探索ADGM1304：從評估板到實際應(yīng)用

在電子工程領(lǐng)域，射頻開關(guān)的性能對于眾多應(yīng)用至關(guān)重要。今天，我們將深入探討ADGM1304這款0 Hz/DC至14 GHz的單刀四擲（SP4T）微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）開關(guān)，以及其評估板EVAL - ADGM1304SDZ的使用方法。

文件下載：EVAL-ADGM1304SDZ.pdf

評估板概述

評估板特性

EVAL - ADGM1304SDZ評估板主要有如下特性：

• 采用單一3.3 V直流電源供電，簡化了電源設(shè)計。
• 頻率范圍寬廣，適用于多種射頻應(yīng)用場景。
• 配備SMA連接器用于射頻信號傳輸，SMB連接器用于開關(guān)控制信號，方便實用。
• 板載校準(zhǔn)傳輸線，可用于分析儀校準(zhǔn)，提高測量準(zhǔn)確性。

評估板內(nèi)容與所需資料及設(shè)備

評估板包含EVAL - ADGM1304SDZ評估板。使用時需要參考ADGM1304數(shù)據(jù)手冊，同時還需要以下設(shè)備：

• 3.3 V直流電源。
• 裝有Windows操作系統(tǒng)的PC。
• EVAL - SDP - CB1Z控制器板。
• 隨EVAL - SDP - CB1Z板套件提供的USB電纜。
• 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

評估板硬件詳解

電源供應(yīng)

要使評估板正常工作，需為其提供外部3.3 V直流電源，并連接到電源塊P5。電源必須相對于PCB的地為正，PCB的地在絲印上標(biāo)記為GND。

RF連接器

開關(guān)控制連接器

內(nèi)部控制IC與MEMS開關(guān)共封裝，能產(chǎn)生驅(qū)動開關(guān)所需的電壓，并生成10 MHz的參考時鐘信號。正常操作時，將EXTD_EN鏈接設(shè)置到INT位置，可啟用內(nèi)置的10 MHz振蕩器，從而使內(nèi)部驅(qū)動器IC電壓升壓電路工作；若設(shè)置到EXT位置，則禁用內(nèi)部10 MHz振蕩器和驅(qū)動器升壓電路，這樣可消除開關(guān)的10 MHz噪聲饋通。此時，需從外部電壓源向VCP引腳提供80 V直流電壓，并通過位于評估板上的EXT_VCP SMB連接器施加外部80 V直流電壓。

此外，ADGM1304有標(biāo)準(zhǔn)的LVTTL并行接口和SPI接口。通過MODE鏈接可選擇接口模式，當(dāng)MODE鏈接處于PIN位置時，啟用并行接口；處于SPI位置時，啟用SPI接口。在并行接口模式下，可通過IN1至IN4輸入引腳控制開關(guān)狀態(tài)和操作模式，用戶可以使用IN1至IN4鏈接和P1至P4鏈接，或向SMB連接器（IN1至IN4）施加外部信號來控制這些引腳。

評估板軟件

軟件安裝

評估板使用Analog Devices的ACE軟件，該軟件是一款桌面應(yīng)用程序，可用于評估和控制多個評估系統(tǒng)。安裝ACE軟件時，默認(rèn)會安裝必要的SDP驅(qū)動程序和.NET Framework 4。需在連接SDP - B板之前安裝ACE軟件，軟件及安裝和操作說明可在Analog Devices網(wǎng)站（www.analog.com/ace）上找到。安裝完成后，打開ACE軟件會顯示EVAL - ADGM1304SDZ評估板插件。

初始設(shè)置

設(shè)置評估板的步驟如下：

1. 將P1、P2、P3和P4鏈接分別設(shè)置到SDI、CS、SCLK和SDO位置。
2. 將IN1至IN4鏈接設(shè)置到OFF位置。
3. 將MODE鏈接位置從PIN更改為SPI，并將EXTD_EN鏈接位置保持在INT。
4. 將評估板連接到SDP - B板，再通過USB電纜將SDP - B板連接到計算機(jī)。
5. 按照電源供應(yīng)部分的說明為評估板供電。
6. 運(yùn)行ACE軟件，評估板插件會出現(xiàn)在“Start”選項卡的“Attached Hardware”部分。
7. 雙擊評估板插件以打開評估板視圖。
8. 雙擊ADGM1304芯片可訪問芯片框圖，該視圖展示了評估板的基本功能。

測量與校準(zhǔn)

測量

要測量開關(guān)性能，需向評估板施加VDD電源。根據(jù)測試的開關(guān)設(shè)置鏈接，選擇所需的通道及其狀態(tài)后，網(wǎng)絡(luò)分析儀可收集開關(guān)性能數(shù)據(jù)。為使測試通道達(dá)到最佳性能，需將未使用的開關(guān)通道的RF邊緣連接器端接至50 Ω負(fù)載。

評估板上的校準(zhǔn)傳輸線（CALIBRATION THRU）可用于消除PCB傳輸線的插入損耗和相位偏移對測量的影響。測量時，需將測量的S(2, 1)數(shù)據(jù)除以CALIBRATION THRU的|S(2, 1)|，以去除PCB傳輸線插入損耗。同時，可使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口擴(kuò)展功能來消除PCB傳輸線引入的相位偏移。

網(wǎng)絡(luò)分析儀校準(zhǔn)程序

進(jìn)行雙端口測量時，需按以下步驟操作：

1. 對網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行完整的雙端口標(biāo)準(zhǔn)SLOT校準(zhǔn)。
2. 將CALIBRATION THRU校準(zhǔn)線（連接器RF5和RF6）連接到分析儀，并測量其插入損耗S(2, 1)。
3. 將測量數(shù)據(jù)保存到網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)存，以備后續(xù)使用。
4. 配置評估板鏈接，并使用3.3 V直流電源為評估板供電。
5. 將網(wǎng)絡(luò)分析儀連接到所需的MEMS開關(guān)RF連接器，必要時施加外部控制信號。
6. 測量評估板的完整插入損耗，包括MEMS開關(guān)和測試夾具（PCB傳輸線和RF連接器）的插入損耗。
7. 使用步驟3保存的數(shù)據(jù)和步驟6的測量數(shù)據(jù)，從完整的評估板測量中去除PCB損耗。
8. 使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口擴(kuò)展功能消除PCB傳輸線引入的相位偏移。

操作注意事項

在使用EVAL - ADGM1304SDZ評估板時，需遵循以下處理準(zhǔn)則：

• 將ADGM1304視為靜電敏感設(shè)備，采取正常的靜電防護(hù)措施，如在靜電耗散表面工作、佩戴腕帶和使用其他靜電放電（ESD）控制設(shè)備。
• 連接信號時要小心，握住評估板邊緣，避免損壞被測設(shè)備（DUT）。
• 避免將帶電信號源連接到評估板，連接到DUT之前確保輸出關(guān)閉（最好接地），并確保所有儀器共享一個公共底盤接地。
• 避免在自動量程模式下運(yùn)行測量儀器，如數(shù)字萬用表（DMM），因為某些儀器在切換量程時會產(chǎn)生較大的瞬態(tài)合規(guī)電壓。
• 進(jìn)行電阻測量時，使用最高實用量程（最低分辨率）設(shè)置，以最小化合規(guī)電壓。
• 小心物理操作評估板。

總結(jié)

ADGM1304憑借其出色的性能和EVAL - ADGM1304SDZ評估板的便捷性，為射頻應(yīng)用提供了強(qiáng)大的解決方案。通過深入了解評估板的硬件和軟件，以及正確的測量和校準(zhǔn)方法，電子工程師能夠更好地評估和應(yīng)用這款開關(guān)。在實際操作中，務(wù)必遵循操作注意事項，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和設(shè)備的安全。你在使用類似評估板時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。