探索NTS0304EUK-ARD评估板：硬件设计与应用指南

在电子工程师的日常工作中，评估板是测试和验证新器件性能的重要工具。今天，我们将深入探讨NXP Semiconductors推出的NTS0304EUK-ARD评估板，它围绕NTS0304E这款4位双电源转换收发器设计，为测试和测量该器件的特性提供了便捷的平台。

文件下载：NXP Semiconductors NTS0304EUK-ARD电平转换器评估板.pdf

一、评估板概述

NTS0304EUK-ARD评估板作为一个子板，可通过Arduino端口连接到各种兼容的EVK/主板，如IMXRT1050 EVK、LPCXpresso55S69开发板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK等。其主要目的是测试和测量NTS0304E器件的静态和动态特性。通过SPI和I²C接口访问数字电位器，结合板上的回环电路，用户可以方便地测试器件的双向功能。

二、资源获取

NXP在其官方网站（http://www.nxp.com）上提供了该评估板及其支持器件的在线资源。评估板的信息页面（http://www.nxp.com/NTS0304E-ARD）包含了概述信息、文档、软件和工具、参数、订购信息以及快速入门指南等内容。

三、准备工作

3.1 套件内容

套件包括装在防静电袋中的组装和测试好的评估板以及快速入门指南。

3.2 前提条件

虽然熟悉SPI和I²C总线会有所帮助，但并非必需。

3.3 静电处理

该器件对静电放电（ESD）敏感，因此在运输和处理过程中需格外小心。在拆包或处理硬件之前，必须使用接地带或触摸PC机箱等接地源。

3.4 系统要求

• 运行Windows 10的计算机
• 一个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，以及相关的固件/GUI软件
• 用于PC和EVK板之间电源和数据连接的USB电缆（如果EVK套件中未包含）

四、硬件剖析

4.1 评估板特性

• 配备SPI/I²C数字电位器，便于快速测试和测量
• 可编程电源，可实现多种逻辑电平组合
• 板载SPI/I²C总线连接器，方便外部访问
• 板载跳线，用于隔离被测器件（DUT）的信号
• 配备Arduino Uno R3端口，可直接连接Arduino设备
• 完全兼容IMXRT1050 EVK板、LPCXpresso55S69开发板和i.MX Mini LPDDR4 EVK板，并支持Windows 10的GUI软件

4.2 主要组件

NTS0304E（U6）位于板的中心，信号隔离跳线头（J8和J9）靠近DUT，Arduino端口连接器（J1、J4、J5、J6）位于板的底部。

4.3 框图

从Arduino接口，SPI和I²C总线连接到4位电平转换器U7的PORT B，经过一系列信号转换和传输，最终实现对DUT的测试。板上还包含两个可编程LDO电压调节器（LDO1和LDO2），为不同的电平转换器提供电源。

4.4 原理图

评估板的原理图可在URL：http://www.nxp.com/NTS0304E-ARD获取。

4.5 Arduino端口

J1、J4、J5和J6是Arduino Uno R3连接器的匹配引脚头，具有相同的电气功能，便于子板直接插入Arduino端口。

4.6 电平转换器

SPI和I²C总线从Arduino接口连接到4位电平转换器U7的PORT B，经过电平转换后，信号传输到DUT（U6）进行测试。

4.7 数字电位器

数字电位器AD5161（U11）可通过SPI和I²C总线控制，其输出经过运算放大器U9缓冲后，可通过模拟输出连接器J10访问，并连接到Arduino接口的模拟输入A0。

4.8 SPI/I²C外部连接器

SPI/I²C总线线路可通过连接器J3进行外部访问，J2用于闭合SPI总线的菊花链路径。

4.9 可编程电源

4.9.1 LDO1

由可调电压调节器LDK120M（U3）和模拟开关74HCT4052D（U1）组成，通过Arduino端口控制，为U6和U7的VCCA引脚供电。

4.9.2 LDO2

由可调电压调节器MIC5301（U4）和模拟开关74HCT4052D（U2）组成，为U6的VCCB引脚以及U8和U10的VCCA引脚供电。

4.9.3 互锁电路

为确保NTS0304E的正常运行，实现了互锁电路，保证VCCA ≤ VCCB。只有当VCC_LDOUT1 ≤ VCC_LDOUT2时，LDO才会开启。

4.10 跳线和测试点

板上包含四个跳线和多个测试点，不同的跳线配置和测试点可用于不同的测试需求。

五、软件安装与配置

评估板需与配备Arduino端口的主板配合使用，支持IMXRT1050 EVK、LPCXpresso55S69开发板和i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK。在开始使用前，需从NXP网站下载相应的固件包并安装到EVK主板上，同时下载GUI应用程序，以便通过PC快速测试和操作评估板。

六、硬件配置

6.1 与IMXRT1050 EVK板配合使用

需要IMXRT1050 - EVK板、NTS0304EUK - ARD子板、USB - A / USB Micro - B电缆和运行Windows 10的PC。按照特定步骤完成硬件和工作站的配置，即可通过GUI应用程序操作设备。

6.2 与LPCXpresso55S69开发板配合使用

配置包括LPCXpresso55S69 EVK板、NTS0304EUK - ARD子板、USB - A / USB Micro - B电缆和Windows 10 PC。通过特定步骤完成组装、编程和操作。

6.3 与i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板配合使用

由于该EVK板没有Arduino端口，需要使用IMX8MMINI - IARD转接板作为信号桥接。配置包括i.MX 8M Mini LPDDR4 EVK板、NTS0304EUK - ARD子板、IMX8MMINI - IARD转接板、USB - A / USB - C电缆、USB - A / USB Micro - B电缆和Windows 10 PC。按照步骤完成组装和操作。

6.4 与其他设备配合使用

如果使用其他具有Arduino端口的EVK板，需根据NTS0304E规格开发固件；如果EVK板没有Arduino端口，则需根据Arduino连接器的引脚图进行电气连接，并开发符合IC规格的固件。

七、GUI应用程序

NXP为三款EVK板提供了通用的GUI应用程序。安装完成后，选择正确的EVK - NTS0304EUK - ARD子板组合，即可通过GUI界面控制评估板。GUI界面包含“SETTINGS”、“DYNAMIC”和“STATIC”三个选项卡，可用于设置电源电压、输出电压、协议和总线时钟频率等参数。

八、总结

NTS0304EUK - ARD评估板为测试和测量NTS0304E器件的特性提供了一个全面且便捷的平台。通过与不同的EVK板配合使用，并结合GUI应用程序，电子工程师可以快速、准确地评估器件的性能。在使用过程中，需注意静电处理和电源配置，确保评估板的正常运行。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。