USRP4120-通用软件无线电平台

news2025/3/5 1:11:20

1、产品描述

USRP4120平台是彬鸿科技公司推出的以XILINX XC7Z020 SOC处理器为核心，搭配ADI AD9361射频集成芯片，针对无线通信系统科研与教学实验场景的一款通用软件无线电平台。产品频率范围70MHz~6GHz，模拟带宽200KHz~56MHz，支持基于MATLAB&SIMULINK、VIVADO的通信系统设计与开发。它既可以作为通用的射频采集、存储、回放、收发一体化设备，与主机通过USB3.0或千兆网口进行交互，也可以作为独立的嵌入式软件无线电设备独立使用。

 2、系统框图

3、指标特性 

SOC主处理器：XC7Z020-2CLG484I

RFIC处理器：AD9361BBCZ

射频通路：2收2发

信号带宽：200KHz~56MHz

支持频段：70MHz~6GHz

发射频率误差：±1ppm

发射功率：

TX1功率 @6GHz @TX Gain 0dB : -0.3dBm

TX2功率 @6GHz @TX Gain 0dB : -0.2dBm

本振泄露：

TX1&TX2 @6GHz 衰减20dB : -50 dBm

RX1&RX2 @6GHz : -60dBFs

隔离度：

TX1&RX1 @6GHz @TX/RX Gain 0dB : -60dB

TX1&RX2 @6GHz@TX/RX Gain 0dB : -58dB

镜像抑制：

TX1&TX2 @6GHz : -45dB

RX1&RX2 @6GHz : -45dB

高速ADC：12bit，双通道，122.88MSPS

高速DAC：12bit，双通道，122.88MSPS

时钟稳定度：±0.1ppm

发射EVM：＜2%

数据接口：

1*USB3.0、1*TF卡、1*千兆网

1*USB-UART/JTAG、1*Audio

存储空间：

PS侧DDR 1GB、256Mb Flash、EEPROM 2Kb

同步接口：支持参考时钟输入

功耗：＜15W

供电：DC 5V或USB3.0供电

尺寸：140mm * 100mm * 40mm

工作温度：-40℃～60℃

工作湿度：2%～95%（25℃），无凝结

 4、整机功能指标

项目

功能描述

通道数量

2路接收，2路发送，支持多通道相位同步功能

工作模式

FDD/TDD模式

通信带宽

200kHz ~ 56MHz

本振配置频率范围

70M-6GHz

外参考

支持外部参考时钟输入

增益控制

支持AGC和MGC

RX增益控制范围：0dB ~ 71dB，步进1dB

TX衰减控制范围：0dB ~ -89.75dB，步进0.25dB

信号采集

支持1-2个任意通道数据采集上传，搭配bhSDR Studio软件

接收采样率

支持动态采样率配置

范围：208.33kHz ~ 61.44MHz，步进1Hz

回放采样率

支持动态采样率配置

范围：208.33kHz ~ 61.44MHz，步进1Hz

信号回放

支持1-2个任意通道数据回放，搭配bhSDR Studio软件

信号源

支持产生单音、多音、AM、FM、BPSK、QPSK、QAM等多种信号发送，需配合bhSDR VSG软件

频谱分析

支持简易频谱分析显示, 配合bhSDR Studio软件

数据存储

支持1-2通道数据采集并存储，搭配bhSDR Studio软件

通信仿真

支持Matlab通信仿真，具备单音、典型波形收发案例

数据通信

接口

千兆网

一路10/100/1000Mbps自适应以太网接口

USB

一路USB3.0接口

5、 功能特点

5.1、支持MATLAB&SIMULINK进行无线系统仿真

MATLAB是一种用于算法开发、数据分析、可视化和数值计算的程序设计环境。使用 MATLAB，可以较使用传统的编程语言（如 C、C++ 和 Fortran）更快地解决技术计算问题。Simulink是一个用于对动态系统进行多域建模和模型设计的平台。它提供了一个交互式图形环境，以及一个自定义模块库，并可针对特定应用加以扩展。它提供了一个交互式图形环境和一组可自定义的模块库，可用来设计、仿真、实现以及测试各种时变系统，包括通信、控制、信号处理、视频处理和图像处理。

MATLAB和Simulink可通过USB3.0接口，连接USRP4120软无平台产品，提供无线电回路设计和建模仿真环境，在该支持套件下（通信系统工具箱和USRP无线电），用MALLAB和Simulink可以设计和验证实际的SDR系统。

5.2、日常的低成本矢量信号源使用

USRP4120基于软件无线电技术提供了便携式的矢量信号源功能，可以产生单音信号，也可以产生的调制信号，包括：AM、FM、Pulse、Multi Tone、AWGN、数字调制（BPSK、QPSK、QAM16、QAM64）、OFDM等可编程调制方式。

 5.3、支持射频数据采集与回放  

在科研与验证中，往往需要将基带IQ数据上传或下载到通用射频终端。基于SDR Studio软件，除了实现对射频器件的配置、查看时频域波形，还可以对IQ数据按所配置的采样率，按文件进行存储或由上位机API接口调用获取，也可以对数据进行下发与回放等操作。

 

 5.4、支持ADI官方IIO SCOPE进行RFIC测试

 IIO SCOPE是ADI公司官方提供的一款跨平台GUI应用程序，可以用于多种ADI零中频架构芯片的测试。该应用程序支持绘制采集到的数据的时域、频谱、星座和互相关等图形，可以查看和配置射频器件的多个设置，包括频率、带宽、采样率及增益等。

6、bhSDR系列硬件选型表

产品系列

USRP4120

UCRP4320

USRP6330

USRP7440

板载处理器

ZC7020

ZU19EG

ZU15EG

XCZU47DR

射频收发器

AD9361

2*ADRV9009

2*ADRV9026

XCZU47DR

射频带宽

（Hz）

接收

200K~56M

200M

200M

2G

发射

200K~56M

450M

450M

6G

射频通路

接收

2

4

8

8

发射

2

4

8

8

主机接口

PCIe电缆

●

USB3.0

●

●(2)

●

1G以太网

●

●

●

●

10G SFP+

●(4)

●

40G QSFP

●

●(2)

100G QSFP

外设接口

GPIO

●(12)

●(12)

GPSBD

○

○

○

GPU

○

TF卡

●

●

●

TRIG IN

●

●

TRIG OUT

●

●

REFIN

●

●

REFOUT

●

HDMI

○

UART

●

●

●

●

 注：○ 表示选配

bhSDR系列产品不仅提供通用化的硬件平台，还提供系列软件产品：

      ● bhSDR Studio：用于软件无线电系统调测以及射频直采和回放、观测

      ● bhSDR VSG：矢量信号源生成软件，可替代大部分中低端信号源功能

      ● bhSDR Driver：提供开源的bhSDR通信与控制接口，用户可进行二次开发

      ● bhSDR Matlab：连接bhSDR系列硬件与Matlab软件进行直观实时仿真

      ● bhSDR Ai：提供了基于AI的信号处理框架与软件

同时，面向5G、6G、雷达、卫星通道、毫米波通信、高清图传等领域，bhSDR也提供完整的软件解决方案，以加速用户产品的快速成型。

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