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数据收发卡设计方案:428-基于XC7Z100+ADRV9009的双收双发无线电射频板卡 5G小**** 无线图传
Hexiaoyan91 | 2024-08-05 14:48:53    阅读:95   发布文章

一、板卡概述

    基于XC7Z100+ADRV9009的双收双发无线电射频板卡是基于Xilinx ZYNQ FPGA和ADI的无线收发芯片ADRV9009开发的专用功能板卡,用于5G小****,无线图传,数据收发等领域。 428-02[1].gif


428-011.jpg428-02[1].jpg

二、板卡原理及功能

    板卡使用XC7Z100 作为主处理器,包含Dual ARM Cortex-A9核处理器的嵌入式处理。PS端32bit 1GB容量DDR3存储、1路RS232接口、1路USB接口、1路10-100-1000网络接口,PS端32M QSPI flash存储、SD卡接口、8G eMMC存储;PL端64bit 2GB容量DDR3存储,PL端扩展HDMI 输出实现视频显示应用,PL端扩展9路I/O,2路SPI_LVDS接口、2路RS232接口、4个LED指示灯。

    PL端外扩ADRV9009芯片,ADRV9009是一款高集成度射频(RF)、捷变收发器,提供双通道****和接收器、集成式频率合成器以及数字信号处理功能。这款IC具备多样化的高性能和低功耗组合,具有2路输入,2路输出,两路观测输入配合FPGA工作满足3G、4G和5G宏蜂窝时分双工(TDD)****应用要求。

  板卡数字接口:

  • ●  PS 端32bit 1GB 容量 DDR3 存储

  • ●  PS端RS232接口

  • ●  PS端USB接口

  • ●  PS端1路 10-100-1000 Mbps Ethernet (RGMII) 网络接口

  • ●  PS端QSPI flash 存储

  • ●  PS端 SD卡,Emmc存储

  • ●  PL端64bit 2GB 容量DDR3 存储

  • ●  PL端扩展HDMI 输出实现视频显示应用

  • ●  PL端扩展9路 I/O、2路SPI_LVDS、2路RS232、4路LED指示灯

  • ●  PL端扩展1路10G SFP+光纤接口

  板卡模拟接口:

  • ●  双接收:RX1、RX2

  • ●  双发送:TX1、TX2

  • ●  双观测接收:ORX1、ORX2

  • ●  外部本振接口:EXT_LO

  • ●  外部时钟参考:REF_CLK_IN

  板卡性能指标: 

  板卡性能指标:


No

Items

Specifications

Remark

Tx

Frequency

75~6000 MHz

Frequency > Bandwidth/2

Bandwidth

Large Signal Bandwidth:5~100MHz

Synthesis Bandwidth: 10~200MHz

Software Support Range

Transmission Power

7dBm

100~6000MHz, CW

0 dB TX attenuation

EVM 



5

Attenuation Control Range

32dB


6

Attenuation Step

0.05 dB 


7

ACLR



8

Spurious 



9

SSB Suppression



10

LO Suppression



11

DAC Sample Rate (max)

61.44MHz/122.88MHz/245.76MHz

Default VCXO Support


Rx 

Frequency

75~6000 MHz

Frequency > Bandwidth/2

2

Bandwidth

16 to 100 MHz

Software Support Range

3

Sensitivity

-93dBm@20MHz

Noise Figure <3db

4

EVM 

<1.5% 

@ -30dBm input

5

Gain Control

AGC


MGC:   

Range: 0~30dB


Step:  0.5dB


6

Gain Step

0.5dB 


7

Rx Alias Band Rejection

80dB

Due to digital filters

8

Noise Figure

<3db

Maximum RX gain 

9

IIP3 (@ typ NF)

-25dBm


10

ADC Sample Rate (max)

61.44MHz/122.88MHz

Default VCXO Support

11

ADC Wideband SFDR

78dBc




1

Voltage

3.3V& 12V


2

ON/OFF TIME 

<6us 

TDD model

other

3

Duplexing Model

TDD



4

Power Consumptions

<10w


 

  物理特性

  • ●  尺寸:110x162.4mm,带外壳尺寸180*125*48 ;

  • ●  工作温度:工业级 -40℃~ +85℃。

  • ●  工作电压+12V  ±1V;整板功耗20W。

  • ●  重量裸板0.3KG,带散热外壳0.8KG。

三、软件系统 

参考ADI的整体软件架构:

428-04[1].jpg

AD9009设备树及驱动 SPI访问,AD,DA访问

驱动文件https://wiki.analog.com/resources/tools-software/linux-drivers/iio-transceiver/adrv9009

428-05[1].jpg428-06[1].jpg428-07[1].jpgAD采集1.2G波形:

428-08[1].jpgDA  输出设置1.2G及波形: 

428-09[1].jpg428-10[1].jpg

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