探索NTS0304EUK-ARD評(píng)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(píng)估板是測(cè)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(píng)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(cè)試和測(cè)量該器件的特性提供了便捷的平臺(tái)。

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

一、評(píng)估板概述

NTS0304EUK-ARD評(píng)估板作為一個(gè)子板，可通過(guò)Arduino端口連接到各種兼容的EVK/主板，如IMXRT1050 EVK、LPCXpresso55S69開(kāi)發(fā)板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK等。其主要目的是測(cè)試和測(cè)量NTS0304E器件的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。通過(guò)SPI和I2C接口訪(fǎng)問(wèn)數(shù)字電位器，結(jié)合板上的回環(huán)電路，用戶(hù)可以方便地測(cè)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(píng)估板及其支持器件的在線(xiàn)資源。評(píng)估板的信息頁(yè)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(gòu)信息以及快速入門(mén)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(cè)試好的評(píng)估板以及快速入門(mén)指南。

3.2 前提條件

雖然熟悉SPI和I2C總線(xiàn)會(huì)有所幫助，但并非必需。

3.3 靜電處理

該器件對(duì)靜電放電（ESD）敏感，因此在運(yùn)輸和處理過(guò)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(píng)估板特性

• 配備SPI/I2C數(shù)字電位器，便于快速測(cè)試和測(cè)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(xiàn)連接器，方便外部訪(fǎng)問(wèn)
• 板載跳線(xiàn)，用于隔離被測(cè)器件（DUT）的信號(hào)
• 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(kāi)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(hào)隔離跳線(xiàn)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(xiàn)連接到4位電平轉(zhuǎn)換器U7的PORT B，經(jīng)過(guò)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳輸，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)DUT的測(cè)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(píng)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(xiàn)從Arduino接口連接到4位電平轉(zhuǎn)換器U7的PORT B，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后，信號(hào)傳輸?shù)紻UT（U6）進(jìn)行測(cè)試。

4.7 數(shù)字電位器

數(shù)字電位器AD5161（U11）可通過(guò)SPI和I2C總線(xiàn)控制，其輸出經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器U9緩沖后，可通過(guò)模擬輸出連接器J10訪(fǎng)問(wèn)，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(xiàn)線(xiàn)路可通過(guò)連接器J3進(jìn)行外部訪(fǎng)問(wèn)，J2用于閉合SPI總線(xiàn)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(kāi)關(guān)74HCT4052D（U1）組成，通過(guò)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(kāi)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(huì)開(kāi)啟。

4.10 跳線(xiàn)和測(cè)試點(diǎn)

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

五、軟件安裝與配置

評(píng)估板需與配備Arduino端口的主板配合使用，支持IMXRT1050 EVK、LPCXpresso55S69開(kāi)發(fā)板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK。在開(kāi)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(guò)PC快速測(cè)試和操作評(píng)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(guò)GUI應(yīng)用程序操作設(shè)備。

6.2 與LPCXpresso55S69開(kāi)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(guò)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(méi)有Arduino端口，需要使用IMX8MMINI - IARD轉(zhuǎn)接板作為信號(hào)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(kāi)發(fā)固件；如果EVK板沒(méi)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(kāi)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(guò)GUI界面控制評(píng)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(xiàn)時(shí)鐘頻率等參數(shù)。

八、總結(jié)

NTS0304EUK - ARD評(píng)估板為測(cè)試和測(cè)量NTS0304E器件的特性提供了一個(gè)全面且便捷的平臺(tái)。通過(guò)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(píng)估器件的性能。在使用過(guò)程中，需注意靜電處理和電源配置，確保評(píng)估板的正常運(yùn)行。你在使用類(lèi)似評(píng)估板時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。