全新无线电设计生态系统轻松应对快速变革的无线世界

New Radio Design Ecosystem Embraces a Rapidly Changing Wireless World

Analog Devices Inc.，美国马萨诸塞州Norwood

无线通信的特性就是不停变革。天线数量在对更高频谱效率和更宽频谱范围的无止境搜寻中呈爆炸性增长。蜂窝无线频段的大幅增加扩展了网络容量，但同时也导致了更多干扰。ISM频段应用和空中接口标准随之激增。甚至无人驾驶飞机的无线视频等应用都需要改善RF性能，以便耐受更强的干扰，避免可怕的失控事件。无线连接已被视作理所当然——它理当是无时无刻无处不在的，且变革的步伐极快。

传统的IF无线电架构正努力赶上时代的潮流。分立元件的数量和频段专用的滤波器延长了开发时间，而且越来越难以找到一个可用的频率规划。这些挑战不仅要求无线电解决方案具有突破性的多功能和高性能，还需要一个开发工具的生态系统，以便将产品快速推向市场，满足当今世界的需要。

ADI凭借其硅产品设计和系统专业知识，以创新的收发器架构和高级数字算法为依托，将关注的重心转移到最重要的问题——降低系统级成本，同时缩短产品上市时间。ADI的RadioVerse™技术和设计生态系统能为客户提供集成式收发器技术、强壮的设计环境以及专业市场的技术专长，使客户的无线电设计能快速从概念变为产品。

RadioVerse技术和设计生态系统的基础是具有突破性性能的零中频(ZIF)收发器技术。在ZIF接收器中，目标RF信号（或频段）直接下变频至基带。类似地，在发送器中，数字基带信号直接转换为RF。优势是很明显的：

·         PCB上不再需要特定频段的IF滤波器。相反，针对每个应用，可通过软件对片上高动态范围ADC和数字滤波器（得益于摩尔定律）进行最优配置。

·         以尽可能低的速率为ADC、DAC和数字器件提供时钟可以得到尽可能低的功耗。

·         不存在带外缺陷，比如镜像、NXM混频产物或混叠——这些缺陷会提高RF滤波器的抑制要求。

·         除了带宽灵活性，ZIF还可最大化RF灵活性，因为大部分信号都在基带进行处理。

由于这些原因，ZIF成为了蜂窝电话和WiFi等消费电子应用中的主要无线电架构。ADI收发器可将这项技术用在带宽和动态范围要求更高的应用中。通过大量使用“数字辅助模拟”的方法，可以实现超过70 dB的带内缺陷（比如镜像）抑制。

ADI宽带收发器系列的新产品是AD9371。这款宽带收发器能以100 MHz信号带宽覆盖300 MHz至6 GHz。AD9371是一款高度集成式RF捷变收发器，具有双通道发送器和接收器、一个双输入观察接收器（用于数字预失真(DPD)和功率控制）、集成式频率合成器和数字信号处理功能（图1）。该IC提供丰富的高性能和低功耗组合，可在半双工和全双工不连续多载波应用中工作。正如其前代产品AD9361 56 MHz RF收发器，该系列产品可用于多种应用中，包括小型蜂窝、无线专业音频和视频、LTE宏基站、便携式信号分析仪、手持式和车载收音机。

图1. AD9371收发器功能框图

该器件集成了LO和高速转换器时钟，只需一个低频基准电压源时钟，从而简化了系统级时钟生成与分配。单芯片集成让收发器IC能以极少的供电轨工作。一种典型的配置仅需三个电源（1.2V、1.8V、2.5V）。摈弃额外电源不仅降低了系统成本和尺寸，同时还简化了PCB电源层的去耦设计。此外，ADI收发器具有极低的功耗，从而降低了热管理要求，放宽了对散热器和其它热管理技术的需求，进一步缩小了产品尺寸，降低开发成本。

图2显示了AD9371的接收器性能，采用LO以下5 MHz的-15 dB FS CW输入以及LO以上40 MHz的-10 dB FS(rms) 5 MHz LTE载波——LO频率为2.6 GHz。高级宽带正交误差校正算法同步抑制整个频段范围内的QEC误差，而更宽的带宽可实现整个温度范围内接近80 dB的抑制性能。图3显示了发送器的线性度性能，其邻道抑制能力超过了60 dBc，具有2.6 GHz、20 MHz LTE波形，总载波功率为40 dBm。AD9371发送器后接功率放大器，输出功率为+40 dBm；通过收发器的集成式观察接收器和DPD算法，可以对链路进行线性化。

图2. AD9371接收器部分的线性度，显示正交误差校正性能

图3. AD9371发送器部分的线性度，采用2.6 GHz、20 MHz LTE信号

ADI的RadioVerse技术和设计生态系统可实现更快的产品上市时间（图4）。诸如AD9371这样的产品必然很复杂，但ADI的应用编程接口以单次高级命令代替寄存器写入的复杂时序操作，简化了软件集成。RadioVerse包含评估套件、开发图形用户界面、仿真模型、参考设计、同类最佳的合作关系、针对特定应用的技术内容，并可访问ADI中文技术论坛在线技术支持社区。生态系统业已投入使用并正在不断完善中，工程师可充分利用ADI的收发器技术。

图4. AD9371能与ADI的评估软件或定制代码搭配使用，包括MATLAB和LabVIEW

ADI公司

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