EVAL - AD5160DBZ评估板深度解析：从硬件到软件的全方位指南

在电子工程师的日常工作中，选择合适的评估板对于产品的研发和测试至关重要。今天，我们将深入探讨EVAL - AD5160DBZ评估板，它主要用于评估AD5160数字电位器。

文件下载：EVAL-AD5160DBZ.pdf

评估板特性与套件内容

特性

EVAL - AD5160DBZ评估板是一款功能全面的产品，它需与低压数字电位器母板（EVAL - MB - LV - SDZ）配合使用。其具备多个测试电路，可处理多种交流/直流输入信号，还能通过单独购买的系统演示平台（SDP - B或SDP - S）进行PC控制，并且有专门的PC软件用于操作。

套件内容

整个评估套件包含了EVAL - AD5160DBZ评估板、EVAL - MB - LV - SDZ母板，以及一张CD。CD中包含了可让用户控制评估板和测试设备功能的自安装软件，还有AD5160数据手册和EVAL - AD5160DBZ用户指南的电子版。

总体概述

我们先来了解下AD5160数字电位器，它是一款256位置、SPI/I2C可选的数字电位器，支持2.7V至5.5V的单电源操作，这使得它非常适合电池供电的应用以及对低温系数性能有较高要求的应用场景。它采用SPI兼容的数字接口来改变抽头设置，抽头与固定电阻任一端点之间的电阻会随着传输到RDAC锁存器的数字代码线性变化。

EVAL - AD5160DBZ子板和EVAL - MB - LV - SDZ母板可以在单电源模式下工作，并且能从USB获取内部电源。若要了解AD5160的完整规格，可查阅其数据手册，在使用评估板时，建议将数据手册与本用户指南结合起来参考。

评估板硬件解析

电源供应

EVAL - MB - LV - SDZ支持使用单电源，评估板可以从SDP端口供电，也能通过J1和J2连接器外部供电。各连接器的功能如下：	Connector No.	Label	Description	Voltage (Min)	Voltage (Max)
J1 - 1	VDD	Analog positive power supply, VDD	2.7 V	5.5 V
J1 - 2	AGND	Analog ground
J2 - 1	VLOGIC	Digital supply	VDD
J2 - 2	DGND	Digital ground

所有电源都使用10µF和0.1µF陶瓷电容去耦到地。同时，EVAL - MB - LV - SDZ和EVAL - AD5160DBZ板上有多种链路和开关选项，使用评估系统前必须进行设置，默认情况下，评估系统设置为通过SDP板由PC控制。部分链路功能如下：	Link No.	Power Supply	Options	Default Position
A5	VLOGIC	This link selects one of the following as the digital supply: 3.3 V (from the SDP board). VLOGIC EXT (external supply from the J2 connector).	3.3 V
A11	VDD	This link selects one of the following as the positive power supply: 5 V (from the SDP board). 3.3 V (from the SDP board). VDD (external supply from the J1 connector).	3.3 V
A12	GND	AGND	AGND

测试电路

评估板上集成了多个测试电路，用于评估AD5160的性能，下面为大家详细介绍。

• DAC（数字 - 模拟转换器）：RDAC可以作为DAC运行。输出电压由以下公式定义：(V{OUT }=left(V{A}-V{B}right) × frac{R D A C}{256}) ，其中RDAC是加载在RDAC寄存器中的代码，(V{A}) 是施加到A端的电压，(V{B}) 是施加到B端的电压。通过使用R34和R35外部电阻，可以降低电压参考值，此时需使用A1和B1测试点测量施加到A和B端的电压，并重新计算公式中的 (V{A}) 和 (V_{B}) 。不同链路设置对应不同的电压参考选项，如A1链路的P5: A1位置与母板A9的不同位置连接分别对应不同的连接方式。
• 交流信号衰减：RDAC可用于衰减外部通过ACINPUT连接器提供的交流信号。根据电压供应轨和交流信号的直流偏置电压，有不同的配置选项。信号衰减由公式 (Attenuation (dB)=20 × log left(frac{R{W B}+R{W}}{R{E N D - T O - E N D}}right)) 定义，其中RWB是W和B端子之间的电阻， (R{W}) 是抽头电阻， (R{END - TO - END}) 是端到端电阻值。
• 信号放大器：RDAC可作为反相或同相信号放大器，支持线性或准对数增益。不同的放大器类型、增益类型对应不同的链路设置和输入电压范围。例如，同相线性增益放大器的增益公式为 (G = 1+frac{R{W B}}{R 38}) ，其中 (R{WB}) 是W和B端子之间的电阻。

评估板软件操作

软件安装

EVAL - AD5160DBZ套件的CD中提供了评估板软件，该软件兼容Windows XP、Windows Vista和Windows 7（32位和64位版本）。安装步骤如下：

1. 启动Windows操作系统，插入CD。
2. 若安装软件未自动打开，运行CD中的setup.exe文件。
3. 安装完成后，按照“电源供应”部分的说明给评估板上电。
4. 将EVAL - AD5160DBZ和EVAL - MB - LV - SDZ连接到SDP板，再将SDP板连接到PC。
5. 当软件检测到评估板时，按照提示完成安装。

软件运行

运行程序时，点击“开始”>“所有程序”>“Analog Devices”>“AD5160”>“AD5160 Eval Board”。若启动软件时SDP板未连接到USB端口，会显示连接错误，此时将评估板连接到PC的USB端口，等待几秒后点击“重新扫描”，然后按照屏幕提示操作。

软件操作

软件主窗口分为“Visual Control（可视化控制）”和“Manual Control（手动控制）”两个选项卡。在“Visual Control”选项卡中，包含一个框图，可在“Data to write”框中输入十六进制格式的数据，点击“Write”将数据写入设备寄存器，窗口右侧的滑块控件可更改抽头设置。“Manual Control”选项卡允许手动切换每个串行数据字（D7到D0），从0到1或从1到0，然后点击“Write”，“Data Written”框会显示写入评估板的值。

评估板原理图与元件清单

文档中给出了评估板母板和子板的原理图、元件侧视图、元件布局图以及第二层PCB图等详细信息。同时，还列出了母板和子板的元件清单，包括每个元件的数量、参考编号、描述和供应商/零件编号等。例如，母板上的U1是一个双端口电平转换总线开关（ADG3247BCPZ），子板上的U1是一个256位置数字电位器（AD5160BRJZ10）。

注意事项

这款评估板是静电放电（ESD）敏感设备，即使产品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，因此要采取适当的ESD预防措施。使用评估板需遵守相关的法律条款和条件，包括使用许可范围、保密条款、额外限制、终止条款、责任限制、出口规定和适用法律等内容。

通过以上对EVAL - AD5160DBZ评估板的详细介绍，你是否对它有了更清晰的认识呢？在实际使用中，你觉得哪个测试电路会更常用呢？欢迎在评论区交流讨论。