AFE722x评估模块（AFE722xEVM）使用指南

在电子设计领域，评估模块是验证和测试芯片性能的重要工具。今天我们来深入了解一下AFE722x评估模块（AFE722xEVM），看看它如何助力工程师进行系统测试和开发。

文件下载：AFE7225EVM.pdf

一、AFE722xEVM简介

AFE722xEVM具有高度的灵活性，能够在更接近实际系统的环境中进行测试。它的电源系统可以通过LDO或DC/DC转换器从6V电源生成各个独立的电源轨。时钟架构方面，既支持外部时钟输入，也能利用低抖动PLL和VCXO生成时钟。在发射端，既可以直接连接DAC输出，也能通过板载IQ调制器进行上变频。在数字方面，它能与TSW1400和TSW1405采集卡无缝连接，方便在PC上直接评估接收到的数据。TSW1400和TSW1406模式生成卡可为AFE722x的双DAC提供数据，板载的CDCE72010则为TSW1400和TSW1406生成同步操作所需的时钟。AFE722x和CDCE72010都可以通过USB连接，方便地通过SPI进行编程。

二、软件安装

软件安装步骤如下：

1. 打开名为AFE722x_Installer_vxpx（xpx代表最新版本）的文件夹。
2. 运行Setup.exe。
3. 按照屏幕上的指示操作。
4. 安装完成后，在“开始”菜单中找到“Texas Instruments ADCs”，点击AFE722x_GUI_vxpx程序启动。
5. 首次插入USB电缆时，会弹出安装USB串口转换器和USB串口驱动的提示。按照屏幕指示安装驱动，如果需要，也可以直接在安装目录中访问驱动。

三、AFE722x.ini文件

AFE722xEVM软件包为TSW140x提供了新的ini文件，包括AFE722x_ADC.ini（适用于TSW1400/TSW1405）和AFE722x_DAC.ini（适用于TSW1400/TSW1406）。安装TSW140x GUI（高速数据转换器专业版）后，这些文件会自动放置在特定目录中。例如，在Windows 7操作系统中，TSW1400的ini文件位于以下路径：

• C:Program Files (x86)Texas InstrumentsHigh Speed Data Converter Pro1400 DetailsADC files
• C:Program Files (x86)Texas InstrumentsHigh Speed Data Converter Pro1400 DetailsDAC files

四、AFE722x EVM软件 - SPI控制

AFE722x EVM软件通过USB与PC连接，通过SPI寄存器写入来控制EVM上的AFE722x和CDCE72010。需要注意的是，给EVM通电后，需要进行USB复位以建立与PC的正确连接，否则右下角会闪烁警告标志，表示USB通信失败。此外，该软件还提供了将所有寄存器保存到文件或从文件加载寄存器的选项。

五、初始EVM设置和基本测试程序

5.1 快速启动步骤

要让AFE722x EVM快速运行起来，可以按照以下步骤操作：

• 连接两个信号发生器到EVM的时钟和数据输入，最好使用带通滤波器，并锁定10MHz参考以保证相干性。时钟输入应连接到CDC AUX IN输入进行辅助时钟设置，时钟发生器的幅度应设置为~10 - 13 dBm。
• 将TSW1400或TSW1405（RX）采集卡插入AFE722x EVM，并通过USB连接到PC。
• 将TSW1400或TSW1406（TX）模式生成卡插入AFE722x EVM，并通过以太网电缆连接到PC。
• 连接所有合适的电源，AFE722x EVM上的蓝色LED（D2）亮起表示电源状态良好。
• 在AFE722x EVM软件中进行USB复位后，闪烁的USB警告标志应消失，表示USB通信成功。

5.2 CDCE72010配置

初始EVM设置使得AFE722x可以在任何所需的采样率下运行。由于TSW1400需要AFE时钟频率的3/4的外部时钟，因此应用于CDC AUX IN连接器的外部时钟需要是AFE采样率的3倍（例如，对于122.88-MHz的操作，应为368.64 MHz）。将预配置的寄存器文件（AUX IN - div3 AFE div4 TSW.txt）加载到CDCE72010中，它会设置分频器，将输入时钟的1/3副本路由到AFE722x时钟输入，1/4副本路由到TSW1400。

5.3 RX路径使用TSW1400

首先需要将AFE722x数字接口配置为与TSW1400期望的串行LVDS接口匹配。在AFE722x编程软件的“General Setup”选项卡中设置以下控制寄存器：	Register Bit	Setting
Interface	Serial LVDS
Master Override	Enabled
Format	Offset Binary
Serial LVDS	2 Wire
Data Orientation	MSB First
SDR Mode	Disabled
Wordwise Output	Disabled
Bitwise RX	Disabled
Halfrx in 2wire	Disabled

同时，在USB复位后要监控USB通信警告标志，以确保与AFE722x EVM的正确通信。在TSW1400软件中，选择AFE722x作为ADC，然后输入采样率和ADC输入频率，TSW1400软件将计算相干频率。进行捕获时，应得到[Fs =122.88 Msps]和[Fin =9.98625 MHz]。

5.4 TX路径使用TSW1400

将AFE722x数字接口配置为与TSW1400的串行LVDS接口匹配。在AFE722x编程软件的“General Setup”选项卡中设置以下控制寄存器：	Register Bit	Setting
Interface	Serial LVDS
Master Override	Enabled
Serial LVDS	2 Wire
Data Orientation	MSB first
Format	2s Complement
Clock Delay	Enabled
Clock Delay	300 ps
Frame Clock Delay	Disabled
Frame Clock Delay	0 ps

由于TSW1400输出的数据是边缘对齐的，而AFE722x期望串行LVDS数据是边缘居中的，因此可以使用AFE722x内部的可编程时钟延迟将边缘对齐的时钟延迟到更接近数据中心。以下是不同DAC采样率下合适的时钟延迟：	DAC Sampling Rate	Suitable Clock Delay
130 Msps	0 ps to 900 ps
122.88 Msps	0 ps to 900 ps
100 Msps	0 ps to 1.2 ns
80 Msps	0 ps to 1.8 ns
65 Msps	0 ps to 2.1 ns
40 Msps	0 ps to 2.1 ns

对于TX，需要使用高速数据转换器专业版正确配置TSW1400的输出数据以进行6倍序列化：

1. 从www.ti.com/tool/tsw1400evm安装最新的高速数据转换器专业版GUI安装程序。
2. 打开高速数据转换器专业版GUI。
3. 输入到DAC的数据速率。
4. 输入音调带宽、数量和音调中心频率。
5. 确保TSW1400和AFE722x之间的数据格式匹配。
6. 选择“Create Tones”。
7. 按下“Send”按钮。DAC输出在频谱分析仪上应显示类似图8的结果。

六、电源选项

AFE722x EVM设计为使用外部6V墙式电源供电。LDO为TRF3703 IQ调制器以及低噪声LDO生成5V电源轨，低噪声LDO则为AFE722x和CDCE72010生成3.3V和1.8V电源轨。也可以使用DC/DC转换器直接从6V输入生成3.3V和1.8V电源轨，以实现最大电源效率。EVM还提供了通过引脚头禁用未使用电路的选项，这些引脚头也可用于精确的功率测量，可直接连接外部电源。三个引脚头方便在使用DC/DC转换器或低噪声LDO为AFE722x和CDCE72010供电之间进行切换。

七、时钟配置

AFE722x EVM为AFE722x及其支持电路提供了3种不同的时钟选项。使用DAC与TSW1400时挑战较大，因为TSW1400期望的输入时钟是DAC输入数据速率的1/8，而AFE722x设计用于串行LVDS接口，DAC数据速率是实际AFE722x时钟频率的6倍，所以TSW1400的时钟需要是AFE722x时钟频率的3/4。AFE722x上的CDCE72010时钟缓冲器用于为TSW1400提供时钟，可以在时钟输出上添加额外的分频器，以便为可选的2倍或4倍插值适当地分频时钟。

7.1 非VCXO选项（默认）

这是默认配置，无需使用VCXO即可使AFE722x和TSW1400在任意采样率下同步运行。此设置适用于在没有现成VCXO的时钟频率下测试AFE722x。

7.2 系统级

在这种系统配置中，EVM需要一个频率为所需时钟频率6倍的VCXO，也可以使用不同频率的VCXO并相应调整内部CDCE72010分频器。可以使用CDCE72010将外部参考锁定到VCXO以保证相干性。在这种配置中，CDCE72010将VCXO的1/6副本提供给AFE722x时钟输入，1/8副本提供给TSW1400。此外，AFE722x EVM在CDCE72010和AFE722x之间提供了一个表面贴装带通滤波器的占位符，以限制时钟相位噪声。

7.3 仅RX

在仅测试ADC以实现最大性能时，EVM提供了将外部时钟直接连接到AFE的选项，绕过CDCE72010。需要修改R74、R76和R112的默认配置。AFE的DAC仍可运行，但由于没有向TSW1400提供反馈时钟，因此无法使用TSW1400进行数据生成。结合外部带通滤波器，此选项可提供尽可能低的抖动。

7.4 RX和TX独立时钟

AFE722x支持以不同的采样率运行双ADC和双DAC。通过更改一些电阻，可以配置AFE722x EVM上的时钟电路以支持此功能。但在这种情况下，CDCE72010被绕过，没有时钟路由回TSW1400，因此需要提供额外的时钟，并将CDCE72010配置为具有适当的输出分频器，以匹配AFE722x DAC时钟速率和TSW1400的数据速率。

7.5 DAC上的插值

AFE722x提供了DAC输出数据的2倍和4倍插值功能。为了在DAC上使用插值，需要相应地分频到TSW1400的时钟。例如，DAC进行2倍插值时，来自TSW1400的数据需要以1/2的速率到达。

7.6 ADC上的抽取

在AFE722x的接收通道上，可以使用片上FIR半带滤波器将输出抽取2倍。这对AFE722x的时钟要求没有影响，只是将输出数据速率降低2倍，需要相应调整TSW1400采集卡或其他数据采集工具上的设置（采样和输入频率）。

八、RX设置

AFE722x的RX部分在EVM软件的两个单独选项卡中进行控制。在“General Setup”选项卡中，有用于数字接口的控制寄存器，如CMOS或串行LVDS输出。为了使用TSW1400捕获接收到的数据，需要设置以下寄存器：	Register Bit	Setting
Interface Master Override	Serial LVDS Enabled
Format	Offset Binary
Serial LVDS	2 Wire
Data Orientation	MSB First
DSR Mode	Disabled
Wordwise Output	Disabled
Bitwise RX	Disabled
Halfrx in 2wire	Disabled

此选项卡还控制将数字接口设置为测试模式的寄存器，也可以加载自定义模式。此外，RX抽取设置以及TX RX回环模式也在此处控制。另一个部分位于“Receive Control”选项卡中，包括对混合级、功率计和数字RX部分的功率选项的寄存器访问，还可以在此选项卡中配置辅助ADC寄存器。

九、TX设置

对于发射输出，AFE722x EVM提供了将DAC直接路由到SMA连接器的选项，以及将双DAC连接到IQ调制器（TRF3703）进行直接上变频的选项。使用IQ调制器时，EVM上有一个单独的SMA连接器用于LO输入，并且在DAC和IQ调制器之间有一个低通滤波器用于图像抑制，默认截止频率为125 MHz。当使用TSW1400作为AFE722x的模式生成器时，首先需要将数字接口配置为与TSW1400的串行LVDS接口匹配。在AFE722x编程软件的“General Setup”选项卡中设置以下控制寄存器：	Register Bit	Setting
Interface	Serial LVDS
Master Override	Enabled
Serial LVDS	2 Wire
Data Orientation	MSB First
Format	2s Complement
Clock Delay	Enabled
Clock Delay	300 ps
Frame Clock Delay	Disabled
Frame Clock Delay	0 ps

由于TSW1400输出的数据是边缘对齐的，而AFE722x期望串行LVDS数据是边缘居中的，因此可以使用可编程时钟延迟将边缘对齐的时钟延迟到更接近数据中心。不同DAC采样率下合适的时钟延迟与前面TX路径使用TSW1400部分相同。另一个部分位于“Transmit Control”选项卡中，包括对混合级、FIFO、回环和数字TX部分的功率选项的寄存器访问，还可以在此选项卡中配置辅助DAC寄存器。

十、注意事项

10.1 FCC干扰声明

此设备已通过测试，符合FCC规则第15部分中B类数字设备的限制。但如果未按照说明安装和使用，可能会对无线电通信造成有害干扰。如果出现干扰，可以尝试重新定向或重新定位接收天线、增加设备与接收器之间的距离、将设备连接到与接收器不同的电路插座，或咨询经销商或经验丰富的无线电/电视技术人员。

10.2 加拿大合规声明

对于标注为IC - INDUSTRY CANADA Compliant的EVM，此A类或B类数字设备符合加拿大ICES - 003标准。未经负责合规的一方明确批准的更改或修改可能会使使用者失去操作设备的权限。

10.3 日本使用注意事项

此开发套件未获得日本无线电法技术法规的认证。在日本使用此产品时，需要在屏蔽室或其他符合规定的测试设施中使用，或者获得实验电台许可证，或者获得技术法规合规认证。同时，转让产品时需要向受让人提供相同的通知，否则可能会受到日本无线电法的处罚。

10.4 EVM警告、限制和免责声明

此EVM仅用于实验室/开发环境中的可行性评估，除非另有说明，它不是成品电气设备，不适合消费者使用。使用者需要对联邦、州和地方法规要求负责，确保产品的安全性和合规性，采取合理的安全措施，妥善处理和回收EVM的电子元件和包装材料。如果要在安全关键或生命关键应用中评估组件，需要专门通知TI并签订单独的保证和赔偿协议。

AFE722x评估模块为电子工程师提供了一个强大而灵活的测试平台。通过正确的设置和操作，工程师可以充分发挥其性能，为产品开发提供有力支持。你在使用AFE722x EVM过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。