概述

浙江省微波毫米波射頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟旗下杭州城芯科技有限公司全正向研發(fā)的CX9261是一款寬帶、高性能、多通道射頻收發(fā)器，基于軟件無線電理念設(shè)計(jì)，片內(nèi)集成了射頻收發(fā)器所需的RF、ADC/DAC以及數(shù)字上下變頻等電路，極大地減少了射頻鏈路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，系統(tǒng)集成度高。該射頻收發(fā)器已廣泛應(yīng)用于智能終端、數(shù)據(jù)鏈以及毫微微蜂窩/微微蜂窩/微蜂窩基站等無線通信系統(tǒng)中。

隨著以信息技術(shù)為核心的通信應(yīng)用變革不斷深入，多類信息應(yīng)用終端逐漸增多，在日常生活、團(tuán)隊(duì)活動(dòng)、抗震救災(zāi)等特殊行動(dòng)中發(fā)揮了積極作用。杭州城芯科技有限公司自主研發(fā)的寬帶多模射頻收發(fā)芯片CX9261可為多模智能終端提供有效的硬件支撐，其工作頻率、信號(hào)帶寬與通道數(shù)量等參數(shù)獨(dú)立可配，可以滿足多模終端大部分應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)寬帶、窄帶、公網(wǎng)、專網(wǎng)等多種通信模式的并發(fā)工作，可極大簡化多模通信終端的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

芯片概述

CX9261射頻收發(fā)器集成低噪放、上/下混頻器、多模濾波器、自動(dòng)增益控制、直流偏移對(duì)消、功率強(qiáng)度檢測、ADC/DAC、驅(qū)動(dòng)放大器、電源管理、小數(shù)分頻頻率綜合、邏輯控制、抽取/插值濾波、數(shù)字下變頻和自動(dòng)校準(zhǔn)等功能，具有通用化設(shè)計(jì)、寬頻帶覆蓋、寬窄帶信號(hào)兼容、低功耗等特點(diǎn)。
? ? ? ?器件通道1和通道2的工作頻率范圍為70MHz~2.7GHz，通道3工作頻率范圍為1.2GHz~1.8GHz，片內(nèi)可調(diào)諧帶寬為20kHz至60MHz。
? ? ? ?器件的接收通道采用直接變頻架構(gòu)，由低噪聲放大器、混頻器、可編程增益放大器、帶寬可變?yōu)V波器和高速高精度16位ADC組成。器件的接收通道具有校準(zhǔn)功能，噪聲系數(shù)小，鏡像抑制性能高，有利于提高接收通道的射頻性能，16位的ADC具有較大的動(dòng)態(tài)范圍。
? ? ? ?器件的發(fā)射通道采用直接變頻架構(gòu)，由混頻器、可編程增益放大器、帶寬可變?yōu)V波器和高速高精度16位DAC組成。器件的發(fā)射通道同時(shí)具有本振泄露校準(zhǔn)、IQ正交校準(zhǔn)，能夠很好的抑制本振泄露和鏡像干擾，雜波抑制度高，射頻性能優(yōu)越。
? ? ? ?器件的本振和時(shí)鐘都采用小數(shù)分頻PLL，能夠更好的適合各種應(yīng)用場景。同時(shí)器件還提供了外部本振的輸入接口，有效降低多器件應(yīng)用的相位偏差。
? ? ? ?器件的供電為2.5V和1.3V，在2.7GHz頻率、單收單發(fā)FDD模式下滿功率工作條件下，功耗小于1W。器件為塑封BGA 289pin，15mm×15mm。器件如下所示：

圖1 CX9261芯片實(shí)物圖

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器件優(yōu)良特性

CX9261芯片相對(duì)于其它SDR芯片來說，主要區(qū)別在于：收發(fā)通道數(shù)量的不同、片內(nèi)本振的不同、片內(nèi)ADC/DAC位寬不同、以及支持快速跳頻，芯片內(nèi)部功能框圖如圖2所示。

圖2 CX9261射頻收發(fā)器功能框圖

特 性

·?通道數(shù)量特性

從CX9261芯片功能框圖中可以看出，其內(nèi)部具有三個(gè)接收通道和兩個(gè)發(fā)射通道，其中通道1和通道2的工作頻率范圍為70MHz至2.7GHz，通道3工作頻率范圍為1.2GHz至1.8GHz，片內(nèi)可調(diào)諧帶寬為20kHz至60MHz。芯片通道支持外本振輸入，工作模式支持TDD與FDD形式。

·? 片內(nèi)本振特性

芯片內(nèi)部具有3個(gè)獨(dú)立的接收本振RXPLL、2個(gè)獨(dú)立的發(fā)射本振TXPLL、以及3個(gè)獨(dú)立的基帶本振BBPLL，所有本振都可以獨(dú)立配置。上述設(shè)計(jì)使CX9261芯片片內(nèi)5個(gè)射頻收發(fā)通道的工作頻率、帶寬、采樣率等功能都能進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)置，為多模通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有效的硬件支撐。

·? 片內(nèi)ADC/DAC特性

CX9261芯片內(nèi)部ADC/DAC內(nèi)核采用16比特位寬設(shè)計(jì)，比其它采用12位ADC/DAC設(shè)計(jì)的零中頻架構(gòu)SDR芯片設(shè)計(jì)位寬多4比特，CX9261接收通道在25dB增益下噪底比12位SDR芯片低12dB，這意味著在大小信號(hào)并存時(shí)，CX9261芯片能檢測小信號(hào)的能力比12位ADC設(shè)計(jì)的SDR芯片低12dB左右，具備更大的動(dòng)態(tài)范圍和抗干擾能力。

·? 快速跳頻功能

通過對(duì)CX9261片內(nèi)PLL環(huán)路的優(yōu)化，使芯片具備快速跳頻的能力，頻率穩(wěn)定時(shí)間小于10μs。

圖3 CX9261跳頻頻率穩(wěn)定時(shí)間

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多模通信系統(tǒng)架構(gòu)

CX9261用于多模通信系統(tǒng)框圖如下所示：

圖4 CX9261多模通信系統(tǒng)應(yīng)用框圖

信 道

·?信道1:

通過CX9261收發(fā)通道1實(shí)現(xiàn)，頻率范圍支持70~2700MHz，可調(diào)諧帶寬為20kHz至60MHz，同時(shí)CX9261的收發(fā)通道1支持天通接口，具備天通通信能力。

·? 信道2：

通過CX9261收發(fā)通道2實(shí)現(xiàn)，頻率范圍支持70~2700MHz，可調(diào)諧帶寬為20kHz至60MHz，通過前級(jí)變頻電路支持超短波電臺(tái)應(yīng)用。

·? 信道3:

通過CX9261收發(fā)通道3實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)北斗頻率的接收。

上述系統(tǒng)應(yīng)用方案充分利用了CX9261芯片三收兩發(fā)通道的獨(dú)立性，實(shí)現(xiàn)了天通、LTE、自組網(wǎng)、超短波電臺(tái)、北斗等5種通信制式的軟件自加載和并發(fā)通信，如表1。

表1 基于CX9261多模通信系統(tǒng)并發(fā)組合

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CX9261性能測試

CX9261射頻收發(fā)通道具備優(yōu)良的信道指標(biāo)，其典型EVM測試指標(biāo)如下：

圖 5 CX9261發(fā)射通道64QAM EVM測試指標(biāo)

編輯：黃飛