探索 EV - ADF5901SD2Z 评估板：24 GHz VCO 与 PGA 的实践之旅

在电子工程师的日常工作中，对各类高性能芯片和模块的评估与测试是不可或缺的环节。今天，我们就来深入了解一下 EV - ADF5901SD2Z 评估板，它主要用于评估 ADF5901 24 GHz 压控振荡器（VCO）和可编程增益放大器（PGA）以及 2 通道功率放大器（PA）输出的性能。

文件下载：EV-ADF5901SD2Z.pdf

评估板特性与套件内容

评估板特性

EV - ADF5901SD2Z 评估板集成了 ADF5901 24 GHz VCO 和 PGA 以及 2 通道 PA 输出，同时还包含 ADF4159 13 GHz 分数 N 频率合成器。并且，配套的软件支持通过 PC 对 ADF5901 和 ADF4159 的功能进行控制，为工程师提供了便捷的操作体验。

评估套件内容

评估套件包含 EV - ADF5901SD2Z 评估板，不过还需要额外的设备来完成评估工作。

额外设备需求

• PC：运行 Windows® XP 或更高版本的操作系统。
• EVAL - SDP - CS1Z 系统演示平台串口（SDP - S）板：用于对 ADF5901 设备进行软件编程，但该板不包含在套件中，需要单独购买。
• 频谱分析仪：用于分析信号频谱。
• 示波器（可选）：可用于观察信号波形。
• 5 V 电源：为评估板供电。

所需文档和软件

• 文档：需要参考 ADF5901 数据手册，它包含了 ADF5901 的完整规格信息，在使用评估板时应与本用户指南结合参考。
• 软件：需要安装 Analog Devices ADF5901 软件，该软件用于控制评估板和相关芯片的功能。

评估板硬件概述

硬件构成

EV - ADF5901SD2Z 评估板上有 ADF5901、ADF4159 芯片，还有用于本地振荡器（LO）输出和两个收发器（Tx）输出的三个高频 K 型 SMA 连接器，以及用于 AUX 和 AUX (overline{ AUX }) 输出的两个高频 SMA 连接器，同时配备了用于电源的香蕉连接器和用于串口接口的连接器。

电源供应

评估板通过 5 V 外部电源供电，电源连接方式需按照评估板快速启动步骤中的说明进行操作。

输入信号

• 参考信号：由 100 MHz 温度控制晶体振荡器（TCXO）提供必要的参考信号，也可根据需要使用外部 REFIN 信号。
• VTUNE 控制：可以从 ADF4159 控制 VTUNE，也可以通过移除 R20 并关闭 ADF4159 的电源，通过 J7 外部控制 VTUNE。

输出信号

ADF5901 的 Tx 和 LO 输出包含直流偏置电压，可在 J8（TXOUT1）、J9（TXOUT2）和 J4（LOOUT）输出 SMA 接口获取。

默认操作

EV - ADF5901SD2Z 上包含了操作 ADF5901 所需的所有必要组件，在默认情况下即可进行相关操作。

评估板快速启动步骤

1. 连接电源：将 5 V 电源连接到香蕉连接器 P3，将 GND 连接到香蕉连接器 P2。
2. 安装软件：按照屏幕上的说明安装 ADF5901 软件。
3. 连接控制器板：将 EVAL - SDP - CS1Z 控制器板连接到 PC 和 EV - ADF5901SD2Z 评估板。
4. 安装硬件驱动：按照屏幕上的说明安装硬件驱动。
5. 运行软件：运行 ADF5901 软件。
6. 选择设备和连接方式：在软件前面板窗口的“Select Device and Connection”选项卡中选择 ADF5901、ADF4159 和 SDP 板（黑色）。
7. 确认连接状态：确保前面板上显示“SDP 板已连接”的消息。
8. 连接信号源分析仪：将交流耦合信号源分析仪连接到 TX2 输出 SMA 接口 J9。
9. 写入寄存器：点击“ADF5901 Controls”选项卡，然后点击“Write All Registers”。
10. 初始化 ADF5901：点击“ADF5901 Controls”选项卡，然后点击“Initialize ADF5901”。
11. 测量结果：在 TXOUT2（J9）处测量输出信号。

控制软件使用说明

软件安装

控制软件随 EV - ADF5901SD2Z 评估板附带在 CD 上，安装时按照屏幕上的说明进行操作。

软件运行步骤

1. 选择文件：在桌面或开始菜单中选择 ADF5901 和 ADF4159 文件。
2. 选择设备和连接方式：在“Select Device and Connection”选项卡中选择设备和连接方式，然后点击“Connect”。
3. 确认连接状态：确认窗口左下角显示“Analog Devices Eval Board connected”，否则软件与评估板未连接。需要注意的是，连接 EV - ADF5901SD2Z 时，状态标签大约需要 5 到 10 秒才能改变。

控制 ADF5901 设置

在软件前面板窗口中选择“ADF5901 Controls”选项卡，可以对 ADF5901 的设置进行控制。例如，在“RF Settings”部分设置校准频率，在 VCO Frequency 文本框中输入所需的输出频率（单位为 MHz）。还可以使用寄存器部分选择 ADF5901 的通用选项，包括校准控制和寄存器回读。在设备初次上电时，点击“Initialize ADF5901”以执行 ADF5901 数据手册中描述的初始化序列。

控制 ADF4159 设置

选择“ADF4159 Controls”选项卡来控制 ADF4159 的设置。在“Main Controls”选项卡中设置 RF 输出频率为 ADF5901 VCO 输出的一半，并将参考频率设置为与应用的参考信号相同。根据参考频率、R 计数器、参考倍频器和参考二分频器计算 PFD 频率，并确保 PFD Frequency 框中的值与环路滤波器设计中指定的值匹配。在“PLL Settings”部分，将电荷泵设置编程为环路滤波器设计的值，当使用反相有源环路滤波器配置时，将相位检测器极性编程为负（本评估板使用的是无源环路滤波器）。使用“Muxout”下拉框选择连接到 MUXOUT 引脚输出的信号，点击每个寄存器值下方的按钮将该值写入设备。

配置 ADF4159 斜坡功能

选择“Ramps and Shift Keying”选项卡来配置 ADF4159 的斜坡功能。在“Ramp mode”下拉框中选择斜坡类型，并在 CLK1 框和 Up Ramp 框中设置各种斜坡参数。例如，对于 ADF5901 Tx 输出的 200 MHz 连续三角斜坡，PLL 应编程为 100 MHz 斜坡，因为 EV - ADF5901SD2Z 使用 ADF5901 辅助输出，输出信号为 12 GHz。设置完软件中的每个参数后，必须将其写入设备。

评估与测试

评估测试步骤

1. 按照屏幕上的说明安装 ADF5901 评估软件。
2. 将 EVAL - SDP - CS1Z 控制器板连接到 EV - ADF5901SD2Z 评估板。
3. 将直流阻断的 J9（TXOUT2）连接到频谱分析仪。
4. 点击 ADF5901 图标运行 ADF5901 软件。
5. 在软件前面板窗口的“Select Device and Connection”选项卡中选择 USB 板和 ADF5901 设备。
6. 在“ADF4159 Main Controls”选项卡中点击“Write All Registers”为 ADF4159 上电。
7. 在“ADF5901 Controls”选项卡中点击“Initialize ADF5901”为 ADF5901 上电并进行校准。
8. 在 J9 SMA 接口处测量 TXOUT2 输出信号。

评估板原理图与布局

文档中提供了 EV - ADF5901SD2Z 的原理图（图 7 - 图 14）和评估板布局图（图 15 和图 16），这些资料对于深入了解评估板的电路结构和设计非常有帮助。

物料清单

物料清单详细列出了评估板上使用的各种组件，包括电容、电阻、芯片、连接器等的数量、参考设计编号、部件描述、制造商和部件编号等信息，为工程师进行硬件设计和维护提供了重要参考。

相关链接

文档中还提供了一些相关产品的链接，如 ADF5901、ADF4159 和 ADP7104 的产品页面，方便工程师进一步了解这些产品的详细信息。

静电放电（ESD）注意事项

该评估板是静电放电（ESD）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，但受到高能量 ESD 作用的设备仍可能受损。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。

法律条款与条件

使用该评估板即表示同意相关的条款和条件，除非已购买评估板，否则应遵循 Analog Devices 标准销售条款和条件。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，用户需对其保密，不得向任何其他方披露或转让。用户不得拆解、反编译或逆向工程评估板上的芯片，如有损坏、修改或更改需通知 Analog Devices，且修改必须符合适用法律。Analog Devices 可随时终止协议，用户需归还评估板。评估板按“原样”提供，Analog Devices 不提供任何形式的保证或陈述，其总责任限于 100 美元。用户不得直接或间接将评估板出口到其他国家，并需遵守美国联邦出口法律和法规。协议受马萨诸塞州实体法管辖，相关法律诉讼将在马萨诸塞州萨福克县的州或联邦法院审理。

通过以上对 EV - ADF5901SD2Z 评估板的详细介绍，相信工程师们对其有了更全面的了解。在实际应用中，大家可以根据这些信息进行评估和测试，充分发挥评估板的性能。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。