MAX14813评估套件：助力高效评估与设计

在电子设计领域，对于高性能芯片的评估和应用是至关重要的环节。今天，我们就来深入了解一下MAX14813评估套件（EV kit），它为评估MAX14813高压、高频、三级八通道/五级四通道脉冲发生器提供了可靠的解决方案。

文件下载：MAX14813EVKIT#.pdf

套件概述

MAX14813评估套件是一款经过验证的设计，用于评估MAX14813芯片。它具备通过板载USB - SPI接口、高频时钟发生器和同步触发器来控制MAX14813的能力。此外，套件还包含一个图形用户界面（GUI），可用于测试IC的波束形成功能，构成了一个完整的基于PC的评估系统。

套件内容

• MAX14813EVKIT#：包含MAX14813EWX +芯片。
• USB电缆：A型公头到B型公头。

优势与特性

• 易于评估：可轻松对MAX14813进行评估。
• 模式可配置：支持三级或五级模式。
• 可编程设置：主时钟频率和触发器可编程，还可选择外部时钟和外部触发器。
• 输出监测：配备3.5mm示波器探头插孔，方便监测高压输出。
• 软件兼容性：与Windows XP、Windows 7、Windows 8.1、Windows 10兼容。
• 品质保证：完全组装和测试，具有经过验证的PCB布局，符合RoHS标准。

快速启动

所需设备

• MAX14813 EV套件
• A型公头到B型公头USB电缆
• 可选的自定义控制器板或模式发生器，用于驱动INN1 - INN8、INP1 - INP8控制信号
• 电源：+3.3V DC，100mA（若使用板载LDO则可选）；+5V DC，1A； - 5V DC，0.5A（若使用板载LDO则可选）；+5V至+100V DC，30mA（+100V）至600mA（+5V）； - 5V至 - 100V DC， - 30mA（ - 100V）至 - 600mA（ - 5V）；可选（五级配置）+5V至+100V DC，30mA（+100V）至600mA（+5V）；可选（五级配置） - 5V至 - 100V DC， - 30mA（ - 100V）至 - 600mA（ - 5V）
• 数字存储示波器

在使用EV套件和GUI之前，建议工程师先阅读MAX14813 IC数据手册。

操作步骤

1. 访问www.maximintegrated.com/evkitsoftware下载最新版本的EV套件软件MAX14813EVKitSetupV1.0.ZIP。
2. 将软件保存到临时文件夹并解压ZIP文件。
3. 运行临时文件夹中的MAX14813EVKitSetupV1.0.exe程序，安装EV套件软件和USB驱动。可能会出现询问是否允许程序对计算机进行更改的消息框，点击“是”。
4. 程序文件将复制到PC，并在Windows开始菜单的“程序”中创建图标。安装过程结束时，安装程序将启动FTDI芯片CDM驱动的安装程序。
5. 按照安装程序的说明完成驱动安装，点击“完成”。软件默认安装在程序文件目录中。
6. 使用USB电缆将EV套件连接到PC，Windows应自动识别设备，安装驱动，并在系统图标菜单附近显示硬件已准备好使用的消息。
7. 硬件准备好后，通过在开始菜单的“程序”中打开其图标来启动EV套件软件。软件启动后，应自动连接到EV套件硬件，右下角状态栏应显示“MAX14813 EV Kit Hardware Connected”。若未连接，可从“设备”菜单中选择“连接硬件”进行验证。

工作模式

波束形成模式（MODE1 = MODE2 = 1）

1. 使用B型USB电缆将PC连接到EV套件，Windows应自动识别设备并在右下角状态栏显示EV套件驱动已安装且硬件准备好使用的消息。
2. 验证所有跳线是否处于EV套件的默认位置。
3. 将+5V DC电源连接到VCC_EXT测试点。
4. 将 - 5V DC电源连接到VEE_EXT测试点。
5. 将+3.3V DC电源连接到VIO_EXT测试点。
6. 将+5V至+100V DC电源连接到VPPA测试点。
7. 将 - 5V至 - 100V DC电源连接到VNNA测试点。
8. 若使用五级配置，需要为VPPA和VPPB、VNNA和VNNB分别提供电源，此时应拆除VPPA_VPPB和VNNA_VNNB分流器，并将可选的+5V至+100V DC电源连接到VPPB，可选的 - 5V至 - 100V电源连接到VNNB。
9. 开启步骤3至8中的所有电源。
10. 通过提供的GUI对设备和时钟发生器芯片进行编程，以获得所需的输出。
11. 为观察IC的输出信号，将示波器连接到HVOUT1 - HVOUT8示波器探头插孔。

直接模式（MODE1 = 1且MODE2 = 0或MODE1 = 0且MODE2 = 1）

直接模式不由SPI端口控制，而是由输入控制引脚控制。INP4/TRIG引脚具有双重功能：在直接模式下作为标准控制引脚INPx工作，在波束形成模式下承担触发功能。由于EV套件默认配置为波束形成模式，INP4/TRIG引脚通过0Ω电阻（R0_TR）连接到时钟发生器的输出。要在直接模式下使用EV套件，需要拆除R0_TR，安装R0_TR1（0Ω），并打开所有SW1微动开关。

操作步骤如下：

1. 将自定义控制器板或模式发生器信号连接到H1和H2接头，以驱动INN1 - INN8、INP1 - INP8控制信号。
2. 验证所有跳线是否处于正确位置，具体如下：
   • 更改MODE2和MODE1的跳线设置，将MAX14813配置为直接模式，可选择三级配置（MODE2 = 0，MODE1 = 1）或五级配置（MODE2 = 1，MODE1 = 0）。
   • 安装CC0、CC1跳线以选择所需的驱动电流。
3. 将+5V DC电源连接到VCC_EXT测试点。
4. 将 - 5V DC电源连接到VEE_EXT测试点。
5. 将+3.3V DC电源连接到VIO_EXT测试点。
6. 将+5V至+100V DC电源连接到VPPA测试点。
7. 将 - 5V至 - 100V DC电源连接到VNNA测试点。
8. 若使用五级配置，需要为VPPA和VPPB、VNNA和VNNB分别提供电源，此时应拆除VPPA_VPPB和VNNA_VNNB分流器，并将可选的+5V至+100V DC电源连接到VPPB，可选的 - 5V至 - 100V电源连接到VNNB。
9. 确保所有控制信号INPx和INNx稳定为低电平。
10. 开启步骤3至8中的所有电源。
11. 在INPx和INNx输入控制引脚上施加信号。
12. 为观察IC的输出信号，将示波器连接到HVOUT1 - HVOUT8示波器探头插孔。

软件详细说明

GUI用于支持在波束形成模式下对MAX14813进行评估，仅支持内部线存储器模式。若用户希望使用外部线存储器模式，可将外部SPI信号硬连接到SPI连接器。

主窗口

EV套件软件的主窗口包含三个选项卡：配置、线表和脉冲波表，以及一个可从任何选项卡访问的面板，用于控制主时钟和触发器（时钟/触发器控制）。

配置选项卡

该选项卡提供了从功能角度选择和配置IC的界面。为使MAX14813输出模式，可按以下顺序操作：

1. 按下“Reset RAMs”按钮，清除脉冲波表、线号表和线类型表。
2. 按下“Reset Registers”按钮，清除任何寄存器的内容和可能的错误。
3. 按下“Initialize”按钮，用默认值预填充配置选项卡。
4. 由于所有通道均已启用，可通过选中或取消选中相应的“Channel Enable”复选框和“Channel TX Enable”复选框来验证是否要使用所有通道。
5. 使用线号表地址、线类型表地址和INV复选框配置内部线存储器模式，然后按下“Set”按钮。这对应于MAX14813 IC数据手册寄存器映射中的“Set New Line 1”命令。若不熟悉EV套件，建议不要更改默认值。
6. 点击“Refresh”将更新错误状态标志，红色表示错误，绿色表示正常。具体标志含义可参考MAX14813 IC数据手册。

线表选项卡

该选项卡允许软件设置线类型表和线号表。线类型表将为所有通道配置周期数、脉冲持续时间、脉冲发生器的驱动电流等；线号表将为每个单独的通道配置通道延迟、脉冲波表中的模式地址等。

为使MAX14813输出模式，可按以下顺序操作：

1. 进入线类型表，它是一个影响所有通道的全局寄存器，包含128个地址（从0到127）。
2. 使用线类型表的地址（十六进制）选择要写入的地址。若不熟悉EV套件，建议不要更改默认值。
3. 填写“Cycles number”以选择模式重复的次数，0表示一个周期。
4. 填写“Pulse Width number”以选择每个脉冲持续的时钟周期数，0表示脉冲将持续一个时钟周期。例如，要从20MHz主时钟生成5MHz模式，若脉冲波表为VPP、VNN和EOP，则脉冲宽度应为1。
5. 编程“Current list”以设置所需的脉冲发生器电流。
6. 选中“CWD”复选框以实现连续模式，取消选中则为有限模式。启用CWD功能时，请仔细检查VPP_和VNN_电源电压：VPP和VNN必须设置为低电压（小于+/-8V），否则在CWD模式下使用较高电压会损坏设备。
7. 按下“Write”按钮更新脉冲发生器存储器。

在线表选项卡中，还可更改每个通道的线号表参数。以通道1为例，可按以下步骤编程线号表：

1. 使用线号表的地址选择要写入的地址，它包含1536个地址（从0到1535）。若不熟悉EV套件，建议不要更改默认值。
2. 填写“Delay number”以选择该通道的延迟时钟周期数，0表示延迟仅由固定内部延迟设置（具体细节参考MAX14813 IC数据手册）。
3. 填写“Pulse Wave Table Address Pointer number”以选择要使用的脉冲波表中的模式地址。
4. 若通道在模式传输后进入接收模式，可选中“RX”复选框。

还可使用“Line Number Table CH1 - 8”同时为所有通道的特定地址写入相同的值。

脉冲波表选项卡

该选项卡允许使用软件将所需模式写入不同的脉冲波表通道。例如，在三级波束形成模式下，要在通道1上创建VPP、VNN、ZERO和EOP模式，可按以下顺序操作：

1. 使用脉冲波表的地址（十六进制）选择要写入的地址，它包含1024个地址（从0到1023）。若不熟悉EV套件，建议不要更改默认值。
2. 使用下拉菜单在前四个字段中填写VPP、VNN、ZERO和EOP，然后按下“Write”按钮。必须以EOP（模式结束）结束所有序列，否则脉冲发生器将无法知道何时停止。
3. 若需要，可使用相同的技术为其余通道创建其他模式。

“Pulse Wave Table CH1 - 8”可用于同时为所有通道编程相同的模式。

时钟/触发器控制

可通过EV套件软件的时钟/触发器控制框对板载高速时钟和触发器发生器进行编程。MAX14813成功配置后，启用时钟和触发器频率以启动波束形成模式操作。

启用板载时钟和触发器频率的步骤如下：

1. 从下拉菜单中选择合适的时钟频率。
2. 选择合适的触发器频率，它将决定模式的脉冲重复频率（PRF）。
3. 选中“Power - On”复选框。
4. 选中“Trigger”复选框，触发器将启动，脉冲发生器将以所需的设备频率和脉冲重复频率（PRF）发射编程模式。
5. 若要停止模式，取消选中“Trigger”复选框。

硬件详细说明

电源供应

EV套件可完全由外部电源供电，也可使用板载LDO生成低压电源。默认情况下，配置为使用外部电源，因此需要提供VCC_EXT、VEE_EXT和VIO_EXT。若要启用LDO，需安装VCC_REG分流器，并将VIO_SEL和VEE_SEL跳线移至2 - 3位置，此时仅需VCC_EXT。

若VPPA和VPPB、VNNA和VNNB使用公共电压电源，则需通过VNNA和VPPA测试点分别从外部电源提供两个完全独立的高压电源。若为VNNA和VNNB、VPPA和VPPB使用单独的电源，则需通过VNNA、VNNB、VPPA和VPPB测试点分别从外部电源提供四个完全独立的高压电源，此时应拆除VPPA_VPPB和VNNA_VNNB分流器。

可编程高速时钟发生器和触发器

EV套件具有一个可通过GUI编程的板载高速时钟发生器，该发生器还将产生与时钟同步的触发信号。触发频率（PRF）可通过GUI以与时钟相同的方式进行编程，也可将触发器锁定在低或高状态。这在脉冲发生器配置为CW模式时非常有用：触发器的高状态将启动CW序列，低状态将停止它。

FTDI芯片接收来自GUI的USB命令，并将其转换为µ - wire/SPI信号，用于板载时钟发生器的配置。

也可通过母SMA连接器J2或接头J1向MAX14813外部提供单端时钟，可在CLK插座（已提供但未安装）进行探测。使用这些连接器时，需拆除0Ω电阻R0_CK并安装0Ω电阻R0_CK1以断开板载时钟信号。

同样，可通过母SMA连接器J3或接头J4向MAX14813外部提供单端触发器，可在TRIG测试点进行探测。使用这些连接器时，需拆除0Ω电阻R0_TR并安装0Ω电阻R0_TR1以断开板载触发器。

工作模式

工作模式由MODE1和MODE2输入设置，可通过分流器位置手动配置，具体如下：	MODE1	MODE2	工作模式
0	0	关闭
1	0	八通道三级
0	1	四通道五级
1	1	波束形成

若要使用创新的波束形成功能，MODE1和MODE2必须都为高。脉冲发生器的所有功能都可通过SPI端口进行编程，具体使用方法可参考MAX14813 IC数据手册。

根据INNx、INPx输入引脚的逻辑组合，脉冲发生器可从VPPA、VNNA或VPPB、VNNB工作，驱动电流最高可达2A。脉冲发生器的输出电流可根据CC0和CC1的分流器位置设置，如下表所示：	CC0	CC1	脉冲发生器输出电流（典型值）（A）
0	0	2
1	0	1.2
0	1	0.7
1	1	0.35

输出监测

• 高压输出：可使用HVOUT1 - HVOUT8示波器探头插孔在示波器上观察高压输出。高压示波器探头插孔未安装，但PCB上有相应焊盘并包含组件。
• 低压输出：可使用LVOUT1 - LVOUT8或示波器探头插孔在示波器上观察低压输出。低压输出示波器探头插孔未安装，但PCB上有相应焊盘并包含组件。

订购信息

部件	类型
MAX14813EVKIT#	EV套件

“#”表示符合RoHS标准，MAX14813EVKIT#包含采用156凸点WLP封装的MAX14813EWX +芯片。

MAX14813评估套件为电子工程师提供了一个全面、便捷的平台，用于评估和应用MAX14813芯片。通过对套件的深入了解和正确使用，工程师们能够更高效地进行设计和开发工作。你在使用类似评估套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。