AD9551評(píng)估板：功能特性與使用指南

一、引言

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，時(shí)鐘發(fā)生器的性能對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。AD9551 作為一款多業(yè)務(wù)時(shí)鐘發(fā)生器，其評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)來評(píng)估其各項(xiàng)功能。本文將詳細(xì)介紹 AD9551 評(píng)估板的硬件和軟件特性，以及如何進(jìn)行設(shè)置和編程。

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二、AD9551評(píng)估板特性

硬件特性

1. 電源連接：采用 USB 連接和板載 LDO 電壓調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電源連接，并且 LDO 可輕松旁路以進(jìn)行電源測(cè)量。
2. 信號(hào)接口：配備 AC 耦合差分 LVPECL SMA 連接器，包括 2 個(gè)參考輸入和 2 個(gè) PLL 鎖定檢測(cè)輸出的 SMA 連接器。
3. 其他特性：板載 PLL 環(huán)路濾波器，通過 I/O 頭可輕松訪問數(shù)字 I/O 和診斷信號(hào)，還有用于診斷信號(hào)的狀態(tài) LED，以及 USB 計(jì)算機(jī)接口。此外，撥碼開關(guān)可配置為手動(dòng)操作。

軟件特性

1. 評(píng)估軟件：基于 Microsoft Windows 的評(píng)估軟件，具有簡(jiǎn)單的圖形用戶界面。
2. 頻率計(jì)算：軟件計(jì)算器提供靈活性，允許編程幾乎任何有理輸入/輸出頻率比。

三、評(píng)估板硬件設(shè)置

電源和 PC 連接

1. 首次連接評(píng)估板到 PC 之前，先安裝 AD9551 評(píng)估軟件，安裝需要管理員權(quán)限。
2. 連接 USB 電纜到評(píng)估板和計(jì)算機(jī)，此時(shí) AD9551 評(píng)估板上標(biāo)有 VBUS（CR2）的紅色 LED 應(yīng)亮起，USBSTAT LED 應(yīng)開始閃爍。若 USBSTAT LED 不閃爍，需確保 PC 上的 USB 端口正常且 USB 電纜未損壞。
3. 連接評(píng)估板時(shí)，若“發(fā)現(xiàn)新硬件向?qū)А弊詣?dòng)出現(xiàn)，選擇“自動(dòng)安裝軟件”，然后點(diǎn)擊“下一步”。該向?qū)Э赡軙?huì)出現(xiàn)兩次，可能需要重啟系統(tǒng)。

信號(hào)連接

1. 將信號(hào)發(fā)生器連接到 REF A SMA 連接器 J1，默認(rèn)情況下，評(píng)估板上的參考輸入為 AC 耦合并接地 50 Ω 終端，幅度設(shè)置為 6 dBm 即可。
2. 若要連接信號(hào)到 REF B，將信號(hào)連接到 SMA 連接器 J2。
3. 將示波器、頻譜分析儀或其他實(shí)驗(yàn)室設(shè)備連接到板上右上角的 J3 至 J6 SMA 連接器，輸出連接器為單端，所有未使用的輸出應(yīng)放置 50 Ω 終端。

旁路 USB 電源

若要使用外部電源為 AD9551 供電，可按以下步驟旁路 USB 電源：

1. 移除位于板背面的 F2 鐵氧體磁珠。
2. 將臺(tái)式電源連接到評(píng)估板上 TB1 的 3.3V_1 引腳。此外，可移除評(píng)估板上的電阻以進(jìn)一步分離電源連接，這對(duì)于測(cè)量 AD9551 功耗很有用。

四、評(píng)估板軟件設(shè)置

軟件安裝

1. 將 AD9551 評(píng)估軟件 CD-ROM 插入 PC 的 CD 驅(qū)動(dòng)器。
2. 點(diǎn)擊“我的電腦”，然后雙擊 AD9551EV CD 圖標(biāo)，打開的窗口顯示 CD 內(nèi)容分為數(shù)據(jù)手冊(cè)、布局、原理圖和軟件四個(gè)部分，readme.txt 文件包含 CD 內(nèi)容描述及最新說明或信息。
3. 雙擊“軟件”文件夾，然后雙擊 AD9551Eval_Setup1.1.0.exe，按照安裝說明進(jìn)行安裝，評(píng)估軟件的默認(rèn)安裝位置為 C:Program FilesAnalog DevicesAD9551 Eval Software。
4. 若補(bǔ)充 CD 或 SoftwareUpdates 文件夾中有評(píng)估軟件的更新，需將新的 .EXE 文件和任何設(shè)置文件復(fù)制到默認(rèn)位置。

軟件使用

1. 給評(píng)估板上電并連接到 PC。
2. 雙擊 AD9551 Eval Software 運(yùn)行評(píng)估軟件，會(huì)出現(xiàn)硬件安裝窗口，根據(jù)軟件是否找到評(píng)估板，窗口中的文本顏色為淺藍(lán)色（找到）或紅色（未找到）。
3. 若找到評(píng)估板，當(dāng)“評(píng)估軟件就緒”消息出現(xiàn)時(shí)，點(diǎn)擊窗口，評(píng)估板軟件的主窗口將出現(xiàn)，可參考“AD9551 編程指南”部分了解更多軟件使用細(xì)節(jié)。
4. 若未找到評(píng)估板，會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，允許選擇評(píng)估板以在軟件獨(dú)立模式下運(yùn)行，獨(dú)立模式對(duì)于查看和生成寄存器設(shè)置文件很有用。
5. 若在評(píng)估板軟件運(yùn)行時(shí)連接評(píng)估板，通常會(huì)出現(xiàn)窗口提示將評(píng)估板軟件設(shè)置加載到評(píng)估板或讀取當(dāng)前評(píng)估板設(shè)置到軟件中。
6. 若連接評(píng)估板時(shí)未自動(dòng)檢測(cè)到，可從“I/O”菜單中選擇“選擇評(píng)估板”，然后選擇 EZSSP - 0、EZSSP - 1 或 EZSSP - 2。

五、AD9551編程指南

使用 SPI 端口

安裝評(píng)估軟件并將評(píng)估板連接到 PC 并加載軟件后，可按以下步驟配置和鎖定 PLL：

1. 確保跳線 JMP3 定位為 PC 控制。
2. 驗(yàn)證連接器 P2 上的所有五個(gè)跳線都在位，將 S1、S2 和 S3 開關(guān)設(shè)置為高，S4 開關(guān)設(shè)置為高，但 RESET 必須設(shè)置為低（RESET 是高電平有效引腳）。

使用撥碼開關(guān)（手動(dòng)控制）

以輸入頻率為 622.08 MHz（REF A），輸出頻率為 622.08 MHz 為例：

1. 確保跳線 JMP3 定位為手動(dòng)控制。
2. 驗(yàn)證連接器 P2 上的所有五個(gè)跳線都已移除。
3. 將 S1、S2 和 S3 撥碼開關(guān)位置設(shè)置為低（注意 S2 控制 REF B，若不使用 REF B，則無需更改 S2 設(shè)置）。
4. 將信號(hào)發(fā)生器連接到 REF A SMA 連接器 J1，默認(rèn)參考輸入為 AC 耦合并接地 50 Ω 終端，幅度設(shè)置為 6 dBm，頻率設(shè)置為 622.08 MHz。
5. 若要連接信號(hào)到 REF B，將信號(hào)連接到 SMA 連接器 J2。
6. 將示波器、頻譜分析儀或其他實(shí)驗(yàn)室設(shè)備連接到板上右上角的 J3 至 J6 SMA 連接器。
7. 將評(píng)估板插入 USB 端口供電，應(yīng)在 OUT1 SMA 連接器上觀察到 622.08 MHz 的頻率。若需要其他輸入和/或輸出頻率，移除 USB 端口，更改撥碼開關(guān)設(shè)置，然后重新連接 USB 端口。每次更改撥碼開關(guān)設(shè)置后，需移除 USB 電纜對(duì) AD9551 進(jìn)行斷電以重新編程。

使用軟件覆蓋撥碼開關(guān)（軟件控制）

安裝評(píng)估軟件并將評(píng)估板連接到 PC 并加載軟件后，可按以下步驟配置和鎖定 PLL：

1. 確保跳線 JMP3 定位為 PC 控制。
2. 驗(yàn)證連接器 P2 上的所有五個(gè)跳線都在位。
3. 將 S1、S2 和 S3 撥碼開關(guān)位置設(shè)置為高。
4. 在評(píng)估軟件主窗口的 REF A（MHz）框中選擇 622.08 MHz 作為輸入頻率。
5. 在評(píng)估軟件主窗口的“輸出環(huán)路配置：”框中選擇 622.08 MHz 作為輸出頻率。
6. 應(yīng)在 OUT SMA 連接器上觀察到 622.08 MHz 的頻率。

六、軟件操作

主窗口菜單欄

1. 文件菜單：可加載以前保存的 AD9551 設(shè)置文件或保存新的設(shè)置文件，設(shè)置文件（.STP）是包含 AD9551 寄存器設(shè)置文件和評(píng)估板設(shè)置的文本文件。要加載以前保存的設(shè)置文件，從“文件”菜單中選擇“加載設(shè)置”，注意仍需進(jìn)行 VCO 校準(zhǔn)；要保存新的設(shè)置文件，選擇“保存設(shè)置”；要退出評(píng)估軟件，選擇“退出”，但不會(huì)檢查現(xiàn)有設(shè)置是否已保存。
2. I/O 菜單：AD9551 評(píng)估系統(tǒng)允許一臺(tái) PC 控制多個(gè)評(píng)估板，從“I/O”菜單中選擇“選擇評(píng)估板”可打開“選擇 USB 設(shè)備”窗口，選擇軟件控制的評(píng)估板，點(diǎn)擊“刷新列表”可檢測(cè)最近連接的評(píng)估板。選擇“配置串口”可通過配置寄存器 0x00 控制 USB 控制器與 AD9551 串口的交互。
3. 視圖菜單：選擇“調(diào)試窗口”可直接讀寫寄存器并強(qiáng)制各種配置引腳高低電平；選擇“寄存器映射調(diào)試窗口”可讀寫寄存器。
4. 幫助菜單：選擇“幫助”可打開“關(guān)于 AD9551”窗口，包含版本號(hào)、區(qū)域信息和聯(lián)系信息。

主窗口按鈕欄

1. 加載和保存：點(diǎn)擊可加載和保存 AD9551 設(shè)置文件。
2. 更新：點(diǎn)擊可切換 AD9551 的 I/O 更新位（寄存器 0x05，位 0）。
3. 重置：點(diǎn)擊可重置評(píng)估板并將 AD9551 恢復(fù)到默認(rèn)上電狀態(tài)，同時(shí)通過寫入使能 VCO 校準(zhǔn)位啟用 VCO 校準(zhǔn)功能。

使用軟件控制 AD9551 功能塊

AD9551 評(píng)估軟件包含對(duì)應(yīng) AD9551 主要功能塊的子部分，多數(shù)子部分有自己的窗口，可通過點(diǎn)擊主窗口中相應(yīng)子部分框中的“點(diǎn)擊查看詳情”訪問。主窗口中多數(shù)子部分框有一個(gè)標(biāo)有 SPI 的復(fù)選框，若選中，當(dāng)相應(yīng)子部分窗口中的條件改變時(shí)，軟件允許串口寫入。點(diǎn)擊“確定”關(guān)閉子部分窗口后，主窗口上的“加載”按鈕可能開始閃爍，這表示有未加載到 AD9551 評(píng)估板的設(shè)置，點(diǎn)擊“加載”可將這些設(shè)置加載到評(píng)估板。

使用軟件計(jì)算設(shè)備設(shè)置

以輸入頻率為 122.88 MHz（REF A），輸出頻率為 122.88 MHz 為例：

1. 確保跳線 JMP3 定位為 PC 控制。
2. 驗(yàn)證連接器 P2 上的所有五個(gè)跳線都在位。
3. 將 S1、S2 和 S3 撥碼開關(guān)位置設(shè)置為高。
4. 點(diǎn)擊評(píng)估軟件主窗口中的“計(jì)算設(shè)備設(shè)置”。
5. 出現(xiàn)“啟用控制？”窗口，點(diǎn)擊“是”啟用串口寄存器編程。
6. 出現(xiàn)“計(jì)算器”窗口，在“Ref A 基本頻率：”框中輸入 122.88，在“輸出 1 基本頻率：”框中輸入 122.88。
7. 點(diǎn)擊“計(jì)算設(shè)置”，然后點(diǎn)擊“應(yīng)用設(shè)置”，應(yīng)能在 OUT1 SMA 連接器上測(cè)量到 122.88 MHz 的頻率。

七、其他操作

路由 26 MHz 到測(cè)試端口

以輸入頻率為 122.88 MHz（REF A），輸出頻率為 122.88 MHz 為例：

1. 確保跳線 JMP3 定位為 PC 控制。
2. 驗(yàn)證連接器 P2 上的所有五個(gè)跳線都在位。
3. 將 S1、S2 和 S3 撥碼開關(guān)位置設(shè)置為高。
4. 點(diǎn)擊評(píng)估軟件主窗口中的“計(jì)算設(shè)備設(shè)置”。
5. 出現(xiàn)“啟用控制？”窗口，點(diǎn)擊“是”啟用串口寄存器編程。
6. 出現(xiàn)“計(jì)算器”窗口，在“Ref A 基本頻率：”框中輸入 122.88，在“輸出 1 基本頻率：”框中輸入 122.88。
7. 點(diǎn)擊“計(jì)算設(shè)置”，然后點(diǎn)擊“應(yīng)用設(shè)置”，應(yīng)能在 OUT1 SMA 連接器上測(cè)量到 122.88 MHz 的頻率。
8. 從主窗口的“視圖”菜單中選擇“寄存器調(diào)試窗口”，將寄存器 0x17 的位 3 設(shè)置為 1 以啟用 PLL 鎖定引腳作為測(cè)試端口，默認(rèn)情況下，輸出端有 26 MHz 晶體頻率，交流信號(hào)有大約 1.6 V 的直流偏移，某些測(cè)試設(shè)備的直流限制為 0 V，此時(shí)需使用直流阻塞器。

設(shè)置 19.44 MHz 模式

1. 更換評(píng)估板上的晶體。
2. 更換評(píng)估板上的環(huán)路濾波器電容。
3. 點(diǎn)擊評(píng)估軟件主窗口中“PLL & DCXO”框中的“點(diǎn)擊查看詳情”訪問“輸入 PLL + DCXO”窗口，在“輸入 PLL 模式：”框中選擇 19.44MHz 模式，然后點(diǎn)擊“確定”。
4. 點(diǎn)擊評(píng)估軟件主窗口中“PFD & 電荷泵”框中的“點(diǎn)擊查看詳情”訪問“PFD 和電荷泵”窗口，將電荷泵電流更改為 AD9551 數(shù)據(jù)手冊(cè)中指定的適當(dāng)電流水平（約 25 μA），然后點(diǎn)擊“確定”。
5. 若主窗口中的“加載”按鈕開始閃爍，點(diǎn)擊“加載”將設(shè)置加載到 AD9551 評(píng)估板。

八、ESD 注意事項(xiàng)

AD9551 是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，帶電設(shè)備和電路板可能在無檢測(cè)的情況下放電。盡管該產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路，但遭受高能量 ESD 的設(shè)備仍可能損壞。因此，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)?ESD 預(yù)防措施，以避免性能下降或功能喪失。評(píng)估板僅用于設(shè)備評(píng)估，不適用于生產(chǎn)目的，按“現(xiàn)狀”提供，不提供任何形式的保證。

綜上所述，AD9551 評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)來評(píng)估 AD9551 多業(yè)務(wù)時(shí)鐘發(fā)生器的功能。通過合理設(shè)置硬件和軟件，工程師可以深入了解 AD9551 的性能，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行編程和配置。你在使用 AD9551 評(píng)估板的過程中是否遇到過一些有趣的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。