Product

QX9361 宽带可编程射频收发器

一句话了解 QX9361

QX9361 是北京荃秀创芯科技有限公司推出的 2T2R 宽带可编程射频收发器,集成 12 位 DAC 和 ADC, 工作频率 70MHz 至 6.0GHz,可调谐通道带宽 200kHz 至 56MHz,支持 TDD 与 FDD, 采用 10mm×10mm、144 引脚 PBGA 封装。其引脚定义与 ADI AD9361 完全一致, 属于 100% Pin-to-Pin 国产替代方案:不改 PCB、不改驱动、上电即用。

  • 2T2R 集成 12 位 DAC/ADC
  • 70MHz – 6.0GHz
  • 200kHz – 56MHz 通道带宽
  • TDD / FDD
  • Pin-to-Pin 兼容 AD9361
  • 144 引脚 PBGA

产品概述与应用范围

QX9361 是一款面向数字相控阵、卫星通信、卫星导航、测控通信、数据链、通信电台、快速跳频等应用的高性能、高集成度双通道宽带可编程射频收发器。 该芯片集成 RF 前端、灵活的混合信号基带、ADC/DAC、频率合成器和可配置数字接口,具备宽频段、可变带宽和软件定义的特点, 可以大幅简化通信系统的设计流程,减小系统的体积、功耗和成本。芯片工作频率 70MHz~6GHz,可调谐通道带宽 200kHz 至 56MHz。

QX9361 产品功能框图:左侧为射频开关与 RX1/RX2 差分输入、TX1/TX2 差分输出,中部为 LNA、混频器、模拟基带滤波器、12 位 ADC/DAC 与 HB1/HB2/HB3 半带滤波器及 128 阶 FIR 滤波器,右侧为 CMOS/LVDS 数字接口、SPI、CTRL 与复位引脚,下方为 AUXDAC/AUXADC 与时钟 PLL 模块
图 1 QX9361 产品功能框图(来源:QX9361 产品使用手册 V1.2,图 4.1)。可见双接收/双发射通道、200kHz–56MHz 射频通道带宽、12 位 ADC/DAC、抽取/插值数字滤波链与 CMOS/LVDS 数字接口。
Key Features

关键特性

以下特性摘自 QX9361 产品使用手册 V1.2「1.1 特性」章节。

收发架构

  • 集成 12 位 DAC 和 ADC 的 2T2R 射频收发器
  • 频段70MHz – 6.0GHz
  • 双工方式TDD / FDD
  • 可调谐通道带宽200kHz – 56MHz
  • 双通道接收器6 路差分 / 12 路单端输入
  • 双发射器4 路差分输出
  • 多器件同步支持
  • 数字接口CMOS / LVDS

性能指标

  • 接收噪声系数 @800MHz2.5dB
  • 接收噪声系数 @2400MHz3dB
  • 接收增益控制手动 / 自动 AGC
  • 高线性度宽带发射器
  • TX EVM @800MHz≤ −40dB
  • TX 本底噪声≤ −157dBm/Hz
  • TX 监控器动态范围 ≥66dB,精度 1dB
  • 频率合成器集成小数 N 分频 PLL
  • 最大 LO 步长2.4Hz
Architecture

接收与发射通道架构

接收通道

两个独立的直接变频接收通道均具有很好的噪声系数和线性度。接收通道采用正交下变频架构,每个通道具有独立的自动增益控制(AGC)、直流失调校正(DCOC)、正交校正和数字滤波功能。

每通道具有两个高动态范围模数转换器(ADC):通过低噪声放大器(LNA)、混频器(MIXER)、模拟基带滤波器(AFilter)和 ADC 将正交的 I 路与 Q 路信号数字化,再经可配置抽取滤波器组和系数可变的 128 阶有限脉冲响应(FIR)滤波器,产生 12 位并行输出信号。

发射通道

发射通道采用直接变频架构,通过系数可变的 128 阶 FIR 滤波器、可配置插值滤波器、数模转换器(DAC)、AFilter、MIXER 和功率预放大器(PA),实现低噪声和良好的调制精度。

该设计带来很好的 TX EVM,典型值为 −40dB(800MHz),为外部功率放大器的选择留出设计裕量。发射(TX)功率检测模块可用作功率检测器,从而实现更高精度的 TX 功率测量。

频率合成器

片上集成的小数 N 分频锁相环(PLL),包含全片上集成的压控振荡器(VCO)和可编程环路滤波器(Loop Filter)模块,可为接收和发射通道提供本振。最大 LO 步长 2.4Hz。

芯片同时具有频分双工(FDD)所需要的良好通道隔离,支持多器件同步,便于构建多通道相控阵系统。

控制与接口

QX9361 内核可直接用 1.3V 稳压电源供电,芯片通过一个标准四线串行外设接口(SPI)和四个实时 I/O 控制引脚进行控制。

片上还提供辅助 ADC(AUXADC)与辅助 DAC(AUXDAC)模块:AUXDAC 为 10 位宽,输出电压范围 0.5V 至 VDD_GPO − 0.3V,电流驱动能力 10mA,可用于系统内的辅助监测与控制。

Package & Pinout

封装与引出端配置:与 AD9361 引脚一致

QX9361 采用 10mm×10mm、144 引脚 PBGA 封装。下图为其引出端配置顶视图,引脚矩阵与 AD9361 对应,是 Pin-to-Pin 兼容的直接依据。

QX9361 引出端配置顶视图:A 至 M 行、1 至 12 列的完整引脚矩阵,包含 RX1A_P/N、RX2A_P/N、TX1A_P/N、TX2A_P/N、VSSA、VDDA1P3_RX_RF、VDDA1P3_TX_LO、SPI_DI、SPI_CLK、SPI_ENB、P0_D0 至 P0_D11、DATA_CLK_P、FB_CLK_P、RX_FRAME_P、TX_FRAME_P、XTALP、XTALN 等引脚
图 2 QX9361 引出端配置(顶视图),对应产品使用手册 V1.2 表 3-2。完整引脚功能描述见手册「三、封装及引出端说明」。

替换时需注意:虽然引脚定义一致,但射频端口、数据端口与电源的去耦设计仍会影响最终性能。射频走线应保证阻抗匹配、射频走线不得使用过孔;P0、P1 数据端口与 DATA_CLK、FB_CLK、RX_FRAME、TX_FRAME 的传输路径应严格等长。详细要求见 应用注意事项

Compatibility

与 AD9361 的兼容边界(重要)

QX9361 宣称 100% Pin-to-Pin 兼容,但「硬件无需改板」与「寄存器配置完全等同」是两件事。以下是官方明确的边界条件。

可以直接沿用的部分

  • 封装与引脚:144 引脚 PBGA,10mm×10mm,引脚定义与 AD9361 一致,无需改板。
  • 驱动 API:工作环境温度为 −40℃~85℃ 时,可直接使用国外 AD9361 的 API 控制 QX9361。
  • 射频匹配:无需重新调整射频匹配网络即可上电运行。

需要额外处理的部分

  • 宽温域寄存器差异:工作环境温度为 −55℃~125℃ 时,建议将寄存器 0x2500x290 改为 0x30(AD9361 该值为 0x70),以获得更佳性能。
  • 寄存器级配置:如需直接配置寄存器,应联系原厂获取资料,在原厂技术人员支持下对照 API 进行差异修改并充分验证。
  • 风险提示:擅自采用进口器件 AD9361 的寄存器配置、第三方配置脚本或非正式受控版本,可能导致器件工作异常或损坏,原厂不承担责任。
FAQ

QX9361 常见问题

QX9361 支持哪些工作频段和通道带宽?

工作频率 70MHz 至 6.0GHz,可调谐通道带宽 200kHz 至 56MHz,支持 TDD 和 FDD 两种双工方式。该频段覆盖了主流通信、卫星通信与测控链路的常用波段。

QX9361 的接收通道和发射通道各有多少路?

QX9361 为 2T2R 架构:双通道接收器提供 6 路差分或 12 路单端输入,双发射器提供 4 路差分输出。接收通道采用正交下变频架构,每通道具备独立的 AGC、直流失调校正、正交校正与数字滤波。

QX9361 的接收灵敏度和噪声系数表现如何?

接收噪声系数为 2.5dB(800MHz 本振条件)、3dB(2400MHz 本振条件)。RX 同时支持手动增益控制与自动增益控制(AGC),各通道具备独立 RSSI 测量功能。

用 QX9361 替换 AD9361 需要改板或重写驱动吗?

不需要改板,也不需要重写驱动。QX9361 采用 10mm×10mm、144 引脚 PBGA 封装,引脚定义与 AD9361 一致,可直接贴装替换。工作温度在 −40℃~85℃ 区间时可直接沿用 AD9361 的 API;若工作温度扩展到 −55℃~125℃,需按官方建议调整 0x2500x290 两个寄存器。详见 应用注意事项

QX9361 的电源设计要求是什么?

内核直接用 1.3V 稳压电源供电(VDDx=1.3V),GPO 电源 VDD_GPO 为 3.3V。芯片内部集成两个 RF PLL 作为本振,建议采用低噪声 LDO 供电并充分去耦,因为电源噪声会直接影响相位噪声与频谱杂散。推荐使用低噪声线性稳压器(LDO)供电,并在尽可能靠近电源引脚处放置去耦电容。

QX9361 能否用于多通道相控阵系统?

可以。QX9361 支持多器件同步,并具备 FDD 所需的良好通道隔离,适合数字相控阵、雷达等多通道幅相控制场景。具体同步方案建议与原厂技术团队确认。

QX9361 与 AD9361 的实测差异在哪里可以查看?

荃秀创芯公开了覆盖 接收与发射 × 800MHz/2600MHz/5500MHz 三个频点共 55 项参数的实测对比表,含 8 项略差指标。详见 QX9361 对比 AD9361 实测数据,也可直接下载 测试参数对照表

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