AD9551评估板：功能特性与使用指南

一、引言

在电子设计领域，时钟发生器的性能对于系统的稳定性和准确性至关重要。AD9551 作为一款多业务时钟发生器，其评估板为工程师提供了一个便捷的平台来评估其各项功能。本文将详细介绍 AD9551 评估板的硬件和软件特性，以及如何进行设置和编程。

文件下载：AD9551/PCBZ.pdf

二、AD9551评估板特性

硬件特性

1. 电源连接：采用 USB 连接和板载 LDO 电压调节器，实现简单的电源连接，并且 LDO 可轻松旁路以进行电源测量。
2. 信号接口：配备 AC 耦合差分 LVPECL SMA 连接器，包括 2 个参考输入和 2 个 PLL 锁定检测输出的 SMA 连接器。
3. 其他特性：板载 PLL 环路滤波器，通过 I/O 头可轻松访问数字 I/O 和诊断信号，还有用于诊断信号的状态 LED，以及 USB 计算机接口。此外，拨码开关可配置为手动操作。

软件特性

1. 评估软件：基于 Microsoft Windows 的评估软件，具有简单的图形用户界面。
2. 频率计算：软件计算器提供灵活性，允许编程几乎任何有理输入/输出频率比。

三、评估板硬件设置

电源和 PC 连接

1. 首次连接评估板到 PC 之前，先安装 AD9551 评估软件，安装需要管理员权限。
2. 连接 USB 电缆到评估板和计算机，此时 AD9551 评估板上标有 VBUS（CR2）的红色 LED 应亮起，USBSTAT LED 应开始闪烁。若 USBSTAT LED 不闪烁，需确保 PC 上的 USB 端口正常且 USB 电缆未损坏。
3. 连接评估板时，若“发现新硬件向导”自动出现，选择“自动安装软件”，然后点击“下一步”。该向导可能会出现两次，可能需要重启系统。

信号连接

1. 将信号发生器连接到 REF A SMA 连接器 J1，默认情况下，评估板上的参考输入为 AC 耦合并接地 50 Ω 终端，幅度设置为 6 dBm 即可。
2. 若要连接信号到 REF B，将信号连接到 SMA 连接器 J2。
3. 将示波器、频谱分析仪或其他实验室设备连接到板上右上角的 J3 至 J6 SMA 连接器，输出连接器为单端，所有未使用的输出应放置 50 Ω 终端。

旁路 USB 电源

若要使用外部电源为 AD9551 供电，可按以下步骤旁路 USB 电源：

1. 移除位于板背面的 F2 铁氧体磁珠。
2. 将台式电源连接到评估板上 TB1 的 3.3V_1 引脚。此外，可移除评估板上的电阻以进一步分离电源连接，这对于测量 AD9551 功耗很有用。

四、评估板软件设置

软件安装

1. 将 AD9551 评估软件 CD-ROM 插入 PC 的 CD 驱动器。
2. 点击“我的电脑”，然后双击 AD9551EV CD 图标，打开的窗口显示 CD 内容分为数据手册、布局、原理图和软件四个部分，readme.txt 文件包含 CD 内容描述及最新说明或信息。
3. 双击“软件”文件夹，然后双击 AD9551Eval_Setup1.1.0.exe，按照安装说明进行安装，评估软件的默认安装位置为 C:Program FilesAnalog DevicesAD9551 Eval Software。
4. 若补充 CD 或 SoftwareUpdates 文件夹中有评估软件的更新，需将新的 .EXE 文件和任何设置文件复制到默认位置。

软件使用

1. 给评估板上电并连接到 PC。
2. 双击 AD9551 Eval Software 运行评估软件，会出现硬件安装窗口，根据软件是否找到评估板，窗口中的文本颜色为浅蓝色（找到）或红色（未找到）。
3. 若找到评估板，当“评估软件就绪”消息出现时，点击窗口，评估板软件的主窗口将出现，可参考“AD9551 编程指南”部分了解更多软件使用细节。
4. 若未找到评估板，会出现对话框，允许选择评估板以在软件独立模式下运行，独立模式对于查看和生成寄存器设置文件很有用。
5. 若在评估板软件运行时连接评估板，通常会出现窗口提示将评估板软件设置加载到评估板或读取当前评估板设置到软件中。
6. 若连接评估板时未自动检测到，可从“I/O”菜单中选择“选择评估板”，然后选择 EZSSP - 0、EZSSP - 1 或 EZSSP - 2。

五、AD9551编程指南

使用 SPI 端口

安装评估软件并将评估板连接到 PC 并加载软件后，可按以下步骤配置和锁定 PLL：

1. 确保跳线 JMP3 定位为 PC 控制。
2. 验证连接器 P2 上的所有五个跳线都在位，将 S1、S2 和 S3 开关设置为高，S4 开关设置为高，但 RESET 必须设置为低（RESET 是高电平有效引脚）。

使用拨码开关（手动控制）

以输入频率为 622.08 MHz（REF A），输出频率为 622.08 MHz 为例：

1. 确保跳线 JMP3 定位为手动控制。
2. 验证连接器 P2 上的所有五个跳线都已移除。
3. 将 S1、S2 和 S3 拨码开关位置设置为低（注意 S2 控制 REF B，若不使用 REF B，则无需更改 S2 设置）。
4. 将信号发生器连接到 REF A SMA 连接器 J1，默认参考输入为 AC 耦合并接地 50 Ω 终端，幅度设置为 6 dBm，频率设置为 622.08 MHz。
5. 若要连接信号到 REF B，将信号连接到 SMA 连接器 J2。
6. 将示波器、频谱分析仪或其他实验室设备连接到板上右上角的 J3 至 J6 SMA 连接器。
7. 将评估板插入 USB 端口供电，应在 OUT1 SMA 连接器上观察到 622.08 MHz 的频率。若需要其他输入和/或输出频率，移除 USB 端口，更改拨码开关设置，然后重新连接 USB 端口。每次更改拨码开关设置后，需移除 USB 电缆对 AD9551 进行断电以重新编程。

使用软件覆盖拨码开关（软件控制）

安装评估软件并将评估板连接到 PC 并加载软件后，可按以下步骤配置和锁定 PLL：

1. 确保跳线 JMP3 定位为 PC 控制。
2. 验证连接器 P2 上的所有五个跳线都在位。
3. 将 S1、S2 和 S3 拨码开关位置设置为高。
4. 在评估软件主窗口的 REF A（MHz）框中选择 622.08 MHz 作为输入频率。
5. 在评估软件主窗口的“输出环路配置：”框中选择 622.08 MHz 作为输出频率。
6. 应在 OUT SMA 连接器上观察到 622.08 MHz 的频率。

六、软件操作

主窗口菜单栏

1. 文件菜单：可加载以前保存的 AD9551 设置文件或保存新的设置文件，设置文件（.STP）是包含 AD9551 寄存器设置文件和评估板设置的文本文件。要加载以前保存的设置文件，从“文件”菜单中选择“加载设置”，注意仍需进行 VCO 校准；要保存新的设置文件，选择“保存设置”；要退出评估软件，选择“退出”，但不会检查现有设置是否已保存。
2. I/O 菜单：AD9551 评估系统允许一台 PC 控制多个评估板，从“I/O”菜单中选择“选择评估板”可打开“选择 USB 设备”窗口，选择软件控制的评估板，点击“刷新列表”可检测最近连接的评估板。选择“配置串口”可通过配置寄存器 0x00 控制 USB 控制器与 AD9551 串口的交互。
3. 视图菜单：选择“调试窗口”可直接读写寄存器并强制各种配置引脚高低电平；选择“寄存器映射调试窗口”可读写寄存器。
4. 帮助菜单：选择“帮助”可打开“关于 AD9551”窗口，包含版本号、区域信息和联系信息。

主窗口按钮栏

1. 加载和保存：点击可加载和保存 AD9551 设置文件。
2. 更新：点击可切换 AD9551 的 I/O 更新位（寄存器 0x05，位 0）。
3. 重置：点击可重置评估板并将 AD9551 恢复到默认上电状态，同时通过写入使能 VCO 校准位启用 VCO 校准功能。

使用软件控制 AD9551 功能块

AD9551 评估软件包含对应 AD9551 主要功能块的子部分，多数子部分有自己的窗口，可通过点击主窗口中相应子部分框中的“点击查看详情”访问。主窗口中多数子部分框有一个标有 SPI 的复选框，若选中，当相应子部分窗口中的条件改变时，软件允许串口写入。点击“确定”关闭子部分窗口后，主窗口上的“加载”按钮可能开始闪烁，这表示有未加载到 AD9551 评估板的设置，点击“加载”可将这些设置加载到评估板。

使用软件计算设备设置

以输入频率为 122.88 MHz（REF A），输出频率为 122.88 MHz 为例：

1. 确保跳线 JMP3 定位为 PC 控制。
2. 验证连接器 P2 上的所有五个跳线都在位。
3. 将 S1、S2 和 S3 拨码开关位置设置为高。
4. 点击评估软件主窗口中的“计算设备设置”。
5. 出现“启用控制？”窗口，点击“是”启用串口寄存器编程。
6. 出现“计算器”窗口，在“Ref A 基本频率：”框中输入 122.88，在“输出 1 基本频率：”框中输入 122.88。
7. 点击“计算设置”，然后点击“应用设置”，应能在 OUT1 SMA 连接器上测量到 122.88 MHz 的频率。

七、其他操作

路由 26 MHz 到测试端口

以输入频率为 122.88 MHz（REF A），输出频率为 122.88 MHz 为例：

1. 确保跳线 JMP3 定位为 PC 控制。
2. 验证连接器 P2 上的所有五个跳线都在位。
3. 将 S1、S2 和 S3 拨码开关位置设置为高。
4. 点击评估软件主窗口中的“计算设备设置”。
5. 出现“启用控制？”窗口，点击“是”启用串口寄存器编程。
6. 出现“计算器”窗口，在“Ref A 基本频率：”框中输入 122.88，在“输出 1 基本频率：”框中输入 122.88。
7. 点击“计算设置”，然后点击“应用设置”，应能在 OUT1 SMA 连接器上测量到 122.88 MHz 的频率。
8. 从主窗口的“视图”菜单中选择“寄存器调试窗口”，将寄存器 0x17 的位 3 设置为 1 以启用 PLL 锁定引脚作为测试端口，默认情况下，输出端有 26 MHz 晶体频率，交流信号有大约 1.6 V 的直流偏移，某些测试设备的直流限制为 0 V，此时需使用直流阻塞器。

设置 19.44 MHz 模式

1. 更换评估板上的晶体。
2. 更换评估板上的环路滤波器电容。
3. 点击评估软件主窗口中“PLL & DCXO”框中的“点击查看详情”访问“输入 PLL + DCXO”窗口，在“输入 PLL 模式：”框中选择 19.44MHz 模式，然后点击“确定”。
4. 点击评估软件主窗口中“PFD & 电荷泵”框中的“点击查看详情”访问“PFD 和电荷泵”窗口，将电荷泵电流更改为 AD9551 数据手册中指定的适当电流水平（约 25 μA），然后点击“确定”。
5. 若主窗口中的“加载”按钮开始闪烁，点击“加载”将设置加载到 AD9551 评估板。

八、ESD 注意事项

AD9551 是静电放电（ESD）敏感设备，带电设备和电路板可能在无检测的情况下放电。尽管该产品具有专利或专有保护电路，但遭受高能量 ESD 的设备仍可能损坏。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。评估板仅用于设备评估，不适用于生产目的，按“现状”提供，不提供任何形式的保证。

综上所述，AD9551 评估板为工程师提供了一个全面的平台来评估 AD9551 多业务时钟发生器的功能。通过合理设置硬件和软件，工程师可以深入了解 AD9551 的性能，并根据实际需求进行编程和配置。你在使用 AD9551 评估板的过程中是否遇到过一些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。