整数N PLL频率合成器评估板UG - 159使用指南

在电子设计领域，频率合成器是一个关键的组件，它在通信、雷达、测试测量等众多领域都有着广泛的应用。今天，我们就来详细了解一下用于整数N PLL频率合成器的评估板UG - 159。

文件下载：EV-ADF4106SD1Z.pdf

评估板概述

特性

这款评估板是一款通用的PLL评估板，集成了VCO（压控振荡器）、环路滤波器和TCXO（温度补偿晶体振荡器）。它包含ADF4106 6 GHz频率合成器IC，并且配备了相应的软件，允许用户通过PC对合成器的功能进行全面控制。

评估套件内容

• EV - ADF4106SD1Z板：核心评估板。
• CD：包含自安装软件，可让用户控制评估板并使用设备的所有功能；同时还包含ADF4106数据手册的电子版本和UG - 159用户指南的电子版本。

额外设备需求

• PC：运行Windows XP或更高版本。
• SDP - S板：系统演示平台，仅支持串行接口。
• T - 封装VCO。
• 频谱分析仪。
• 示波器（可选）。

所需文档和软件

• 文档：ADF4106数据手册。
• 软件：Analog Devices Int - N软件（版本7或更高）和ADIsimPLL。

评估板硬件

电源供应

评估板通过外部香蕉连接器供电，电压范围为6 V至12 V。电源电路为ADF4106提供3.0 V的(V{DD})，用户可以选择为ADF4106的(V{P})提供3.0 V或5 V。默认设置为(V{DD})为3.0 V，(V{P})为5 V。需要注意的是，(V_{DD})绝不能超过3.3 V，否则可能会损坏设备。此外，也可以使用外部电源直接驱动设备，此时需要按照图2所示插入SMA连接器。

输入信号

• 参考输入：必要的参考输入来自板载的10 MHz TCXO（来自Fox electronics），也可以使用外部发生器提供参考输入。为了实现ADF4106的规定性能，建议使用低噪声、高转换速率的参考源。外部参考源可以连接到J11连接器，也可以使用边缘安装连接器J5。如果使用外部参考选项，需要移除R16和R14的0 Ω链接。
• 数字SPI信号：通过SDP连接器J1提供。推荐使用SDP - S平台，SDP - B也可以使用，但需要移除SDP - B板上的电阻R57。使用SDP - B连接器时，可能会出现一些额外的低频杂散信号。

输出信号

评估板上包含了产生LO（本地振荡器）所需的所有组件。PLL由ADF4106合成器、无源环路滤波器和VCO组成。评估板配备了一个来自Z - Comm的5.8 GHz VCO。在电荷泵输出和VCO输入之间插入了一个60 kHz低通滤波器。VCO输出通过标准SMA连接器J2在RFOUT处可用，MUXOUT信号可以在测试点T8或SMA连接器J3处监测。

默认操作和跳线选择设置

评估板出厂时配备了TCXO、低通滤波器和VCO。如果需要不同的配置，用户需要移除提供的组件并插入合适的组件来完成PLL。表1列出了跳线的位置和功能：	Link	Position	Options	Description
LK1	A B	R1A RSET	Not used Normal operation
LK2	A	GND	Hardware power - down
LK3 ((V_{DD}))	B A	(V_{DD}) 5 V	Normal operation Not used
	B	3 V	Normal operation
LK4 ((V_{VCO}))	A B	5 V 3 V	VCO supply (5 V) VCO supply (3 V)
LK5 ((V_{P}))	A B	5 V 3 V	(V{P}) supply (5 V) (V{P}) supply (3 V)

系统演示平台（SDP）

SDP是一系列控制器板、插入板和子板，可用于对Analog Devices的组件和参考电路进行低成本的轻松评估。它是一个可重复使用的平台，单个控制器板可以在各种子板评估系统中重复使用。

控制器板

控制器板通过USB 2.0连接到PC，并在120针连接器上提供一系列通信接口。该连接器的引脚定义是严格的，所有SDP子板、组件评估板和Circuits from the Lab™参考电路板上都有这个120针连接器的插座。平台中有两种控制器板：基于Blackfin® ADSP - BF527的SDP - B和仅支持串行接口的SDP - S，SDP - S具有SDP - B的部分功能。

插入板

插入板用于在SDP 120针连接器和第二个连接器之间路由信号。当第二个连接器也是120针连接器时，插入板可用于监测120针连接器信号；或者，第二个连接器允许将SDP平台元素集成到第二个平台，例如BeMicro SDK。更多关于SDP的信息可以在www.analog.com/sdp上找到。

评估板设置步骤

软件安装

1. 安装SDP驱动：双击SDPDrivers.exe并按照相关安装说明进行操作。如果使用SDP - S平台，可参考UG - 291；如果使用SDP - B平台，可参考UG - 277。
2. 安装Analog Devices Int - N软件：双击ADI_Int - N_Setup.msi。根据不同的操作系统，安装步骤有所不同：
   • Windows XP：按照Windows XP软件安装指南部分的说明进行操作（见图3至图7）。
   • Windows Vista或Windows 7：按照Windows Vista和Windows 7软件安装指南部分的说明进行操作（见图8至图12）。注意，该软件需要Microsoft Windows Installer和Microsoft .NET Framework 3.5（或更高版本），安装程序会自动连接到互联网并下载Microsoft .NET Framework，也可以在运行ADI_Int - N_Setup.msi之前，从提供的CD中安装安装程序和.NET Framework。
3. 连接SDP板或USB适配器板：通过USB连接SDP板（黑色）或USB适配器板（绿色）。如果使用SDP板，驱动会自动安装，即可运行软件；如果在Windows XP上使用USB适配器板，需要按照Windows XP驱动安装指南部分的说明进行操作（见图13至图16）；在Windows Vista或Windows 7上，驱动会自动安装。

快速评估步骤

1. 安装系统开发平台（SDP）驱动。
2. 安装Int - N软件。
3. 将SDP - S主板连接到PC和EV - ADF4106SD1Z。
4. 按照硬件驱动安装程序进行操作。
5. 将电源连接到香蕉连接器（6 V至12 V）。
6. 运行Int - N软件。
7. 在软件前面板窗口的“Select Device and Connection”选项卡中选择SDP板和ADF4106设备。
8. 点击“Main Controls”选项卡，更新所有寄存器。
9. 将频谱分析仪连接到J2。
10. 测量结果。

评估板软件

软件安装和运行

控制软件随EV - ADF4106SD1Z评估板一起提供在CD上。安装软件的步骤可参考软件安装部分。要运行软件，点击桌面上或开始菜单中的ADI PLL Int - N文件。

软件操作

• 选择设备和连接：在“Select Device and Connection”选项卡中，选择设备和连接方法，然后点击“Connect”。确认窗口左下角显示“SDP板已连接”、“ADF4xxx USB适配器板已连接”或“Analog Devices RFG.L评估板已连接”，否则软件与评估板没有连接。连接时，状态标签大约需要5至10秒才能改变。
• 保存和加载设置：在“File”菜单下，可以将当前设置保存到文本文件，也可以从文本文件中加载设置。
• PLL设置：在“Main Controls”选项卡中，可以设置参考频率和参考频率分频器，默认参考频率为10 MHz。还可以在“RF Settings”部分控制输出频率，在“Registers”选项卡中手动输入要写入寄存器的值，在“Sweep and Hop”选项卡中让设备在一定频率范围内扫描或在两个设定频率之间跳跃。在窗口底部的“Latches/Registers”部分，显示了要写入每个寄存器的值。如果文本框背景为绿色，表示显示的值与设备上的实际值不同，点击“Write R Counter Latch”或“Write N Counter Latch”可将该值写入设备。

评估和测试

要评估和测试ADF4106的性能，可以按照以下步骤进行：

1. 安装SDP - S软件驱动。使用提供的USB电缆将评估板连接到PC，并按照出现的硬件驱动安装程序进行操作。
2. 将SDP - S连接器连接到EV - ADF4106SD1Z。
3. 将频谱分析仪连接到连接器J2。
4. 运行Int - N软件。
5. 在软件前面板窗口的“Select Device and Connection”选项卡中选择SDP板和ADF4106设备。
6. 在软件窗口中，设置VCO中心频率（图19使用5800 MHz VCO），将PFD频率设置为1000 kHz，并将参考频率编程为等于提供给连接器J11（或TCXO）的频率。建议的设置如图20所示。
7. 测量输出频谱，图19显示了5800 MHz的输出。

评估板原理图和版图

文档中提供了评估板的原理图（图21、图22、图23）和各层版图（图24至图27），这些资料对于深入了解评估板的电路设计和布局非常有帮助。

订购信息和物料清单

文档中列出了评估板的物料清单（表2），包括各种电容、电阻、连接器、芯片等组件的详细信息，如型号、制造商等。

相关链接

提供了ADF4106和ADP3300的产品页面链接，方便用户获取更多产品信息。

注意事项

ESD注意事项

该评估板是ESD（静电放电）敏感设备，带电设备和电路板可能会在无检测的情况下放电。尽管产品具有专利或专有保护电路，但遭受高能量ESD的设备仍可能损坏。因此，应采取适当的ESD预防措施，以避免性能下降或功能丧失。

法律条款和条件

使用评估板即表示同意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、出售、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ADI所有，用户在停止使用或协议终止时，应及时将评估板归还ADI。同时，用户不得对评估板上的芯片进行拆卸、反编译或逆向工程，对评估板的任何修改都必须符合适用法律。

总之，UG - 159评估板为工程师提供了一个方便的平台来评估ADF4106频率合成器的性能。通过详细了解评估板的硬件、软件和使用方法，工程师可以更好地进行频率合成器的设计和测试工作。大家在使用过程中遇到问题，欢迎一起交流探讨。