آموزش SDR - بخش چهارم:______ معرفي آي سي هاي فرستنده و گيرنده همه منظوره AD9361 و AD9371 ,

✅ معرفی فرستنده - گیرنده SDR همه منظوره AD9361
🔴تکنولوژي سخت افزارهاي مخابراتي روز به روز بسمت فشرده سازي حرکت مي کند. دليل اين امر نيز نياز بشر به ابزارهاي مخابراتي کوچک و چابک (مانند گوشي موبايل) مي باشد. به تازگي آي سي هاي RF مجتمع در دنياي مخابرات محبوبيت زيادي يافته اند. اين آي سي ها مستقيما به آنتن وصل مي شوند و سيگنال دريافتي را فيلتر، تقويت،انتخاب باند، انتقال فرکانس و حتي نمونه برداري مي نمايند. سپس اين سيگنال در حاليکه کاملا آماده براي پردازش است، به بخش پردازش سيگنال ديجيتال (که معمولا يک FPGA است) انتقال داده مي شود. شرکت انالوگ ديوايس از جمله شرکتهاي پيشتاز در اين عرصه بوده است و توانسته است با ساخت آي سي هايي مانند AD9361 و Ad9371 گام مهمي در زمينه حذف مدارت RF در دنياي مخابرات بردارد. در ادامه به شرح اين تکنولوژي پرداخته خواهد شد.
🔴شرکت آنالوگ دیوایس مدتی است که آی سی معروف فرستنده، گیرنده مخابراتی خود را با نام AD9361 به بازار معرفی کرده است. این آی سی، یک فرستنده - گیرنده قدرتمند همه منظوره با تکنولوژی رادیو نرم افزار (Software Defined Radio) است. این آی سی از یک طرف به آنتن وصل شده و از طرف دیگر مستقیما به FPGA وصل می‌شود. بنابراین این آی سی در بخش گیرندگی خود تمامی المانهای لازم RF مانند LNA، میکسر، سینتی سایزر، فیلتر و ... را دارد. تمامی آین المانها بشکل نرم افزاری قابل برنامه ریزی است. مثلا می­توان پهنای باند فیلترهای RF را بشکل نرم­افزاری تغییر داد. همچنین گین تقویت کننده­های RF، فرکانس سینتی­سایزر (شامل مرجع دقیق، VCO، ساختار PLL و ...) و ... همگی بشکل نرم­افزاری قابل برنامه ریزی هستند. این آی سی در بخش گیرندگی دارای یک ADC قدرتمند است. همچنین پس از ADC نیز یک DDC قابل برنامه ریزی وجود دارد که شامل فیلتر FIR، Half band filter و همچنین ماژول decimator است که وظیفه down sample نمودن را بعهده دارد. تمامی پارامترهای گفته شده در بخش DDC نیز بشکل نرم افزاری قابل برنامه ریزی است.


🔴در حقیقت، این آی سی نمونه کاملی از یک SDR حرفه­ای است که می­تواند از فرکانس 70MHz الی 6GHz را پوشش دهد. پهنای باند این سیستم می­تواند بین 200KHz تا 56MHz تنظیم شود. در بخش فرستندگی نیز مشابه گیرنده، تمامی المانهای لازم برای تبدیل سیگنال دیجیتال ساخته شده در FPGA به سیگنال RF قابل ارسال روی آنتن وجود دارد. در حقیقت، در بخش فرستندگی تنها ماژولی که باید به این سیستم اضافه شود، Power Amp. می­ باشد. شرکت ANALOG DEVICES از آین آی سی در ساختار Rapid prototype خود استفاده می­کند(توضیح ساختار Rapid prototyping خارج از حوصله این متن است و خواننده محترم می­تواند به مراجع علمی مربوطه مراجعه نماید). این آی سی مجهز به دو مد کنترل گین دستی (MGC) و کنترل گین اتوماتیک (AGC) است. این کنترل گین هم در بخش آنالوگ و هم در بخش دیجیتال آی سی صورت می­ پذیرد. ضمن اینکه AGC می­تواند در دو مد Fast و Slow برنامه ریزی شود. همچنین سیستم کنترل گین در تمام بخش های آنالوگ و دیجیتال آی سی مجهز به مد جلوگیری از اشباع است. همچنین پریود اندازه­گیری توان سیگنال (RSSI ) و تغییرات گین نیز بشکل نرم­افزاری قابل برنامه ریزی است.

🔴بطور خلاصه می‌توان ای آی سی را یک فرستنده گیرنده جامع و کامل برای کاربردهای مخابراتی و راداری زیر باند 6GHZ معرفی کرد. لازم بذکر است که نسل بعدی این آی سی AD9371 نام دارد که مدتی است به بازار ارائه شده است و دارای پهنای باند بیشتری نسبت به نسل قبلی خود است. اين آي سي داراي دو کانال فرستنده و دو کانال گيرنده مي باشد. در بخش فرستندگي داراي پهناي باند 250MHz و در بخش گيرندگي داراي پهناي باند 100MHz مي باشد. رنج فرکانسي اين آي سي از 300MHz الي 6GHz است. اين آي سي يکي از گزينه هاي اصلي پياده سازي تکنولوژي نسل پنجم موبايل (5G) مي باشد. لازم بذکر است که پورت ارتباطي اين آي سي با FPGA از نوع JESD204B مي باشد. لازم بذکر است که معماري داخلي بخش RF اين آي سي نيز مانند AD9361 از نوع Direct Conversion مي باشد.
در حال حاضر شرکت ANALOG DEVICES مشغول کار روي نسل هاي بهبود يافته اين تکنولوژي است تا بتواند آنرا براي نيازهايي مانند نسل پنجم موبايل (5G)، اينترنت اشياء (IOT) و کاربردهاي جديد که نيازمند رنج فرکانسي و پهناي باند متنوع هستند، بهينه سازي نمايد.