AD9361收发器中文手册

因最近公司需要，借此机会和大家一起学习AD9361

制作不易，记得三连哦，给我动力，持续更新!

工程文件下载：纯硬件SPI配置AD9361   提取码：g9jy

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AD9361

接收器：

        接收RF信号，并将其转换成可供BBP使用的数字数据。

两个独立控制通道，共享一个通用频率合成器；

        每个通道都要三个输入

        接收器是一个直接变频系统，含有一个低噪声放大器（LNA）→匹配向内（I）和正交（Q）放大器→混频器和频带整形滤波器（可以将接收到的信号变频为基带，以便进行数字化）

        根据预编程增益指数映射，实现增益控制，可通过内部AGC实现，也可以通过手动增益控制实现，使BBP可以根据需求调整增益

        各通道有独立的RSSI测量功能、直流失调跟踪功能、自我校准必要电路。       

        接收器包含12位、△ADC和可调采样速率

        数字化信号可以通过一系列抽取滤波器和一个完全可编程的128抽头FIR滤波器(带有额外的抽取设置)进一步调理

发射器：

        两个相同的、独立控制通道

        从BBP收到数字数据→不带插值选项的可编程128抽头FIR滤波器→一些列差值滤波器→到达ADC之前，提供额外的滤波和数据速率插值处理（每个12位DAC都有可调的采样速率）→I和Q通道都馈入RF进行上变频→转换为基带模拟信号时，IQ信号进行滤波→馈入上变频混频器（IQ重新组合起来），并在载波频率下进行调制→模拟滤波器（额外提供频带整形处理）→输出放大器

        每个发射通道内置自我校准电路，同时还提供一个TX键控模块，发射器输出信号时，并通过一个未使用的接收器通道将其送到BBP，仅在接收器空闲的TDD模式下可以用

时钟输入选项：

        参考时钟可由两种不同时钟源提供：

        1、选择一个专门的晶振（频率范围：19M-50M），连接在XTALP和XTALN之间

        2、将一个外部振荡器或者时钟分配器连接至XTALN（XTALP引脚保持断开状态），频率范围10M-80M

该参考时钟为频率合成模块提供电源，这些模块在器件内部生成所有数据时钟、采样时钟和本振

利用数字可编程、数字控制晶振(DCXO)功能来调节片内可变电容，则可消除晶振频率误差。该电容可以调谐系统中的晶振频率变化，结果产生精度更高的参考时钟

频率合成器：

        RF PLL ：两个完全相同的频率合成器，用于为RF信号生成需要的LO信号：一个用于发射，一个用于接收

        RF PLL采用小数N设计，融入了完全集成式电压控制振荡器和环路滤波器

        在TDD模式下，RF PLL 根据RX和TX帧的需要开启和关闭，

        在FDD模式下，TX PLL 和 RX PLL 可以同时激活

        这些PLL不需要外部元件

        BB PLL ：基带PLL频率合成器，用于生成所有基带相关时钟信号

        该PLL的编程频率范围为 700Mhz—1400Mhz，具体取决于系统的数据速率和采样速率要求

数字数据接口：

        采用并行数据端口，在器件和BBP之间进行数据传输

        两种工作模式：单端CMOS格式或差分LVDS格式（官方一般只测试差分LVDS）

        传输总线是通过简答的硬件握手信令来控制的

DATA_CLK信号：

        RX数据提供DATA_CLK信号，DATA_CLK可设为单数据速率（SDR）时序（上升沿采样），也可设置为双数据速率（DDR）时序（上升沿和下降沿同时采样）

FB_CLK信号：

        TX数据需要FB_CLK作为时序参考

        对于突发控制信号，FB_CLK允许源与上升沿捕获时序同步

        对于发射信号突发，允许上升沿（SDR）和双沿捕获（DDR）时序同步

        FB_CLK必须与DATA_CLK的频率和占空比相同

RX_FRAME信号：

        接收器输入有效数据时，器件都会生成一个RX_FRAME输出信号

        该信号有两个模式：电平模式（数据有效期间保持高电平）

                                            脉冲模式（以50%的占空比脉动）

        BBP必须提供一个TX_FRAME信号，以上升沿指示有效数据传输开始

使能状态机（ENSM）：

        多种不同状态：

                 • 待机—节能，频率合成器被禁用

• 休眠—待机，所有时钟/BB PLL被禁用

• TX—TX信号链被使能

• RX—RX信号链被使能

• FDD—TX和RX信号链被使能

• 报警—频率合成器被使能

       

        控制方法：SPI控制和引脚控制

SPI控制模式：

        通过写SPI寄存器，从当前状态进入下一状态，从而实现对ENSM的异步控制。

        当不需要对频率合成器进行实时控制时，推荐采用SPI控制模式

        只要BBIC能够精确执行SPI写操作，SPI控制就可以用于实时控制

引脚控制模式：

        ENABLE引脚和TXNRX引脚的使能

        如果BBIC有可以实时控制的额外控制输出，允许用一个简单地双线接口来控制器件状态，简易使用引脚控制方法

        状态跳转可以通过一个脉冲或电平来激励ENABLE引脚

        使用脉冲时，最小脉冲宽度必须为一个FB_CLK周期，

        在电平模式下，引脚同样由AD9361检测其边沿，而且必须符合相同的最小脉冲宽度

SPI接口：

        AD9361通过一个串行外设接口（SPI）与BBP通信。

                 4线：专门的接收和发送端口

                 3线：一个双向数据通信端口

        写命令为24位格式： 

                 前6位：设置总线方向和需要传输的字节数

                 接下来的10位：写入地址

                 后8位：数据

        读命令格式：

                与写命令类似

                 区别在于：

                         前16位：在SPI_DI引脚传输

后8位：从AD9361中读取，若为4线则在SPI_DO引脚完成，3线则在SPI_DI引脚完成

        若为多命令，则寄存器递增

控制引脚：

控制输出（CTRL_OUT[7:0]）：

        提供8个同步实时输出信号，用作BBP的中断

        这些输出可以配置为输出一些内部设置和测量值，BBP在监控收发器在不同情况下的性能时可以使用这些值

        控制输出指针寄存器选择将哪些信息输出到这些引脚

        控制输出使能寄存器决定BBP将激活哪些信号以便监控

       

控制输入（CTRL_IN[3:0]）:

        提供4个边沿检测控制输入引脚：

                 手动增益模式：BBP可以用他实时更改增益表索引

                 发射模式：BBP可以使用这些引脚更改发射增益

GPO引脚（GPO_3至GPO_0）:

        提供4个支持3.3V的逻辑输出引脚

        用于通过AD9361 SPI总线控制其他外设器件（稳压器、开关、AD9361状态机的从机）

辅助转换器：

AUXADC：

        一个辅助ADC，可以用来监控温度、功率输出等系统功能。

        转换器位宽：12位，输入范围为0V-1.25V。

        使能时， ADC处于自由运行状态

        SPI读操作提供在ADC输出端锁存的最后值。借助位于ADC之前的一个多路复用

器，用户可以在AUXADC输入引脚与内置温度传感器之间进行选择

AUXDAC1和AUXDAC2：

        两个相同的辅助DAC，提供功率放大器偏置或其他的系统功能。

        辅助DAC的位宽：10位

        电压范围：0.5V—VDD_GPO-0.3V，电流驱动：10mA

        可通过内部使能状态机直接控制

AD9361的供电：

        必须通过以下三种电源供电：

                 模拟电源（VDDD1P3_DIG/VDDAx=1.3V）

                 接口电源（VDD_INTERFACE=1.8V）

                 GPO电源（VDD_GPO=3.3V）