探索ADGM1304：从评估板到实际应用

在电子工程领域，射频开关的性能对于众多应用至关重要。今天，我们将深入探讨ADGM1304这款0 Hz/DC至14 GHz的单刀四掷（SP4T）微机电系统（MEMS）开关，以及其评估板EVAL - ADGM1304SDZ的使用方法。

文件下载：EVAL-ADGM1304SDZ.pdf

评估板概述

评估板特性

EVAL - ADGM1304SDZ评估板主要有如下特性：

• 采用单一3.3 V直流电源供电，简化了电源设计。
• 频率范围宽广，适用于多种射频应用场景。
• 配备SMA连接器用于射频信号传输，SMB连接器用于开关控制信号，方便实用。
• 板载校准传输线，可用于分析仪校准，提高测量准确性。

评估板内容与所需资料及设备

评估板包含EVAL - ADGM1304SDZ评估板。使用时需要参考ADGM1304数据手册，同时还需要以下设备：

• 3.3 V直流电源。
• 装有Windows操作系统的PC。
• EVAL - SDP - CB1Z控制器板。
• 随EVAL - SDP - CB1Z板套件提供的USB电缆。
• 矢量网络分析仪。

评估板硬件详解

电源供应

要使评估板正常工作，需为其提供外部3.3 V直流电源，并连接到电源块P5。电源必须相对于PCB的地为正，PCB的地在丝印上标记为GND。

RF连接器

评估板上的SMA边缘连接器（RF1至RF4和RFC）用于连接ADGM1304的每个开关，以便进行性能评估。RF5和RF6连接器连接到传输线，用于估计与PCB相关的损耗。具体各连接器对应ADGM1304的端口如下：	连接器	描述
RF1	ADGM1304的端口RF1
RF2	ADGM1304的端口RF2
RF3	ADGM1304的端口RF3
RF4	ADGM1304的端口RF4
RF5, RF6	用于校准的CALIBRATION THRU传输线
RFC	ADGM1304的公共RF端口

开关控制连接器

内部控制IC与MEMS开关共封装，能产生驱动开关所需的电压，并生成10 MHz的参考时钟信号。正常操作时，将EXTD_EN链接设置到INT位置，可启用内置的10 MHz振荡器，从而使内部驱动器IC电压升压电路工作；若设置到EXT位置，则禁用内部10 MHz振荡器和驱动器升压电路，这样可消除开关的10 MHz噪声馈通。此时，需从外部电压源向VCP引脚提供80 V直流电压，并通过位于评估板上的EXT_VCP SMB连接器施加外部80 V直流电压。

此外，ADGM1304有标准的LVTTL并行接口和SPI接口。通过MODE链接可选择接口模式，当MODE链接处于PIN位置时，启用并行接口；处于SPI位置时，启用SPI接口。在并行接口模式下，可通过IN1至IN4输入引脚控制开关状态和操作模式，用户可以使用IN1至IN4链接和P1至P4链接，或向SMB连接器（IN1至IN4）施加外部信号来控制这些引脚。

评估板软件

软件安装

评估板使用Analog Devices的ACE软件，该软件是一款桌面应用程序，可用于评估和控制多个评估系统。安装ACE软件时，默认会安装必要的SDP驱动程序和.NET Framework 4。需在连接SDP - B板之前安装ACE软件，软件及安装和操作说明可在Analog Devices网站（www.analog.com/ace）上找到。安装完成后，打开ACE软件会显示EVAL - ADGM1304SDZ评估板插件。

初始设置

设置评估板的步骤如下：

1. 将P1、P2、P3和P4链接分别设置到SDI、CS、SCLK和SDO位置。
2. 将IN1至IN4链接设置到OFF位置。
3. 将MODE链接位置从PIN更改为SPI，并将EXTD_EN链接位置保持在INT。
4. 将评估板连接到SDP - B板，再通过USB电缆将SDP - B板连接到计算机。
5. 按照电源供应部分的说明为评估板供电。
6. 运行ACE软件，评估板插件会出现在“Start”选项卡的“Attached Hardware”部分。
7. 双击评估板插件以打开评估板视图。
8. 双击ADGM1304芯片可访问芯片框图，该视图展示了评估板的基本功能。

测量与校准

测量

要测量开关性能，需向评估板施加VDD电源。根据测试的开关设置链接，选择所需的通道及其状态后，网络分析仪可收集开关性能数据。为使测试通道达到最佳性能，需将未使用的开关通道的RF边缘连接器端接至50 Ω负载。

评估板上的校准传输线（CALIBRATION THRU）可用于消除PCB传输线的插入损耗和相位偏移对测量的影响。测量时，需将测量的S(2, 1)数据除以CALIBRATION THRU的|S(2, 1)|，以去除PCB传输线插入损耗。同时，可使用网络分析仪的端口扩展功能来消除PCB传输线引入的相位偏移。

网络分析仪校准程序

进行双端口测量时，需按以下步骤操作：

1. 对网络分析仪进行完整的双端口标准SLOT校准。
2. 将CALIBRATION THRU校准线（连接器RF5和RF6）连接到分析仪，并测量其插入损耗S(2, 1)。
3. 将测量数据保存到网络分析仪内存，以备后续使用。
4. 配置评估板链接，并使用3.3 V直流电源为评估板供电。
5. 将网络分析仪连接到所需的MEMS开关RF连接器，必要时施加外部控制信号。
6. 测量评估板的完整插入损耗，包括MEMS开关和测试夹具（PCB传输线和RF连接器）的插入损耗。
7. 使用步骤3保存的数据和步骤6的测量数据，从完整的评估板测量中去除PCB损耗。
8. 使用网络分析仪的端口扩展功能消除PCB传输线引入的相位偏移。

操作注意事项

在使用EVAL - ADGM1304SDZ评估板时，需遵循以下处理准则：

• 将ADGM1304视为静电敏感设备，采取正常的静电防护措施，如在静电耗散表面工作、佩戴腕带和使用其他静电放电（ESD）控制设备。
• 连接信号时要小心，握住评估板边缘，避免损坏被测设备（DUT）。
• 避免将带电信号源连接到评估板，连接到DUT之前确保输出关闭（最好接地），并确保所有仪器共享一个公共底盘接地。
• 避免在自动量程模式下运行测量仪器，如数字万用表（DMM），因为某些仪器在切换量程时会产生较大的瞬态合规电压。
• 进行电阻测量时，使用最高实用量程（最低分辨率）设置，以最小化合规电压。
• 小心物理操作评估板。

总结

ADGM1304凭借其出色的性能和EVAL - ADGM1304SDZ评估板的便捷性，为射频应用提供了强大的解决方案。通过深入了解评估板的硬件和软件，以及正确的测量和校准方法，电子工程师能够更好地评估和应用这款开关。在实际操作中，务必遵循操作注意事项，以确保测量结果的准确性和设备的安全。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。