Analog devices AD9361

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и совместимые модели интегральной схемы AD9361 от Analog Devices.

Общее описание

AD9361 — это высокоинтегрированная, высокопроизводительная RF-трансивер (приемопередатчик) с прямым преобразованием (Zero-IF). Он представляет собой полностью программируемое радио (SDR-on-a-Chip) и предназначен для замены традиционных громоздких и дорогих аналоговых RF-цепей в одном компактном чипе.

Ключевая идея: AD9361 берет на себя всю сложную аналоговую RF-часть (смесители, усилители, фильтры, ЦАП/АЦП), предоставляя пользователю простой цифровой интерфейс (LVDS или CMOS) для передачи и приема необработанных комплексных (I/Q) данных. Это радикально упрощает и ускоряет разработку беспроводных систем.

Основное назначение: Пикосоты и фемтосоты, системы связи точка-точка и точка-многоточка, радиостандарты с динамическим диапазоном частот (например, военные и коммерческие SDR), испытательное оборудование, любительское радио.

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Диапазон частот | 70 МГц – 6.0 ГГц (полностью перекрывает большинство лицензированных и нелицензированных диапазонов) | | Полоса пропускания | Программируемая, от 200 кГц до 56 МГц (реальная полоса аналоговых фильтров) | | Поддерживаемые стандарты | Любые в пределах полосы: LTE, WCDMA, GSM, Wi-Fi 802.11abgn, Bluetooth, DVB-S2X, ZigBee, а также кастомные протоколы. | | Дуплексные режимы | Полнодуплекс (FDD) и полудуплекс (TDD). Имеет 2 независимых канала приема и 2 канала передачи для MIMO 2x2. | | Приемник (Rx) | • Шумовая фигура: < 2.5 дБ (на 1.8 ГГц)
• Линейность (IIP3): до +21.5 дБм
• Программируемые УНЧ и цифровые фильтры
• АЦП: 12-битные, с частотой дискретизации до 61.44 Мвыб/с | | Передатчик (Tx) | • Мощность выходного сигнала: до +7.5 дБм (с возможностью внешнего усиления)
• Линейность (OIP3): до +30 дБм
• ЦАП: 12-битные
• Подавление зеркального канала: > 55 дБ | | Синтезатор частоты | Быстрая перестройка частоты (Fast Lock Mode) — критически важно для TDD и частотного скачкообразного переключения. | | Цифровые интерфейсы | • Данные: 12-битный LVDS (основной) или CMOS (альтернативный) порт для I/Q данных.
• Управление: 4-проводной SPI (конфигурация чипа) + отдельные контакты для сброса и включения. | | Питание | 1.3 В, 1.8 В, 2.5 В, 3.3 В в зависимости от ядра и интерфейсов. | | Корпус | 144-выводный CSP-BGA (размер 10x10 мм). Требует качественного PCB-дизайна. | | Температурный диапазон | Промышленный: -40°C до +85°C (есть и коммерческие версии). |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Важно: AD9361 имеет несколько суффиксов, определяющих качество, температурный диапазон и упаковку.

| Парт-номер | Описание | Темп. диапазон | Упаковка | | :--- | :--- | :--- | :--- | | AD9361BBCZ | Базовый и наиболее распространенный вариант. | -40°C to +85°C | CSP-BGA (10x10) | | AD9361BBCZ-REEL | То же, что и выше, но на бобине для автоматизированной сборки. | -40°C to +85°C | CSP-BGA (10x10) | | AD9361BBCZ-REEL7 | Бобина на 750 шт. (более крупная упаковка для производства). | -40°C to +85°C | CSP-BGA (10x10) | | AD9361ABCZ | Более широкий температурный диапазон (обычно военный/аэрокосмический). | -55°C to +105°C | CSP-BGA (10x10) | | AD9362BBCZ | Урезанная версия AD9361. Диапазон частот: 47 МГц – 2.7 ГГц, один канал Rx и один канал Tx (SISO). Более дешевый. | -40°C to +85°C | CSP-BGA (8x8) | | AD9363BBCZ | Еще более урезанная версия. Диапазон: 325 МГц – 3.8 ГГц, один канал Rx и один канал Tx (SISO), полоса до 20 МГц. | -40°C to +85°C | CSP-BGA (6x6) | | AD9364BBCZ | Аналог AD9363, но с диапазоном 70 МГц – 5.8 ГГц. Один канал Rx и один канал Tx (SISO). | -40°C to +85°C | CSP-BGA (6x6) |

Совместимые модели и альтернативы

1. Последующие поколения от Analog Devices

• AD9363/AD9364: Упрощенные SISO-версии, как указано выше. Идеальны для более простых и дешевых систем.
• AD9371: Прямой наследник с улучшенными характеристиками (более высокая линейность, полоса до 100 МГц, улучшенное подавление паразитных излучений). Диапазон: 300 МГц – 6 ГГц.
• AD9375: Версия AD9371 с одним каналом Tx и двумя каналами Rx.
• ADRV9001/ADRV9002: Современное поколение (объявлено в 2018). Имеет встроенные DSP-движки для цифровой предкоррекции (DPD), коррекции IQ-разбаланса и более высокую эффективность. Диапазон: 30 МГц – 6 ГГц. ADRV9001 — 2x2 MIMO, ADRV9002 — 1x1 SISO. Фактически, это рекомендуемая замена для новых проектов.

2. Совместимые по функционалу чипы от других производителей

• Texas Instruments (TI):
  • AFE7950 (и более старый AFE7070): Многостандартный RF-трансивер с похожим функционалом.
  • Серия TRF: Более простые трансиверы для конкретных диапазонов.
• Maxim Integrated (ныне часть Analog Devices):
  • MAX2771 (только GPS/GNSS-приемник).
  • У них не было прямого аналога полного трансивера с таким же широким диапазоном.

3. Модули и платы разработки на основе AD9361

Это самый популярный способ начать работу с чипом, так как его самостоятельная разводка очень сложна.

• Analog Devices:
  • AD-FMCOMMS2/3/4/5-EBZ: Платы расширения (FMC) для оценки. AD-FMCOMMS3 (с фильтрами 2.4/5 ГГц) — самая известная.
  • ADRV9361-Z7035/ADRV9364-Z7020: Полноценные SOM (System-on-Module) и платы с процессором Zynq, образующие законченную SDR-платформу.
• Партнеры и сообщество:
  • Ettus Research (National Instruments): Платы серии USRP B200/B210/B200mini используют AD9361. Это промышленный стандарт для SDR.
  • BladeRF 2.0 Micro: Использует AD9364.
  • PlutoSDR (ADALM-PLUTO): Недорогая образовательная и любительская плата от Analog Devices на основе AD9363.
  • Red Pitaya, HackRF (последний использует чипы от RFFC): Альтернативные SDR-платформы.

Заключение

AD9361 — это революционный чип, который сделал профессиональные SDR-технологии доступными для массового применения. Несмотря на появление более новых моделей (AD9371, ADRV900x), он остается "рабочей лошадкой" в огромном количестве проектов благодаря своей проверенности, обширной документации и поддержке сообщества. Для новых разработок стоит рассмотреть ADRV9001/ADRV9002, но для многих задач AD9361 по-прежнему является отличным выбором.