 dB）

4. ‌ 数字前端（DFE） ‌

• ‌集成功能‌：包括DPD、CDUC、CDDC和CFR
• ‌DPD‌：用于功率放大器线性化，支持GaN功率放大器
• ‌CDUC/CDDC‌：最大支持每个发射器/接收器通道8个分量载波
• ‌CFR‌：用于降低峰均比（PAR），提高功率放大器效率

5. ‌电源与温度‌

• ‌功耗‌：所有模块启用时功耗为13 W（例如，TDD 200 MHz瞬时带宽和占用带宽）
• ‌最大结温‌：间歇操作为125°C，连续操作为110°C

6. ‌接口与同步‌

• ‌数字接口‌：支持JESD204B和JESD204C标准
• ‌多芯片相位同步‌：支持所有本地振荡器（LO）和基带时钟的相位同步

三、应用领域

• ‌3G/4G/5G TDD/FDD小型基站‌
• ‌大规模MIMO基站‌
• ‌宏基站‌

四、封装与尺寸

• ‌封装类型‌：736球BGA封装，尺寸为27mm x 20mm

五、评估板

提供针对低频段（600 MHz至2800 MHz）、中频段（1800 MHz至4800 MHz）和高频段（4500 MHz至6000 MHz）操作的评估板。

ADRV9040以其高度集成、高性能和低功耗特性，成为现代蜂窝基础设施应用的理想选择。