運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

前言

ADI 公司繼AD9361之后又發(fā)布了AD9371射頻集成芯片，從該集成芯片的器件手冊上我們可以看到，AD9371的功能和射頻性能上都比AD9361好，且接收最大帶寬可達100MHz，發(fā)射帶寬最大可達250MHz，增加了監(jiān)測通道和偵測通道。該芯片的性能和功能上優(yōu)勢可以應(yīng)用到MIMO通信、信號監(jiān)測、頻譜分析、數(shù)據(jù)采集等眾多領(lǐng)域。但是改芯片實際應(yīng)用性能究竟如何？如何將該芯片的優(yōu)勢好好的使用起來？今天我就以其中一個實際應(yīng)用——多通道寬帶同步采集系統(tǒng)為大家展示如何將射頻集成芯片AD9371應(yīng)用起來。

一、摘要

本文為大家介紹了一種由寬帶射頻子卡FMC205和數(shù)字基帶板卡USDR_U3構(gòu)成的多通道寬帶同步采集系統(tǒng)方案。FMC205是定為公司采用射頻集成芯片AD9371研發(fā)的一款寬帶射頻前端FMC子卡，每個FMC205擁有兩個發(fā)射通道和兩個接收通道。USDR_U3是以6U CPCI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的基帶板卡，該板卡上擁有兩塊K7 325T FPGA和三個FMC插槽可供用戶使用。

本方案使用兩塊FMC205和兩塊USDR_U3構(gòu)成了一個4通道的同步信號采集系統(tǒng)。每個FMC205插在一個U3板卡FMC插槽上構(gòu)成一個兩通道寬帶射頻采集卡，再將兩塊U3插入到一個CPCI機箱內(nèi)，并通過U3的另一個FMC插槽提供同步時鐘和觸發(fā)信號，這樣兩個兩通道的信號采集卡就構(gòu)成了一個4通道的同步采集系統(tǒng)。最后通過電腦端的數(shù)據(jù)采集控制軟件和分析軟件就可以將數(shù)據(jù)采集并上傳到PC端進行觀察和分析。

通過本文所述系統(tǒng)方案，用戶可以快速實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)的搭建。從而加速無線信號采集、頻譜監(jiān)測、分布式定位及測向等領(lǐng)域的開發(fā)速度。

二、需求背景

多通道寬帶同步采集系統(tǒng)在通信行業(yè)有著很重要的地位，不僅瞬時帶寬寬，而且要求多個通道同時采樣時通道間時延小。這樣的多通道寬帶同步采集系統(tǒng)可以應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集、頻譜監(jiān)測、側(cè)向、定位等多個領(lǐng)域當(dāng)中。

三、原理及框圖

該多通道寬帶同步采集系統(tǒng)使用2片AD9371作為4路射頻前端采集，使用兩片XILINX Kintex-7 325T作為數(shù)據(jù)處理中心。通過AD9371采集到的4路信號，經(jīng)過Kintex-7處理后緩存在DDR3中，然后通過網(wǎng)口將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端。

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

四、系統(tǒng)實現(xiàn)

1. 硬件實現(xiàn)

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

該系統(tǒng)有2塊接收前端FMC205板卡，2塊數(shù)字信號處理U3板卡，以及1臺適配該系統(tǒng)的采集分析顯示軟件的PC。

首先利用2塊FMC205接收前端構(gòu)成4路接收采集通道，采集300MHz~6GHz的頻段內(nèi)的有用信號，通過U3數(shù)字信號處理板卡將采集下來的信號整理后發(fā)送到PC端，在PC端通過對原始數(shù)字信號進行時域以及頻域的分析顯示，此系統(tǒng)中PC具有雙網(wǎng)口功能通過2根網(wǎng)線與2塊U3連接，通過發(fā)送同步采樣命令使得2塊搭載FMC205的U3進行同步采樣。

2. 軟件實現(xiàn)

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

a) 數(shù)據(jù)采集軟件

下圖為該系統(tǒng)的信號采集軟件，通過此軟件可以將FMC205接收前端的模擬信號以數(shù)字的方式采集下來存放到指定路徑。

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

a) 信號處理顯示軟件

下圖為該系統(tǒng)的信號處理顯示軟件，通過此軟件可以將信號采集軟件生成的BIN文件進行分析顯示時域和頻域波形。

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

a) FMC205配置軟件

下圖為FMC205的配置軟件，通過此軟甲可以對FMC205的射頻參數(shù)進行配置。

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

五、系統(tǒng)實測及評估

測試平臺搭建

該系統(tǒng)平臺搭建按照下圖所示，準(zhǔn)備好一個標(biāo)準(zhǔn)CPCI機箱，2塊搭載FMC205的U3處理平臺，還需要在U3上插上DDR3內(nèi)存條，將2根網(wǎng)線分別連接到U3與PC端，然后在FMC205接收通道連接上4根射頻線到信號源上，在PC端準(zhǔn)備好所需的FMC205配置軟件、信號采集軟件、信號處理顯示軟件。

測試步驟

* 開機CPCI機箱電源
* 加載系統(tǒng)配置的FPGA代碼
* 等待FMC205狀態(tài)指示，通過FMC205配置軟件配置射頻參數(shù)
* 通過信號采集軟件采集所需要的信號
* 通過信號處理顯示軟件顯示采集到的信號
* 觀察采集下的信號

測試分析

通過實測該系統(tǒng)很好的完成了4路接收通道同步采集信號，具有100MHz的接收帶寬以及300MHz~6GHz接收頻段。

系統(tǒng)指標(biāo)

運用AD9371實現(xiàn)多通道寬帶同步采集系統(tǒng)

六、總結(jié)

通過對該系統(tǒng)采集的4路信號進行分析得出，很好的達到同步采集的要求。通過使用基于AD9371設(shè)計的FMC205板卡作為采集前端可以將300MHz至6GHz頻段的信號采集下來，而且在不需要連接外部接收放大器的情況下就可以接收-100dBm左右的小信號，極大的減少了硬件搭建的調(diào)試時間。在該系統(tǒng)中的U3數(shù)字板卡以及FMC205射頻板卡都是基于可重構(gòu)的思想設(shè)計，可以快速的堆疊搭建6通道8通道或者更多的通道采集。在后續(xù)的功能擴展上可以將發(fā)射通道利用起來搭建一個多通道的任意射頻信號發(fā)生器，以及利用4路收發(fā)通道構(gòu)建4*4MIMO。

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2022-11-09 07:28:24

請教關(guān)于ad9371使用問題

正在調(diào)試ADRV9371-W開發(fā)板，使用開發(fā)板提供的SD卡內(nèi)的文件，加載FPGA和ARM程序，能夠采集到數(shù)據(jù)，發(fā)射端口也有輸出，我想自己進行9371的開發(fā)，從github上下載了AD9371開發(fā)板

2018-07-31 10:26:02

請教關(guān)于ad9371和ad9361幾個常識問題

買了ad9371，還要再買license嗎，還有ad9371的接口是FMC LPC還是 HPC的識別無人機，無人機一般通過跳頻通信，帶寬達到100MHz，ad9361的帶寬是56MHz，，如果用兩個9361接收無人機信號，一個50M，用fpga處理，然后在頻譜上分析，是否存在無人機，這個方案可行嗎，

2018-08-02 06:01:15

請問AD9371/AD9364如何配置？

我想問一下，AD9371/AD9364有上千個寄存器，是如何配置的？想使用ZC702作為母板，但是是裸跑的，不帶操作系統(tǒng)，我看之前網(wǎng)上有說官網(wǎng)上有配置軟件，可以引導(dǎo)，但是沒有找到。

2018-08-09 08:37:14

請問AD9371一共有幾個本振？

請問，我目前在使用AD9371，目前希望多路射頻并行采樣，從AD9371的TES來看，RX1和RX2似乎有不同的數(shù)據(jù)處理通路，請問RX1和RX2是用的不同的本振還是同一個本振?。?b class="flag-6" style="color: red">AD9371最多支持幾路射頻同時采樣呢？

2023-12-04 06:55:41

請問AD9371中ADC位數(shù)是多少位？

ADI工程師您好：想咨詢一下AD9371中RX1和RX2接收ADC是多少位的啊手冊里邊沒有明確說明順便問下ADC的SNR是多少？？？？感謝感謝。

2018-08-02 08:07:00

請問AD9371初始化TX_QEC_Init項過不去，其他項可以通過是什么情況？

AD9371初始化TX_QEC_Init項過不去，其他項可以通過，尋求幫組，謝謝，大神們?。?！

2018-07-30 09:58:48

請問AD9371是否有AD\DA回環(huán)測試模式？

現(xiàn)在正在調(diào)試AD9371的數(shù)據(jù)接口，AD\DA都同步上了，但是不清楚其數(shù)據(jù)格式，是否有回環(huán)測試模式可以進行調(diào)試？

2018-08-14 06:50:11

請問AD9371有cadence或者AD，PADS格式的嗎？

AD9371有cadence或者AD，PADS格式的嗎？想要設(shè)計新的原理圖，不知道上哪去找，pdf格式?jīng)]法更改再應(yīng)用啊。

2018-08-07 07:22:32

請問AD9361或AD9371怎么在多通道條件下實現(xiàn)射頻本振同步？

請問多通道（大于等于16）應(yīng)用情況下AD9361或AD9371如何能實現(xiàn)射頻本振同步？如果只共本振，器件溫度會對本振相位有多大影響？謝謝！

2019-02-18 15:24:36

請問IIO軟件識別不了AD9371是什么原因？

我最近通過代理商購買了AD9371評估板，在測試的時候發(fā)現(xiàn)工作一段時間后IIO軟件識別不了AD9371，請問是什么原因？請問能否聯(lián)系更換或其他處理方式？

2018-08-17 07:47:57

請問在112MHz信道帶寬1024/2096QAM 的點對點微波應(yīng)用中選AD9371還是AD9993

請問在112MHz 信道帶寬 1024/2096QAM 的點對點微波應(yīng)用中，對于DAC,ADC的選擇是選集成收發(fā)器AD9371比較好還是選AD9993之類的純DAC,ADC搭配IQ上下變頻器比較好？謝謝解答。

2018-08-22 10:22:57

請問怎樣去設(shè)計一種多通道實時溫度采集系統(tǒng)？

本文介紹一種基于SOPC技術(shù)的多通道實時溫度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)好滿足了對溫度采集實時性和同步性有較高要求的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2021-05-12 06:43:35

請問有下載的完整的關(guān)于ad9371的mykonos壓縮包嗎

有人有下載的完整的關(guān)于ad9371的mykonos壓縮包，包含比較完整的.c，.h文件，能跟官方的user_guide上面寫的比較一致的，我在官網(wǎng)下的都不完整，缺失了好多文件，哪位大俠有的話給一個，謝謝啦，若AD技術(shù)人員看到話，能幫忙給一個完整版萬分感謝

2018-08-17 06:53:22

調(diào)試AD9371的過程中IQ幅度不平衡是什么原因造成的？

我們在調(diào)試AD9371的過程中，發(fā)現(xiàn)同一片AD9371的兩個接收通道中，有一個通道(這個通道是固定的)隨機出現(xiàn)IQ幅度不平衡的情況，如下圖1所示。另外一個通道缺沒有這種情況。我們使用的是外部本振。請問這是什么原因造成的？謝謝！

2024-01-11 08:21:53

高功率微波測量系統(tǒng)——實現(xiàn)Pico示波器多臺多通道同步采樣

示波器實現(xiàn)多臺示波器多通道“同步”采樣進行說明。1. 高功率微波測量系統(tǒng)組成1) 控制終端：在控制終端PC上安裝高功率微波測量系統(tǒng)的控制軟件，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集終端的控制功能，數(shù)據(jù)采集終端采集數(shù)據(jù)的顯示、保存

2019-07-01 16:58:07

基于FPGA的多通道信號采集系統(tǒng)設(shè)計

fpga采集系統(tǒng)信號采集多通道行業(yè)芯事經(jīng)驗分享

逆光看發(fā)布于 2022-07-15 10:15:31

基于FPGA的多通道同步數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)

設(shè)計一種基于FPGA的多通道同步數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)，分為多通道同步數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。系統(tǒng)設(shè)計采用多通道數(shù)據(jù)的同步實時采集以及壞塊檢測技術(shù)。多通道同步數(shù)據(jù)采集

2010-12-27 15:31:33

基于集成式零中頻(ZIF)、RF至比特、IC (AD9371)的多載波廣域LTE接收機的性能分析和測試結(jié)果

LTE接收機的性能分析和測試結(jié)果。圖1和圖2顯示了用于討論的一般假定架構(gòu)。圖2詳細顯示了基于AD9371的通用無線接收機的結(jié)構(gòu)框圖。主要器件有雙工器、模擬前端（AFE）、RF表面聲波（SAW）濾波器和 AD9371集成無線電IC。圖3顯示了用于測試系統(tǒng)性能的實驗室設(shè)置。

2017-09-12 17:16:28

AD9371集成式寬帶RF收發(fā)器

AD9371集成式寬帶RF收發(fā)器

2017-11-23 10:29:05

AD9371 寬帶高度集成式RF收發(fā)器

RadioVerse AD9371：寬帶高度集成式RF收發(fā)器AD9371是RadioVerse收發(fā)器系列的最新收發(fā)器產(chǎn)品。這款高性能寬帶收發(fā)器結(jié)合RadioVerse設(shè)計環(huán)境，極大簡化了無線電的復(fù)雜程度，加快了SWAP和部署時間。

2018-06-05 13:45:00

4951

AD9371 帶觀測路徑功能的集成式雙通道RF收發(fā)器

電子發(fā)燒友網(wǎng)為你提供ADI(ti)AD9371相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)、數(shù)據(jù)手冊，更有AD9371的引腳圖、接線圖、封裝手冊、中文資料、英文資料，AD9371真值表，AD9371管腳等資料，希望可以幫助到廣大的電子工程師們。

2019-02-22 15:32:34