ADRF6821-EVALZ评估板：高性能宽带解调器评估利器

在电子工程师的日常工作中，对于高性能芯片的评估和测试是至关重要的环节。今天我们要介绍的ADRF6821-EVALZ评估板，就是专门用于评估ADRF6821这款高性能宽带解调器的工具。

文件下载：ADRF6821-EVALZ.pdf

评估板概述

ADRF6821-EVALZ是一款功能齐全的评估板，旨在评估ADRF6821在450 MHz至2800 MHz频率范围内的性能。它采用单5.6 V电源供电，配备了ACE软件用于控制，为工程师提供了便捷的评估环境。

评估套件内容

评估套件主要包含ADRF6821-EVALZ评估板，这是整个评估系统的核心。

所需设备

为了顺利进行评估，还需要以下设备：

• SDP - S控制器板：用于对ADRF6821进行编程控制。
• 模拟信号源：提供测试所需的信号。
• 5.6 V电源（需具备1 A供电能力）：为评估板提供稳定的电源。
• 运行Windows® XP或Windows系统的PC：作为控制和数据分析的平台。
• USB 2.0端口：推荐使用，用于连接评估板和PC。
• 频谱分析仪：用于分析信号的频谱特性。

所需软件

Analysis Control Evaluation（ACE）软件是控制评估板和进行数据分析的关键工具。

所需文档

ADRF6821数据手册提供了芯片的详细信息，在使用评估板时需要参考。

评估板硬件

电源供应

评估板需要一个单5.6 V的电源，其电源设计采用了低压差直流稳压器，将5.6 V电源调节为3.3 V，为主要集成电路（IC）供电。这种设计能够保证电源的稳定性，为芯片的正常工作提供保障。

RF输入

ADRF6821支持两个单端、50 Ω端接的RF输入，工作频率范围为450 MHz至2800 MHz，且输入必须交流耦合。通过串行外设接口（SPI）端口或通用输入/输出（GPIO）引脚RF_SEL0和RF_SEL1，可以使用高隔离2:1射频（RF）开关选择其中一个RF输入。这为工程师在不同的测试场景下提供了灵活的选择。

LO生成

ADRF6821提供了两种生成差分本地振荡器（LO）输入信号的方式：

• 外部方式：通过高频、低相位噪声的LO信号输入。在使用外部LO源时，使用评估板上的EX_LO_NEG和EX_LO_POS连接器差分驱动LO输入，输入范围为900 MHz至5600 MHz。需要注意的是，除非使用交流耦合巴伦生成差分LO，否则输入必须交流耦合，且差分LO信号的输入阻抗为100 Ω。
• 内部方式：通过片上分数N合成器和片上压控振荡器（VCO）生成。对于使用片上分数N合成器的内部LO配置，需要向参考输入施加低相位噪声参考信号。锁相环（PLL）参考输入可以支持较宽的频率范围，通过分频或倍频模块可以将参考频率调整到所需的相位频率检测器（PFD）频率值，集成合成器能够实现900 MHz至5600 MHz的连续LO覆盖。评估板上的PLL滤波器组件带宽为20 kHz。

I和Q输出

ADRF6821的I和Q输出引脚的差分阻抗为20 Ω，在每个差分线上使用外部25 Ω串联电阻可以优化其性能。加上25 Ω串联电阻后，I和Q的输出阻抗显示为70 Ω差分，为了获得最佳性能，70 Ω差分输出阻抗需要与100 Ω差分负载端接，以实现良好的输出阻抗匹配和线性性能。

对于具有50 Ω输入阻抗的测量仪器，评估板采用了1:1变压器（TC1 - 1 - 13MX+）和电阻匹配网络。TC1 - 1 - 13MX+是一个宽带（4.5 MHz至3000 MHz）的1:1变压器，具有平坦的通带响应，能够将单端50 Ω电阻转换为50 Ω差分电阻，电阻匹配网络则将50 Ω差分阻抗转换为100 Ω差分。不过，电阻匹配网络会引入约7.5 dB的损耗，工程师在测量时需要考虑这一因素。

评估板默认配置为单端输出，对于单端I输出，可以使用IF_I_OUT_POS连接器和板载巴伦；对于单端Q输出，可以使用IF_Q_OUT_NEG连接器和板载巴伦。

串行端口接口（SPI）

ADRF6821的SPI由SCLK、SDIO、SDO和(overline{CS})及CS引脚组成，通过外部SDP - S控制器板和ACE软件进行控制。

评估板软件及快速启动步骤

软件要求和安装

ACE软件是评估板控制的核心，安装步骤如下：

1. 从Analog Devices网站下载ACE安装可执行文件ACEInstall_Version.exe。
2. 运行ACEInstall_Version.exe开始安装过程，默认安装路径为C:Program Files (x86)Analog DevicesACE。为了方便使用，可以在桌面上创建ACE软件的快捷图标，找到默认路径下的ACE.exe并双击运行，也可以从开始菜单中找到Analog Devices文件夹，在ACE文件夹下运行ACE软件。

ADRF6821图形用户界面（GUI）快速启动

连接SDP - S控制器板和PC，为ADRF6821 - EVALZ上电。初始时，5.6 V电源电流约为40 mA，评估板完全配置后，电源电流约为650 mA。以下是使用ACE软件的步骤：

1. 双击C:Program Files (x86)Analog DevicesACE目录下的ACE快捷方式。
2. 软件主窗口打开后，会自动检测到ADRF6821 - EVALZ，双击ADRF6821 Board图标，进入ADRF6821 Board选项卡。
3. 从ADRF6821 Board选项卡中，双击ADRF6821图标，打开ADRF6821选项卡，在这里可以对ADRF6821进行任意配置。
4. 设置2×LO Freq字段为所需LO频率的两倍。
5. 使用Ch Spacing字段调整PLL/VCO步长的通道间距。
6. 在GUI的REF In字段下输入参考频率和R分频器值，确保PFD频率在数据手册规定的范围内。
7. 点击PLL Adjust按钮锁定PLL和VCO，检查板载LED（DS1）或ADRF6821上的LOCK_DETECT寄存器，确保PLL/VCO已锁定。
8. 点击LO Out Level旋转框上方的三角形缓冲图标，打开LO缓冲到正交分频器。
9. 点击Set Enables复选框，打开所有RF、IF和分频器路径。
10. 点击RF Sel w/ SPI复选框，选择所需的RF输入（RF Input 0或RF Input 1）。
11. 检查I或Q输出连接器处的信号电平，注意I和Q输出原理图中的电阻匹配网络会引入7.5 dB的损耗。

ADRF6821 GUI组件

ACE软件的GUI包含多个组件，能够全面控制ADRF6821的各个元素：

• ADRF6821 Board选项卡：包含Reset Board按钮（对设备进行软复位）、Poll Device按钮（在ADRF6821 GUI中未使用）和Auto Apply按钮（自动应用对GUI所做的更改，无需每次更改后都点击Apply Changes）。
• ADRF6821选项卡：显示配置设备所需的主要控件，包括四个用户可控制的元素：
  • PLL Adjust按钮：点击后会执行一系列预定义的寄存器写入操作，启动自动校准以锁定PLL/VCO。
  • 输入字段：允许手动输入所需的值，输入后按Enter键写入和输入值。对于PLL/VCO相关的控制和字段，点击PLL Adjust按钮应用更改以启动锁定过程；对于其他控制，点击Apply Changes按钮。
  • 旋转框、复选框和下拉菜单：允许用户选择预定义的值，这些元素不会自动启动寄存器写入操作，用户需要点击PLL Adjust按钮进行PLL/VCO相关的寄存器写入，点击Apply Changes按钮进行其他控制。
  • 可控制图形：用户可以通过点击相关的可控制图形来启用或禁用某些组件，但这些图形不会自动启动寄存器写入操作，需要点击Apply Changes按钮或PLL Adjust按钮来执行相关的寄存器写入。当可控制图形显示为灰色时，组件被禁用；显示为蓝色时，组件被启用；有些组件显示为淡蓝色，表示该图形对象不可通过点击进行控制。
• ADRF6821 Memory Map选项卡：通过ADRF6821选项卡中的Proceed to Memory Map按钮可以进入该选项卡，用于对寄存器映射进行位控制。在该选项卡中，可以使用+和 - 按钮进行寄存器的读写操作，在GUI中所做的所有更改会同时应用到ADRF6821 Memory Map选项卡，反之亦然。

检查USB连接

如果在配置设备时遇到错误，可以在System选项卡下检查评估板的USB连接情况。在SDP - S Controller窗格中有一个USB按钮，当按钮为绿色时，表示USB已连接。点击USB按钮可以显示SDP - S控制器板和评估板之间的连接选项菜单，确保在System选项卡中选择了ADRF6821 Board选项，ADRF6821 Board (Local Only)选项无法提供连接。此外，还可以在ACE软件的状态栏（位于GUI左下角）检查USB连接状态，状态应始终显示为Good。

ACE软件插件更新

Analog Devices会定期更新ACE软件和设备插件，以确保用户获得最佳的使用体验。如果在运行ACE软件时提示有新版本，应及时进行更新。

评估板原理图和版图

文档中还提供了评估板的各种原理图，包括环路滤波器、I/Q输出、Q输出、LO输出、外部LO输入、PLL滤波器、PLL/VCO电源电路、RF/IF电源电路、SPI GPIO隔离器等，以及评估板的顶部和底部丝印图。这些原理图和版图为工程师深入了解评估板的内部结构和电路设计提供了详细的信息。

订购信息和物料清单

文档中列出了评估板的物料清单，包括各种电容、电阻、电感、芯片、连接器等元件的参考编号、描述、制造商和零件编号。这对于工程师在进行维修、替换或进一步开发时非常有帮助。

注意事项

ADRF6821是静电放电（ESD）敏感设备，尽管产品具有专利或专有保护电路，但高能量ESD仍可能对设备造成损坏。因此，在操作过程中应采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

此外，使用评估板时需要遵守相关的法律条款和条件。评估板仅用于评估目的，用户不得将其出租、租赁、展示、销售、转让、分配、再许可或分发，也不得允许任何第三方访问。评估板的所有权归Analog Devices所有，用户在停止使用或协议终止时，应及时将评估板归还。

总之，ADRF6821 - EVALZ评估板为工程师提供了一个全面、便捷的平台，用于评估ADRF6821芯片的性能。通过合理使用评估板和相关软件，工程师可以深入了解芯片的特性，为产品的开发和优化提供有力的支持。你在使用类似评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。