2.7 GHz DDS 基 AgileRF™ 合成器 AD9956 评估板使用指南

在电子设计领域，频率合成器是一个关键组件，而 AD9956 作为一款高度复杂的 AgileRF 合成器，拥有众多用户可编程功能。今天，我们就来详细探讨一下 AD9956/PCB 评估板的硬件和软件使用。

文件下载：AD9956/PCBZ.pdf

一、系统要求

要使用评估板并运行软件，评估 PC 需要满足以下最低系统要求：	项目	要求
操作系统	Windows® 95 或更高版本
处理器	Pentium® I 或更优
内存	128 MB 或更高
端口	一个 USB 端口
时钟	能够产生至少 3 dBm 功率、最高至少 10 MHz 正弦波的信号发生器
电源	能够产生至少 3 个独立直流电压
测量	合适的测量设备，如频谱分析仪或高带宽示波器

大家可以思考一下，这些要求对于我们日常使用的电脑是否容易满足呢？

二、硬件设置

1. 供电

AD9956/PCB 评估板有三个电源连接器：TB1、J14 和 J17。TB1 为 DDS、相位检测器和 PC 接口逻辑供电；J14 为 VCO（如果安装）供电；J17 为 CML 输出驱动器供电。具体的连接和偏置电压如下表：	连接器	引脚号	标签	电压 (V)
TB1	1	VCC	3.3
TB1	2	DVDD	1.8
TB1	3	GND	0
TB1	4	DVDD_I/O	3.3
TB1	5	AVDD	1.8
J14		VCO + 5 V	5
J17		AVDD_CP	3.3

2. 时钟设置

AD9956 可以通过多种方式配置，将设备置于不同的环路中。要直接为 RF 分频器/DDS 提供时钟，需将外部时钟信号连接到 DUT RF IN SMA 连接器 J1，此输入连接到 AD9956 的 REFCLK/REFCLK 输入。在许多闭环应用中，VCO 提供此信号，此时应将外部信号应用于 DUT REF IN 连接器 J2，其连接到 AD9956 的 PLLREF/PLLREF 引脚，即 AD9956 相位频率检测器的参考输入。大家在实际操作中，要注意这两种输入的最大输入速度和输入灵敏度，具体可参考 AD9956 数据手册。

3. 通信方式

评估板提供两种接口标准：

• USB 2.0 接口
• 排针（U9、U12），可让设备受外部控制器（如 µP、FPGA 或 DSP）控制

通过以下跳线设置可启用不同的通信模式：	模式	设置
PC 控制，USB 端口	将 W4 设置为 PC，在 W15 上放置跳线
外部控制	将 W3 设置为并行，将 W4 设置为手动，并移除 W15（或保留作为分流器）

4. 主/从配置

为了让多个设备由一个公共控制器驱动，评估硬件和软件支持主/从配置。当一块板配置为主板时，它可以直接连接到 PC 的 USB 端口或并行端口；从板只能通过作为主板的另一块 AD9956 板与评估软件通信。要配置两块板为主/从关系，需用 26 线带状电缆将主板的主端口（U9）连接到从板的从端口（U12）。在主板上，将所有主/从跳线（W5 到 W13）设置为主；在从板上，将 W5 到 W12 设置为从。配置完成后，评估软件可以与两块板通信，因为每个对话框都有主板和从板的区域。

三、软件使用

1. 软件安装

要在 PC 上安装软件，可按以下步骤操作：

1. 将 AD9956/PCB 评估软件 CD-ROM 插入 CD-ROM 驱动器。
2. 使用 Windows 资源管理器导航到 CD-ROM 驱动器。
3. 根目录下的文件夹分别为 Datashts、DDS_Tut、Instruct、Layout、Schematic 和 Software。Datashts 文件夹包含 AD9956 的数据手册；DDS_Tut 包含 DDS 教程；Instruct 包含评估板软件和硬件说明（即本文档）；Layout 包含评估板的 PCB 布局文件；Software 包含评估软件的 setup.exe 文件和 install.pdf 文件。
4. 完整阅读 install.pdf 文件，然后按照其中的说明在 PC 上安装软件。

2. 软件运行

要启动评估软件，可按以下步骤操作：

1. 在以下文件夹中找到可执行文件 AD9956v.exe：c:Program FilesADIAD9956 Evaluation Software
2. 双击图标启动评估软件。加载过程中，AD9956 评估软件对话框中心会出现一个类似图 2 的状态窗口（黑色窗口显示绿色文本）。如果软件加载成功，文本保持绿色并显示“software up and running”消息；如果加载失败，文本变为红色并显示描述失败的消息。

软件启动时会自动加载三个对话框：Control、Profile 和 DUT Signals，也可以从 View 菜单加载其他对话框。还可以通过 View 菜单访问 Debug Window 直接对设备的寄存器进行编程。启动时，软件会搜索是否存在正常工作的 AD9956 评估板，如果检测到评估板，会出现绿色闪屏；如果未检测到工作部件，会显示红色错误消息。

3. 各对话框功能

（1）Control 对话框

用于启用和禁用单个设备功能、编程输入时钟速度以及切换各种其他选项。它包含以下几个部分：

• Clock：在 Ref Clock 框中输入外部参考时钟的工作频率（最大值为 2.7 GHz），在 Divider Ratio 框中选择 RF 预分频器的分频值（范围为 1 到 8），然后点击 LOAD。若要绕过 RF 分频器并将 REFCLK 输入直接传输到 DDS 核心，可选择 RF Divider RefClk Mux，但当 REFCLK 输入大于 400 MHz 时，不要选择此选项。
• Output Waveform：在 Output Waveform 框中选择用于角度 - 幅度转换的余弦（cosine(x)）或正弦（sine(x)）函数。
• Linear Sweep：用于启用 DDS 的线性扫描功能。选择 Enable 开启频率累加器；若不勾选 No Dwell 框，设备设置为普通线性扫描模式；同时选择 Enable 和 No Dwell 可将设备置于线性扫描无停留模式。选择 Load SRR @ I/O Update 时，每次向设备发送 I/O_UPDATE 信号时，扫描斜坡速率的当前倒计时将被清除。线性扫描参数（频率增量和斜坡速率）在 Linear Sweep 部分控制，扫描本身由 Profile 对话框底部的 Ramp Up 和 Ramp Down 按钮控制。
• Power Down：在 Power Down 部分，选择要关闭电源的电路块的复选框。
• Accumulator Control：控制相位和频率累加器的清除功能。选择 Auto Clear Frequency Accum. 或 Auto Clear Phase Accum. 可清除并释放相应的累加器；选择 Clear Frequency Accum. 或 Clear Phase Accum. 可清除并保持相应的累加器。
• Sync Multi DUTs：控制 AD9956 的多个同步功能。选择 Auto Sync 然后点击 LOAD 可开启 DDS 的自动同步例程；选择 Software Manual Sync 可将 SYNC - CLK 上升沿提前一个系统时钟周期；选择 Hardware Manual Sync 可在 SYNC_IN 引脚检测到每个上升沿时将同步时钟上升沿提前一个系统时钟周期；选择 High Speed Sync Enable 可开启高速同步算法，但系统时钟速率低于 250 MSPS 时不要选择此选项；选择 Sync CLK Out Disable 可关闭同步时钟输出。

（2）Profile 对话框

AD9956 的 DDS 部分有八个可编程频率和相位偏移配置文件。在 Profile 对话框中可以为这些配置文件写入值。要选择活动配置文件，点击对话框底部相应的 Active Profile 按钮（Profile 0 到 Profile 7），更改配置文件是即时选择，无需点击 LOAD。在线性扫描操作模式下，Profile 对话框底部会显示 Ramp Up 和 Ramp Down 按钮，点击相应按钮可将设备扫描到 Profile 1 中存储的值或扫描到 Profile 0 中存储的值。

（3）Clock Driver Control, Phase - Frequency Detector & Charge Pump 对话框

此对话框控制设备的相位检测器、电荷泵和 PECL 驱动器组件。它有两个部分：

• (CML) Clock Driver：片上时钟驱动器是电流模式逻辑（CML），在正确端接时符合 PECL 标准，可运行高达 650 MHz。选择 Clock Driver Power Down 复选框可关闭 CML 驱动器。使用 Input Select 部分指定馈送到 CML 驱动器输入的信号。通常通过将外部电阻从 DUT 引脚 DRV_RSET 连接到模拟地来编程 CML 驱动器的满量程输出电流，若要使用内部电流编程电阻，可选择 Use Internal Rset。使用 Adding Rise Surge Current 和 Adding Falling Surge Current 下拉菜单可更改 PECL 驱动器输出的转换速率。
• Phase - Frequency Detector/Charge Pump：控制 AD9956 的 PLL 组件和 CML（正确端接时符合 PECL 标准）时钟驱动器电路。前两个复选框可关闭相位检测器和电荷泵。选择 Charge Pump Full Powerdown 可关闭整个电荷泵；选择 Charge Pump Quick Powerdown 可关闭相位检测器逻辑，同时保持电荷泵电流流动。选择 Enable Crystal Oscillator 可开启相位检测器 REFERENCE 输入的振荡器功能。移动 Charge Pump Current 滑块可设置电荷泵参考电流的乘数。相位检测器 IF 预分频器 Divider N 和 Divider M 设置相位检测器输入的分频值。Pll Lock Detect Ctrl 部分控制 AD9956 的锁定检测功能。

（4）DUT Signals 对话框

此对话框控制主设备和从设备的复位、I/O 更新和 I/O 复位信号。点击相应的 Master 和 Slave 按钮之间的锁定图标可将两者锁定在一起。点击 Master 或 Slave Reset、I/O Update 或 I/O Reset 可指定向两个设备发出命令的单元。Enable Auto I/O Update 部分控制自动 I/O 更新功能，可选择 Master–Auto I/O Update、Slave–Auto I/O Update 或两者，每次点击 LOAD 时向设备发送 I/O 更新（默认开启）。

（5）DUT I/O 对话框

此对话框控制设备的 I/O 配置。点击 I/O Reset Master 或 I/O Reset Slave 可向相应的串行端口状态机发送 I/O 复位。选择 LSB First 可将数据格式更改为最低有效位优先（默认是最高有效位优先）。在 Serial I/O Mode 部分，从下拉列表中选择 2 Wire 或 3 Wire 可将设备指定为 2 线串行端口（串行数据线为 I/O）或 3 线串行端口（串行数据在 SDI/O 输入，在 SDO 回读）。

（6）Debug Window

Debug Window 可让我们直接写入任何内部寄存器并随后读取它们，还可以直接切换任何外部输入（如 PS0、PS1 或 PS2）的状态。

四、订购信息

型号	描述
AD9956/PCB	评估板
AD9956 - VCO/PCB	带 2.4 GHz VCO 和电荷泵滤波器的评估板

五、ESD 注意事项

AD9956 是静电放电（ESD）敏感设备，人体和测试设备上容易积累高达 4000 V 的静电电荷，且可能在无检测的情况下放电。尽管该产品具有专有的 ESD 保护电路，但遭受高能量静电放电的设备可能会永久损坏。因此，建议采取适当的 ESD 预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

通过以上对 AD9956/PCB 评估板的详细介绍，相信大家对其硬件和软件的使用有了更深入的了解。在实际应用中，大家可以根据具体需求进行灵活配置和操作。希望本文能对电子工程师们在使用 AD9956 评估板时有所帮助。大家在使用过程中遇到什么问题，欢迎在评论区交流讨论。