MAX2016评估套件：功能、使用与设计要点

一、引言

在电子工程领域，对于新器件的评估和测试是非常重要的环节。MAX2016评估套件（EV kit）为我们提供了一个便捷的平台，用于评估MAX2016双对数检测器/控制器。本文将详细介绍该评估套件的相关信息，包括其基本功能、组件、使用方法以及设计要点。

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二、评估套件概述

2.1 基本描述

MAX2016评估套件是一块完全组装并经过测试的表面贴装PCB，可方便地对MAX2016双对数检测器/控制器进行评估。该套件包含了将设备作为检测器或控制器运行所需的连接，其RF输入采用50Ω SMA连接器，便于与测试设备连接。

2.2 组件供应商

SUPPLIER	PHONE	WEBSITE
AVX Corp.	803 - 946 - 0690	www.avx.com
Murata Mfg. Co., Ltd.	770 - 436 - 1300	www.murata.com

在联系这些组件供应商时，需要表明使用的是MAX2016。

2.3 组件列表

套件中的组件包括各种电容、电阻、测试点和芯片等，以下是部分组件信息：	DESIGNATION	QTY	DESCRIPTION
C1, C2, C8, C9	4	680pF ± 5%, 50V C0G陶瓷电容 (0402) Murata GRP1555C1H681J
R1–R5	5	0 Ω电阻 (0402) Any
U1	1	MAX2016ETI

三、功能特点

3.1 完整的增益和VSWR检测器/控制器

具备双通道RF功率检测器/控制器功能，具有以下特点：

• 频率范围从低频到2.5GHz。
• 在不同温度下具有出色的精度。
• 高达80dB的动态范围。
• 电源电压范围为2.7V至5.25V，内部有2V参考电压。
• 在电源和温度变化时，缩放稳定。
• 具有带误差输出的控制器模式。

3.2 封装形式

采用5mm x 5mm、28引脚的薄QFN封装。

四、订购信息

PART	TEMP RANGE	PIN - PACKAGE
MAX2016EVKIT	-40 °C to +85 °C	28 Thin QFN - EP**

**EP = Exposed paddle

五、快速启动

5.1 推荐设备

• 一个能够提供2.7V至5.25V、100mA的直流电源。
• 两个能够在100MHz至2.5GHz频率范围内提供 - 65dBm至 + 5dBm信号的信号发生器。
• 一个高动态范围的RF功率计，用于校准信号发生器。
• 五个数字万用表，用于监测电源电压、电源电流和输出电压。
• 两个6dB衰减器垫。

5.2 连接和设置步骤

1. 关闭直流电源，将其设置为 + 3.3V（如有需要，可通过低内阻电流表），并连接到VS (TP1) 端子。将电源地连接到评估套件上的GND (TP2) 端子。若有电流限制功能，可将其设置为100mA。
2. 在100MHz下校准功率计。
3. 通过6dB衰减器垫将RF信号发生器连接到功率计。
4. 在所需功率范围内校准信号发生器的输出（频率 = 100 MHz）。
5. 禁用RF信号发生器的输出功率，将功率计从衰减器垫断开，并将这些垫的输出连接到评估套件上的RFINA和RFINB SMA接口。
6. 将VOUTA、VOUTB和VOUTD线连接到三个电压表。启用直流电源，评估套件的直流电流应约为43mA。
7. 启用RF信号发生器的输出功率。
8. 根据步骤4的校准结果，将发生器输出设置为向RFINA和RFINB提供 - 30dBm的信号。
9. 验证电压表上VOUTA和VOUTB的输出电压约为1.3V。
10. 验证电压表上VOUTD的输出电压约为1V。
11. 上下调整信号发生器的功率水平，观察VOUTA、VOUTB和VOUTD的相应变化。

六、详细功能描述

6.1 单个对数放大器（VOUTA和VOUTB）

6.1.1 检测器模式

评估套件中R1和R2采用0Ω电阻，此时单个对数放大器输出信号的斜率约为18mV/dB（RF = 100MHz）。若要增加VOUTA或VOUTB的斜率，可分别增加R1或R2的阻值。例如，使用40kΩ电阻作为R1时，VOUTA信号的斜率将增加到36mV/dB。

6.1.2 功率控制器模式

若要将VOUTA或VOUTB设置为控制器模式，需移除R1或R2。然后，必须向SETA或SETB输入施加一个设定点电压，可以使用DAC、外部精密电压源或内部参考输出和电阻分压器来提供设定点电压。SETA或SETB的工作电压应在0.6V至1.6V之间。RFINA或RFINB连接到RF源，VOUTA或VOUTB连接到被控制系统的增益控制引脚。

6.2 差分放大器（VOUTD）比较器

MAX2016集成了两个比较器，用于监测RFINA和RFINB的功率电平（增益）差异。默认情况下，R4和R5设置为0Ω，CSETL和CSETH连接到VCC，从而禁用比较器操作。若要启用比较器操作，需移除R4和R5，并在C16和C17上加载0.1µF电容。可以使用MAX2016的参考电压通过电阻分压器网络（R7/R8和R9/R10）生成两个电压，以设置CSETH和CSETL的触发点。也可以移除R4、R5和R7 - R10，并在CSETH和CSETL处施加外部电压来设置比较器触发点，但需注意MAX2016数据手册中规定的电压限制。

6.3 检测器模式下的VOUTD

评估套件中R3采用0Ω电阻，此时差分输出信号VOUTD的斜率约为 - 25mV/dB（RF = 100MHz）。若要增加差分输出信号的斜率，可增加R3的阻值。例如，使用20kΩ电阻作为R3时，差分信号的斜率将增加到 - 50mV/dB。差分输出放大器的带宽和响应时间可以通过外部电容C15进行控制。在没有外部电容的情况下，带宽大于20MHz。

6.4 增益控制器模式

MAX2016可在自动增益控制（AGC）环路中用作增益控制器。在增益控制器模式下，移除R3。RFINA和RFINB分别监测VGA的输入和输出功率电平，MAX2016在VOUTD处产生一个与这两个RF输入功率电平差异成比例的直流电压。内部运算放大器将该直流电压与SETD处的参考电压进行比较，并调整VOUTD的电压，直到VOUTD等于SETD。因此，MAX2016将VGA的增益调整到由施加到SETD的电压确定的水平。SETD的工作电压在0.5V至1.5V之间时，可获得最佳动态范围。

6.5 频率响应修改

评估套件已针对最低100MHz的工作频率进行了优化。如果需要在更低频率下工作，可以通过加载外部电容（C5和C12）并结合改变C1、C2、C8和C9的值来降低输入频率范围。具体的电容计算方法可参考MAX2016数据手册中的应用信息部分。

七、电源连接

MAX2016设计为使用单个 + 2.7V至 + 3.6V电源供电。若要在更高的电源电压范围内工作，必须在电源和VCC之间串联一个电阻，以降低输送到芯片的电压。对于 + 4.75V至 + 5.25V的电源，将R6更改为37.4Ω（±1%）电阻。

八、布局考虑

8.1 热设计

MAX2016封装的外露焊盘（EP）可传导热量并提供低阻抗电气连接。EP必须通过低热阻和低电阻的接触连接到PCB接地平面。理想情况下，可以将封装背面的接触点直接焊接到PCB的顶部金属接地平面上。或者，也可以使用位于EP正下方的镀通孔阵列将EP连接到接地平面。评估套件使用九个等间距、直径为0.012英寸的镀通孔将EP连接到下层接地平面。

8.2 RF信号布线

携带RF信号的输入走线应尽可能短，以减少由于PCB引起的辐射和插入损耗。RF输入的隔离取决于这些走线的布局，为了获得最佳性能，这些走线必须在物理上相互隔离。

8.3 电源去耦

PCB上的每个电源节点都应配备自己的去耦电容，以减少PCB各部分之间的电源耦合。采用星形拓扑结构进行电源布局，即电路中的每个电源节点都有一个独立的连接到中心节点，可进一步减少PCB各部分之间的耦合。

九、总结

MAX2016评估套件为电子工程师提供了一个全面的平台，用于评估MAX2016双对数检测器/控制器的性能。通过了解其功能特点、使用方法和设计要点，工程师可以更好地利用该套件进行相关的测试和开发工作。在实际应用中，还需要根据具体需求进行灵活调整和优化，以实现最佳的性能表现。大家在使用过程中是否遇到过类似评估套件的使用难题呢？欢迎在评论区分享。