探索NTS0304EUK-ARD評估板：硬件設(shè)計(jì)與應(yīng)用指南

在電子工程師的日常工作中，評估板是測試和驗(yàn)證新器件性能的重要工具。今天，我們將深入探討NXP Semiconductors推出的NTS0304EUK-ARD評估板，它圍繞NTS0304E這款4位雙電源轉(zhuǎn)換收發(fā)器設(shè)計(jì)，為測試和測量該器件的特性提供了便捷的平臺。

文件下載：NXP Semiconductors NTS0304EUK-ARD電平轉(zhuǎn)換器評估板.pdf

一、評估板概述

NTS0304EUK-ARD評估板作為一個(gè)子板，可通過Arduino端口連接到各種兼容的EVK/主板，如IMXRT1050 EVK、LPCXpresso55S69開發(fā)板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK等。其主要目的是測試和測量NTS0304E器件的靜態(tài)和動態(tài)特性。通過SPI和I2C接口訪問數(shù)字電位器，結(jié)合板上的回環(huán)電路，用戶可以方便地測試器件的雙向功能。

二、資源獲取

NXP在其官方網(wǎng)站（http://www.nxp.com）上提供了該評估板及其支持器件的在線資源。評估板的信息頁面（http://www.nxp.com/NTS0304E-ARD）包含了概述信息、文檔、軟件和工具、參數(shù)、訂購信息以及快速入門指南等內(nèi)容。

三、準(zhǔn)備工作

3.1 套件內(nèi)容

套件包括裝在防靜電袋中的組裝和測試好的評估板以及快速入門指南。

3.2 前提條件

雖然熟悉SPI和I2C總線會有所幫助，但并非必需。

3.3 靜電處理

該器件對靜電放電（ESD）敏感，因此在運(yùn)輸和處理過程中需格外小心。在拆包或處理硬件之前，必須使用接地帶或觸摸PC機(jī)箱等接地源。

3.4 系統(tǒng)要求

• 運(yùn)行Windows 10的計(jì)算機(jī)
• 一個(gè)USB端口（3.0、2.0或1.1兼容）
• 以下三款EVK板之一：MIMXRT1050 - EVK、LPC55S69 - EVK、8MMINILPD4 - EVK，以及相關(guān)的固件/GUI軟件
• 用于PC和EVK板之間電源和數(shù)據(jù)連接的USB電纜（如果EVK套件中未包含）

四、硬件剖析

4.1 評估板特性

• 配備SPI/I2C數(shù)字電位器，便于快速測試和測量
• 可編程電源，可實(shí)現(xiàn)多種邏輯電平組合
• 板載SPI/I2C總線連接器，方便外部訪問
• 板載跳線，用于隔離被測器件（DUT）的信號
• 配備Arduino Uno R3端口，可直接連接Arduino設(shè)備
• 完全兼容IMXRT1050 EVK板、LPCXpresso55S69開發(fā)板和i.MX Mini LPDDR4 EVK板，并支持Windows 10的GUI軟件

4.2 主要組件

NTS0304E（U6）位于板的中心，信號隔離跳線頭（J8和J9）靠近DUT，Arduino端口連接器（J1、J4、J5、J6）位于板的底部。

4.3 框圖

從Arduino接口，SPI和I2C總線連接到4位電平轉(zhuǎn)換器U7的PORT B，經(jīng)過一系列信號轉(zhuǎn)換和傳輸，最終實(shí)現(xiàn)對DUT的測試。板上還包含兩個(gè)可編程LDO電壓調(diào)節(jié)器（LDO1和LDO2），為不同的電平轉(zhuǎn)換器提供電源。

4.4 原理圖

評估板的原理圖可在URL：http://www.nxp.com/NTS0304E-ARD獲取。

4.5 Arduino端口

J1、J4、J5和J6是Arduino Uno R3連接器的匹配引腳頭，具有相同的電氣功能，便于子板直接插入Arduino端口。

4.6 電平轉(zhuǎn)換器

SPI和I2C總線從Arduino接口連接到4位電平轉(zhuǎn)換器U7的PORT B，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后，信號傳輸?shù)紻UT（U6）進(jìn)行測試。

4.7 數(shù)字電位器

數(shù)字電位器AD5161（U11）可通過SPI和I2C總線控制，其輸出經(jīng)過運(yùn)算放大器U9緩沖后，可通過模擬輸出連接器J10訪問，并連接到Arduino接口的模擬輸入A0。

4.8 SPI/I2C外部連接器

SPI/I2C總線線路可通過連接器J3進(jìn)行外部訪問，J2用于閉合SPI總線的菊花鏈路徑。

4.9 可編程電源

4.9.1 LDO1

由可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器LDK120M（U3）和模擬開關(guān)74HCT4052D（U1）組成，通過Arduino端口控制，為U6和U7的VCCA引腳供電。

4.9.2 LDO2

由可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器MIC5301（U4）和模擬開關(guān)74HCT4052D（U2）組成，為U6的VCCB引腳以及U8和U10的VCCA引腳供電。

4.9.3 互鎖電路

為確保NTS0304E的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了互鎖電路，保證VCCA ≤ VCCB。只有當(dāng)VCC_LDOUT1 ≤ VCC_LDOUT2時(shí)，LDO才會開啟。

4.10 跳線和測試點(diǎn)

板上包含四個(gè)跳線和多個(gè)測試點(diǎn)，不同的跳線配置和測試點(diǎn)可用于不同的測試需求。

五、軟件安裝與配置

評估板需與配備Arduino端口的主板配合使用，支持IMXRT1050 EVK、LPCXpresso55S69開發(fā)板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK。在開始使用前，需從NXP網(wǎng)站下載相應(yīng)的固件包并安裝到EVK主板上，同時(shí)下載GUI應(yīng)用程序，以便通過PC快速測試和操作評估板。

六、硬件配置

6.1 與IMXRT1050 EVK板配合使用

需要IMXRT1050 - EVK板、NTS0304EUK - ARD子板、USB - A / USB Micro - B電纜和運(yùn)行Windows 10的PC。按照特定步驟完成硬件和工作站的配置，即可通過GUI應(yīng)用程序操作設(shè)備。

6.2 與LPCXpresso55S69開發(fā)板配合使用

配置包括LPCXpresso55S69 EVK板、NTS0304EUK - ARD子板、USB - A / USB Micro - B電纜和Windows 10 PC。通過特定步驟完成組裝、編程和操作。

6.3 與i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板配合使用

由于該EVK板沒有Arduino端口，需要使用IMX8MMINI - IARD轉(zhuǎn)接板作為信號橋接。配置包括i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板、NTS0304EUK - ARD子板、IMX8MMINI - IARD轉(zhuǎn)接板、USB - A / USB - C電纜、USB - A / USB Micro - B電纜和Windows 10 PC。按照步驟完成組裝和操作。

6.4 與其他設(shè)備配合使用

如果使用其他具有Arduino端口的EVK板，需根據(jù)NTS0304E規(guī)格開發(fā)固件；如果EVK板沒有Arduino端口，則需根據(jù)Arduino連接器的引腳圖進(jìn)行電氣連接，并開發(fā)符合IC規(guī)格的固件。

七、GUI應(yīng)用程序

NXP為三款EVK板提供了通用的GUI應(yīng)用程序。安裝完成后，選擇正確的EVK - NTS0304EUK - ARD子板組合，即可通過GUI界面控制評估板。GUI界面包含“SETTINGS”、“DYNAMIC”和“STATIC”三個(gè)選項(xiàng)卡，可用于設(shè)置電源電壓、輸出電壓、協(xié)議和總線時(shí)鐘頻率等參數(shù)。

八、總結(jié)

NTS0304EUK - ARD評估板為測試和測量NTS0304E器件的特性提供了一個(gè)全面且便捷的平臺。通過與不同的EVK板配合使用，并結(jié)合GUI應(yīng)用程序，電子工程師可以快速、準(zhǔn)確地評估器件的性能。在使用過程中，需注意靜電處理和電源配置，確保評估板的正常運(yùn)行。你在使用類似評估板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。