5G の計測

AD9164は高性能、16ビットD/A コンバータ（DAC）とDDS（ダイレクト・デジタル・シンセサイザ）で6 GSPSまでの更新レートをサポートします。DACコアは2倍のインターポレーション・フィルタを組みあわせたクワッド・スイッチ・アーキテクチャに基づいており、DACの有効な更新レートを一部のモードで12GSPSまで増加させることができます。高ダイナミック・レンジで広帯域なので、ほとんどの厳しい高速無線周波数（RF） のアプリケーションに適しています。

DDSは32の32ビット数値制御発振器（NCO）で構成されており、それぞれは位相アキュームレータを備えています。

100 MHzのシリアル・ペリフェラル・インターフェース （SPI） と高速ホップ・モードを組み合わせによって、位相コーヒーレントな高速周波数ホッピング（FFH）が可能になり、複数のモードを使い各種のアプリケーションをサポートします。

ベースバンド・モードでは、広アナログ帯域と高ダイナミック・レンジの組み合わせにより、最小1種類のキャリアから1.791 GHzのフルの最大スペクトラムまでの信号帯域のDOCSIS 3.1 ケーブル・インフラストラクチャをサポートします。2xインターポレーション・フィルタ（FIR85）により、AD9164のデータレートとコンバータのクロック駆動を低く設定して、システム全体の電力を低減しフィルタに対する要求を軽減する事ができます。ミックス・モード動作では、AD9164は2ndと3rdナイキスト領域でRFキャリアを最大7.5GHzまで再生でき、しかもその並外れてダイナミック・レンジを維持します。出力電流は8 mA～38.76 mAの範囲で設定することができます。AD9164のデータ・インターフェースは最大8レーンのJESD204B シリアライザ／ディシリアライザ（SERDES）で構成されており、アプリケーションに柔軟に対応できるようにレーン速度、レーン数を設定できます。

SPIインターフェースは、AD9164を構成したり、全レジスタのステータスをモニタしたりするために使われます。AD9164は165ボール、8 mm ｘ 8 mm、 0.5 mm ピッチ、CSP_BGA パッケージと 169ボール、11 mm ｘ 11 mm、0.8 mm ピッチ、CSP_BGA パッケージを採用しており、有鉛ボールのオプションもあります。

製品のハイライト

1. 高ダイナミック・レンジで、信号再生帯域幅は最大 7.5 GHz までの RF 信号合成をサポート
2. レーン数とレーン速度に関して柔軟性のある最大 8 レーンの JESD204B SERDES インターフェース
3. DOCSIS 3.1コンプライアンスおよびマルチバンド・ワイヤレス通信規格に余裕をもって適合する帯域幅とダイナミック・レンジ。

• ブロードバンド通信システム
• DOCSIS 3.1 ケーブル・モデム終端システム（CMTS）／ビデオ・オン・デマンド（VOD）／エッジ直交振幅変調（EQAM）
• ワイヤレス通信インフラストラクチャ
• W-CDMA、 LTE、 LTE-A、ポイントtoポイント

AD9213は、6.5GHzの入力帯域幅を持つ単一の12ビット、6GSPS/10.25GSPS、無線周波数（RF）A/Dコンバータ（ADC）です。AD9213は、広い瞬時帯域幅と低い変換誤差率（CER）を必要とする、高いダイナミック・レンジ周波数と時間領域のアプリケーションをサポートします。AD9213は16レーンのJESD204Bインターフェースを備え、最大の帯域幅性能をサポートします。

AD9213は< 4.6W（代表値）を消費し、ダイナミック・レンジと直線性能を実現します。デバイスはインターリーブされたパイプライン・アーキテクチャに基づき、独自のキャリブレーションおよびランダム化技術を搭載して、インターリーブ・スプリアス・アーティファクトをノイズ・フロアに抑制します。AD9213の直線性能はオンチップのディザリングとキャリブレーションの組み合わせによって保持され、幅広い入力信号条件で優れたスプリアスフリー性能を実現します。

瞬時性の帯域幅をそれほど必要としないアプリケーションは、AD9213のオンチップ、デジタル信号処理（DSP）性能により、出力データ・レートに加えてデバイスをサポートするために必要なJESD204Bレーンの数を低減することができます。DSPパスには、48ビットの数値制御発振器（NCO）付きのデジタル・ダウンコンバータ（DDC）があり、2か3の係数であるデシメーション・レートを選択できるI/Qデジタル・デシメータ・ステージがそれに続きます。高速周波数ホッピング・アプリケーションの場合は、AD9213 NCOはトリガ入力が別々の最大16のプロファイル設定をサポートし、少ないJESD204Bレーン数で幅広い情報収集周波数範囲を可能にします。

AD9213はNCOの同期を含むサンプル高精度マルチチップ同期をサポートします。AD9213は192ボールのボール・グリッド・アレイ（BGA）パッケージに収められ、−20°C～+115°Cのジャンクション温度範囲が仕様規定されています。

AD9172 は、最大 12.6 GSPS の DAC サンプル・レートに対応する高性能デュアル 16 ビット D/A コンバータ（DAC）です。15 GSPS の 8 レーン JESD204B データ入力ポート、高性能オンチップ DAC クロック逓倍器に加えて、シングルバンドおよびマルチバンドのダイレクトto無線周波数（RF）ワイヤレス・アプリケーションをターゲットとしたデジタル信号処理機能を特長としています。

AD9172 には、RF DAC あたり 3 つのバイパス可能な複合データ入力チャンネルが搭載されています。各データ入力チャンネルには、マルチバンド周波数計画を柔軟に作成できるように、構成可能なゲイン段、インターポレーション・フィルタ、チャンネル数値制御発振器（NCO）が備わっています。1 入力チャンネルあたり最大 1.5 GSPS の複合データ・レートに対応するほか、複数の複合入力データ・ストリーム（1.5 GSPS の最大複合データ・レートまで）を集約できます。また、AD9172はチャネライザをバイパスする超広帯域幅モードをサポートし、3.08 GSPS（16 ビット分解能）と 4.1 GSPS（12 ビット分解能）までの最大データ・レートを提供します。

AD9172 は 144 ボール BGA_ED パッケージで提供されます。

1. 1.5 GSPS の最大複合入力データ・レートで、RF DAC あたり 3 つのバイパス可能な複合データ入力チャンネルにより、シングルバンドとマルチバンドのワイヤレス・アプリケーションをサポートします。入力チャンネルごとに 1 つの独立 NCO を備えています。
2. 超広帯域幅チャンネル・バイパス・モードで、最大 3 GSPS（16 ビット分解能）と 4 GSPS（12 ビット分解能）のデータ・レートに対応します。
3. 低消費電力のデュアル・コンバータによって、高帯域幅のマルチチャンネル・アプリケーションに必要な消費電力を削減します。

• ワイヤレス通信インフラストラクチャ
  • マルチバンド基地局無線
  • マイクロ波／E バンド・バックホール・システム
• 計測器、自動試験装置（ATE）
• レーダーと電波妨害装置

AD9208は、デュアル、14ビット、3GSPSのA/Dコンバータ(ADC)です。このデバイスはバッファとサンプル＆ホールド回路を内蔵し、低消費電力、小型、使い易さを考慮して設計されています。この製品は通信アプリケーションに対応するように設計されており、最大5 GHzの広帯域アナログ信号を直接サンプリングできます。ADC入力の−3 dB帯域幅は9 GHzです。AD9208は小型パッケージで、広い入力帯域、高サンプリング・レート、優れた直線性、低消費電力を達成するように最適化されています。

デュアルのADC コアはマルチステージの差動パイプライン・アーキテクチャを採用し、出力誤差補正ロジックを内蔵しています。各ADCの入力は広帯域になっており、ユーザ選択可能な、多様な入力範囲をサポートします。電圧リファレンスを内蔵しているので回路設計が容易です。アナログ入力とクロック信号は差動入力です。ADCのデータ出力は内部でクロスバー・マルチプレクサを通して4つのデジタル・ダウン・コンバータ（DDC)に接続されています。各DDCは直列接続された最大5段の信号処理段で構成されています：48ビット周波数変換器(数値制御発振器(NCO))と最大4個のハーフバンド・デシメーション・フィルタ。NCOにはプリセットする帯域を汎用入／出力(GPIO) を介して選択できるオプションがあり、最大3種類の帯域を選択できます。DDCモード間のAD9208の動作はSPI プログラマブル・プロファイルを介して選択可能です。

AD9208はDDC回路の他に、通信用レシーバ内に自動ゲイン制御 (AGC) 機能を簡素化する複数の機能を備えています。さらに、スレッショールドが可変の検出器を使うと、ADCのレジスタ 0x0245の中の高速検出制御ビットを使って着信信号電力をモニターすることができます。入力信号レベルが可変のスレッショールドを超えると、高速検出インジケータがハイ・レベルになります。このスレッショールド・インジケータのレイテンシは小さいため、ユーザは迅速にシステム・ゲインを下げて、ADC入力がオーバーレンジ状態になるのを防ぐことができます。高速検出出力に加え、AD9208は信号をモニターする機能も備えています。信号モニター・ブロックは、ADCでデジタル化された信号に関する追加の情報を提供します。

DDCの構成と受信ロジック・デバイスの許容レーン・レートに応じて、サブクラス1 JESD204Bに基づく高速シリアル出力を1レーン、2レーン、4レーン、8レーンの多様なレーン構成にすることができます。複数個のデバイス同期は、SYSREF±とSYNCINB±入力ピンを通してサポートされています。

AD9208には必要に応じて大幅な省電力を可能にする柔軟なパワーダウン・オプションがあります。これらすべての機能は3線式 シリアル・ポート・インターフェース(SPI) を使って設定可能です。

AD9208は196ボールの鉛フリーBGAパッケージを採用し、-40°C～+85°Cの周囲温度範囲で仕様を規定しています。この製品は米国の特許によって保護されています。

このデータシートを通して、FD_A/GPIO_A0 のような複数機能をもつピンはピン名をフルで呼称する場合とピンの1機能（たとえば FD_Aで、その機能のみ関連する時）で呼称する場合がある事に注意してください。

製品のハイライト

1. 入力の広い−3 dB帯域幅（9 GHz）により、最大5GHzまでの信号のダイレクト無線信号サンプリングに対応。
2. 内蔵の4個の広帯域デシメーション・フィルタとNCO回路により、マルチバンド・レシーバをサポート。
3. GPIOピンを使ってイネーブルにする高速NCOスイッチング。
4. 個別のシステム要求を満たすために製品の各種特性と機能をSPIを使って制御します。
5. プログラマブル高速オーバーレンジ検出と信号モニター。
6. システムの温度管理用ダイオード温度センサーを内蔵。
7. 12mm × 12mm、196 ピン BGA

アプリケーション

• ダイバーシティ・マルチバンド、マルチ・モード・デジタル・レシーバ
• 3G/4G、 TD-SCDMA、 W-CDMA、 GSM、 LTE、 LTE-A
• 電子試験／計測システム
• フェーズドアレイレーダーと電子戦闘
• DOCSIS 3.0 CMTS アップストリーム・レシーバ・パス
• HFCデジタル・リバース・パス・レシーバ

ADRF5024 は、シリコン・プロセスを使って製造した反射単極双投（SPDT）スイッチです。

このスイッチは、1.7 dB の挿入損失および 35 dB のアイソレーションより良好な状態で、100 MHz ～ 44 GHzで動作します。ADRF5024 は、スルー・パスとホット・スイッチングの両方に対応する、27 dBm の無線周波数（RF）入力電力処理機能を備えています。

ADRF5024 では、+3.3 V の正側（供給）電源で 14 µA、−3.3 V の負電源で 120 µA の低電流が流れます。デバイスでは、相補型金属酸化膜半導体（CMOS）／低電圧トランジスタ-トランジスタ・ロジック（LVTTL）互換の制御が採用されています。

ADRF5024 は、9 kHz ~ 44 GHz で動作する ADRF5025（低周波カットオフ・バージョン）とのピン互換性を備えています。

ADRF5024 RF ポートは、50 Ω の特性インピーダンスに一致するように設計されています。超広帯域幅製品の場合、RF 伝送ラインでのインピーダンス・マッチングは、高周波挿入損失とリターン・ロス特性をさらに最適化することができます。詳細については、「電気仕様」、「代表的な性能特性」、「アプリケーション情報」の各セクションを参照してください。

ADRF5024 は、2.25 mm × 2.25 mm、12 端子、RoHS 準拠、ランド・グリッド・アレイ（LGA）パッケージといった特徴を備え、−40°C ~ +105°C で動作可能です。

アプリケーション

• 工業用センサー
• 試験および計測器
• セルラ・インフラストラクチャ:5G ミリ波
• 防衛用無線, レーダー, 電子対抗手段（ECM）
• マイクロ波無線および超小型地球局（VSAT）

HMC8192LGは、パッシブで広帯域の同相／直交（I/Q）モノリシック・マイクロ波集積回路（MMIC）ミキサーです。レシーバー動作ではイメージ除去ミキサー、トランスミッタ動作では単側波帯アップコンバーターとしてそれぞれ使用できます。無線周波数（RF）と20GHz～42GHzの局部発振器周波数（LO）の範囲およびDC～5GHzの中間周波数（IF）帯域幅を扱うことができるHMC8192LGは、広い周波数範囲、優れたRF性能、部品点数が少なくプリント回路基板（PCB）上でのフットプリントが小さい簡潔な設計が要求されるアプリケーションに最適です。設計では、複数のナローバンド・ミキサーを1つのHMC8192LGで置き換えることができます。

HMC8192LGに固有のI/Qアーキテクチャは優れたイメージ除去性能を提供し、不要な側波帯に対する高コストなフィルタリングを必要としません。このミキサーは、LOとRFおよびLOとIFとのアイソレーションにも優れ、LOのリークによる影響を低減して信号の完全性を実現します。

パッシブ・ミキサーであるHMC8192LGは、DC電源を一切必要としません。HMC8192LGは、アクティブ・ミキサーに比べるとノイズ指数が小さいので、高性能アプリケーションと高精度アプリケーションで優れたダイナミック・レンジを発揮します。

HMC8192LGは、ガリウム・ヒ素（GaAs）金属半導体電界効果トランジスタ（MESFET）プロセスで製造され、アナログ・デバイセズのミキサー・セルと90°ハイブリッドを採用しています。HMC8192LGは、コンパクトな4.00mm × 4.00mmの25端子ランド・グリッド・アレイ・キャビティ（LGA_CAV）パッケージで用意され、−40°C～+85°Cの温度範囲で動作できます。アナログ・デバイセズのWebサイトでHMC8192LG、EV1HMC8192LGの評価用ボードを入手できます。

アプリケーション

• 試験装置および計測器
• レーダー、航空宇宙、および防衛アプリケーション
• 二地点間をつなぐマイクロ波基地局

ADF5356 は、外部ループ・フィルタおよび外部基準周波数と併せて使用することで、フラクショナル N またはインテジャー N 位相ロック・ループ（PLL）周波数シンセサイザを実装できるようになりました。広帯域マイクロ波 VCO の設計により、単一の無線周波数（RF）出力で 6.8 GHz ～ 13.6 GHz の周波数動作が可能です。別の周波数出力で一連の周波数分周器を使用すると、53.125 MHz ～ 6800 MHz の動作が可能です。

ADF5356 には基本出力周波数 3400 MHz ～ 6800 MHz の VCO が搭載されています。さらに、VCO 周波数を結合して 1、2、4、8、16、32、または 64 個の回路に割り振ることで、53.125 MHz という低さの RF 出力周波数を生成できるようになりました。アイソレーションを必要とするアプリケーションに対して、RF 出力段をミュートすることもできます。このミュート機能は、ピンおよびソフトウェアの両方で制御できます。

すべての内蔵レジスタは、シンプルな 3 線式インターフェースによって制御されます。ADF5356 は、3.15 V ～ 3.45 V のアナログ電源およびデジタル電源と、4.75 V ～ 5.25 V のチャージ・ポンプ電源および VCO 電源で動作します。ADF5356 には、ハードウェアおよびソフトウェア・パワーダウン・モードもあります。

アプリケーション

• ワイヤレス・インフラストラクチャ（LTE、W-CDMA、TD-SCDMA、WiMAX、GSM、PCS、DCS）
• ポイントtoポイントおよびポイントtoマルチポイントのマイクロ波リンク
• 衛星および超小型地球局（VSAT）
• 試験装置および計測器
• クロック生成

これらのデバイスは十分整合しており、DACと変調器の間および変調器とドライバ・アンプの間を直接インターフェースすることにより、3G、4G、LTEなど多くのRF通信アプリケーション向けのコンパクトなソリューションを提供します。

図1に示す回路は範囲が45dBの高精度40GHzマイクロ波パワー・メーターで、必要なコンポーネントは2つだけです。RF検出器は、アナログ直線化回路が後に続くショットキー・ダイオードを使用する革新的な検出セルを備えています。低消費電力の12ビット1MSPS A/Dコンバータ（ADC）は、シリアル・ペリフェラル・インターフェース（SPI）ポートにデジタル出力を送ります。

測定実行前に、測定対象となる特定のRF周波数で簡単な校正ルーチンが実行されます。その後、測定モードでシステムを動作させることができます。測定モードでは、CN-0366評価用ソフトウェアが、検出器の入力に加えられる校正済みのRF入力電力をdBm単位で表示します。

この回路の総消費電力は5V単電源使用時で9mW未満です。

図1に示すPLL回路は13GHzのフラクショナルNシンセサイザ、広帯域アクティブ・ループ・フィルタ、およびVCOを使用し、200MHzの周波数ジャンプに対して、5µs未満で5°以内に位相を安定化します。

この性能は帯域幅が2.4MHzのアクティブ・ループ・フィルタを使って実現します。この広帯域ループ・フィルタを実現できるのは、ADF4159の位相周波数検出器（PFD）の最大周波数が110MHzであり、オペアンプ AD8065のゲイン帯域幅積が145MHzと大きいからです。

アクティブ・フィルタに使用するオペアンプAD8065は24V電源電圧で動作することができるので、チューニング電圧が0V～18Vの大部分の広帯域VCOを制御することができます。

This circuit is a complete implementation of a low noise microwave fractional-N PLL using the ADF4156 as the core fractional-N PLL device. The ADF5001 external prescaler is used to extend the frequency range of the PLL up to 18 GHz. An ultralow noise OP184 op amp with appropriate biasing and filtering is used to drive a microwave VCO to implement a complete low noise PLL at 12 GHz with a measured integrated phase noise of 0.35 ps rms. This function is typically used to generate the local oscillator frequency (LO) for applications such as microwave point-to-point systems, test and measurement equipment, automotive radar, and military applications.

図1に示す回路ブロック図は、低位相ノイズの変換ループ・シンセサイザです（オフセット・ループとしても知られています）。

この回路は、ADF4002 を用いたフェーズ・ロック・ループ（PLL）の 100 MHz という低い基準周波数を 5.0 GHz ～ 5.4GHz という高い周波数範囲に変換します。この変換は局部発振器（LO）の周波数によって決定されます。

変換ループ・シンセサイザは、PLL だけを使用したシンセサイザと比べて、きわめて低い位相ノイズ特性（50 fs 未満）を備えています。低位相ノイズ特性を実現できるのは、電圧制御発振器（VCO）を制御する ADF4002 インテジャー N PLL が、非常に小さな N の値を使用しているためです。この例では、ADF4002 位相周波数検出器（PFD）が 100 MHz、N = 1 で動作し、PLL の N の値による制限を受けずに位相ノイズ性能を実現しています。

• あらゆるソフトウェア設計無線アプリケーションに適した汎用設計
• MIMO 無線
• 送信ビームフォーミングおよび受信到来角検出
• ポイント to ポイント通信システム
• フェムトセル／ピコセル／マイクロセル基地局

AD-FMCOMMS6-EBZ評価用ボードは、AD9652デュアル16ビットA/Dコンバータ、ADL5566広ダイナミック・レンジRF/IFデュアル差動アンプ、およびADL5380直交復調器に基づく400MHz～4.4GHzのレシーバーです。

これは、ダイレクト・コンバージョン（ホモダインやゼロIFとも）レシーバー・アーキテクチャに対するI/Q復調アプローチです。複数の周波数変換を行えるスーパーへテロダイン・レシーバーに対し、ダイレクト・コンバージョン無線は1つの周波数変換のみを行います。周波数変換が1つであることは、以下の理由で有利です。

• レシーバーの複雑さと必要なステージ数を低減し、性能を向上させると共に消費電力を抑える
• イメージ除去の問題と望まないミキシングを防止する

このトポロジーにより、差動信号環境のイメージ除去と迅速な実装が実現します。ACDへのフルスケール入力を維持するための増幅ステージがあります。局部発振器とADCクロックがボード上に実装され、同じリファレンス信号を共有して不鮮明さを防止します。フォーム・ファクタはVITA57に準拠し、すべてのDC電源がFMCコネクタを通してデータ・キャプチャ・ボードから配線されています。この評価用ボードは、「商用の」（COTS）コンポーネントを使用した防衛用および商用のレーダーを目的とした高性能レシーバー・シグナル・チェーンを実現しています。回路全体の帯域幅は220MHzで、パス・バンドの平坦性は+/_1.0dBです。145MHzのIFで測定したS/N比およびSFDRは、それぞれ64dBおよび75dBcです。