AD9361是ADI第二代RF Agile Transceiver™系列捷变收发芯片,专为 3G 和 4G 基站应用而设计。
它采用直接变频收发架构,单芯片实现射频信号接收、下变频、数字化、基带预处理与数字信号上变频、射频发射全流程功能。
AD9361芯片简介
(图源:芯片规格书)
从下面的框图可以看出,AD9361中包含集成12位DAC和ADC的RF 2X2收发器、锁相环以及控制模块等。
AD9361芯片功能框图
(图源:芯片规格书)
收发芯片的变频功能离不开频率相关的功能模块,而AD9361频率合成体系的核心,正是PFD鉴相模块,也是保障本振频率精准、信号纯净的关键单元。
下面来分析PFD功能模块的核心原理与作用。
PFD(Phase Frequency Detector,鉴相鉴频器)是小数N分频PLL频率合成器的核心单元。
其核心作用是检测频率/相位偏差,实现精准锁相,承接参考时钟与反馈时钟信号,是实现射频本振(LO)高精度、高稳定输出的核心枢纽,直接决定芯片射频信号的相位精度与频率稳定性。
PFD电路原理图及输入输出波形图
(图源:网络)
PFD的工作流程极简拆解:
首先,PFD 接收两路输入:一路为稳定的参考时钟,一路为 VCO 分频后的反馈时钟。
PFD实时对比两路信号的频率与相位,精准输出偏差控制信号,最后配合电荷泵与环路滤波器修正 VCO 输出,闭环校正频率与相位,这样就能实现本振信号高精度、零失锁稳定输出。
接下来,我们来看看AD9361鉴频器PFD。
常规锁相结构仅能检测相位偏差,存在捕获范围小、锁相慢的问题。而 AD9361 的 PFD 支持鉴频+鉴相双模式工作,大幅提升环路锁定性能。
AD9361中PLL的电路图
(图源:IPBrain平台)
上图为PLL的电路图,其中红框为PFD,其电路图如下所示。
AD9361中PFD的电路图
(图源:IPBrain平台)
PFD的核心优势可以总结为:频差较大时,PFD 优先完成频率捕获,快速拉近工作频率;频率接近锁定后,精细化修正相位误差,兼顾锁定速度与锁定精度。
同时支持环路参数可编程配置,可灵活适配窄带低杂散、宽带快切换等不同应用场景。

AD9361中PFD的图像
(图源:IPBrain平台)
AD9361 的核心竞争力,不仅在于高集成的一体化射频架构,更源于以 PFD 模块为核心的高精度锁相系统,让设备在复杂电磁环境下仍能保持信号纯净、工作稳定。
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