ISL41387EVAL1Z评估板使用指南：开启双协议IC评估之旅

在电子工程师的日常工作中，对各类集成电路（IC）进行评估是一项至关重要的任务。今天，我们就来深入了解一下ISL41387EVAL1Z评估板，它为评估双协议IC提供了一种快速简便的方法，下面将详细介绍其特性、使用方法及相关注意事项。

文件下载：ISL41387EVAL1Z.pdf

评估板概述

ISL41387评估板符合RoHS标准，可用于评估ISL81387和ISL41387产品的所有功能。ISL41387是功能齐全的版本，QFN封装增加的引脚数量让用户能够使用到引脚受限的ISL81387所没有的功能。由于两款产品使用相同的芯片，除了封装的细微影响外，评估QFN封装的ISL41387可以合理替代对ISL81387的评估。用户通过改变跳线位置，能快速设置评估板以评估ISL41387的多种模式和功能，输入状态也可通过跳线设置。

评估板特性

1. QFN版本展示增强功能

QFN版本的评估板能够展示所有增强功能，包括逻辑电源引脚（VL）、三种RS - 485速度选项（115kbps/460kbps/20Mbps）以及用于简单方向控制的低电平有效RS - 485 Rx使能。

2. 快速配置

通过跳线可以快速配置评估板，用户能够根据需求轻松设置各种模式和功能。

3. 输入状态设置

所有输入的状态都可以通过跳线位置进行设置，方便用户进行不同场景的测试。

4. 无总线终端电阻

评估板没有总线终端电阻，允许进行RS - 232或RS - 485评估，增加了评估的灵活性。

5. 简单供电

评估板仅需一个5V电源即可运行，操作简单方便。

重要注意事项

1. 跳线定位

为方便定位评估板上的跳线，文档提供了跳线定位图（Figure 3）。在文档中，跳线提及后的(#)对应定位图上的红色跳线编号。每个跳线的功能在“Jumper Definitions”部分有详细描述。

2. 跳线标签错误

在“Rev. A”版本的评估板上，存在一些跳线标签错误，后续版本已进行修正。例如，“J - SELX”应改为“J - SELX (NC)”，“J - RXEN2”应改为“J - RXEN2 (NC)”等。

3. 引脚标签差异

ISLX1387不遵循RS - 485的常规标签，其反相I/O标记为“A/Y”，非反相I/O标记为“B/Z”，与通用RS - 485/422 IC的引脚标签相反。

4. 输入信号连接

可能由信号发生器驱动的输入信号连接到BNC连接器，当跳线处于“LOW”位置时，有一个50Ω的接地终端电阻。

默认配置

评估板出厂时的默认配置为上电（非SHDN）的RS - 485模式，驱动器通过DEN启用，设置为高速（20Mbps）运行，驱动器输入（DY）为低电平，Rx通过RXEN线启用，Rx输入浮空，且VL短接到VCC。要实现此配置，需按照以下方式安装跳线： [A2 (485 / 232)(7)=V H ;(DEN) (8)=V H ; SPB (9)=V H;] [RXEN1 (10)=V H ;(RXEN) (11)=V H ;(ON)(12)=V H;] [(DZ/SLEW) (13) = VH; DZ1/DE1(DY) (14)= LOW;] [RXBIAS-V V{CC}(15)= installed; V{CC}-V{L}(16)= installed;] [V{L}-V H I G H(17)= installed.]

需要注意的是，Rx输入和Tx输出都没有差分终端电阻，如果需要可以分别在R9和R7位置添加。

供电香蕉插孔

评估板顶部有八个香蕉插孔用于电源连接，但仅需连接VCC和GND。每个插孔的功能和用途如下：

• VLOAD：用于驱动连接到Rx和Tx输出的负载电阻，主要在输出启用和禁用时间特性测试时使用。
• GND：所有电源的公共连接。
• RXBIAS：可通过跳线“J9”和“J10”将电压施加到任何或所有Rx输入。“RXBIAS - VCC”（15）跳线将此插孔短接到VCC，如果要提供除VCC以外的电压，需移除该跳线。
• V+：用于监测RS - 232模式下的正电荷泵电压。
• V -：用于监测RS - 232模式下的负电荷泵电压。
• VCC：5V电源连接。
• VHIGH：连接到跳线上的所有“VH”位置，定义逻辑和Tx输入的高电平电压。“VL - VHIGH”（17）跳线将此插孔短接到VL，如果要提供除VL以外的电压，需移除该跳线。
• VL：逻辑电源电压，设置ISL41387的Rx输出VOH电平以及逻辑和Tx输入切换点。“VCC - VL”（16）跳线将此插孔短接到VCC，如果要提供除VCC以外的电压，需移除该跳线。

开始使用

1. 电源连接

将一个5V、最小500mA的电源连接到VCC和GND香蕉插孔。建议在电源和评估板之间使用电流表，以便监测ICC。确保“RXBIAS - VCC”（15）、“VCC - VL”（16）和“VL - VHIGH”（17）跳线安装在评估板的右上角。

2. 外部回环

通过安装跳线“A1/Y1_LB (5)”和“B1/Z1_LB (6)”可以实现外部回环，用于同时评估Rx和Tx性能。在RS - 485模式下，DY上驱动的数据通过A和B回环到RA；在RS - 232模式下，DY回环到RA，DZ回环到RB。

评估测试

1. 基本RS - 485直流评估

一般观察

ICC约为1.6mA，测量香蕉插孔处的V+和V - ，V+ = VCC，V - = GND，表明电荷泵关闭以实现低功耗和低噪声。由于“全故障安全”Rx，RA为高电平，而RB在RS - 485模式下始终为三态。

接收器测试

可以通过操作“A1”（1）和“B1”（4）输入跳线来评估Rx的“全故障安全”特性。在默认配置下，A1和B1浮空，但RA由于故障安全“开路”功能仍保持高电平。安装“A1”（1）和“B1”（4）跳线将两个输入短路（V ID = 0），RA仍然保持高电平，表明Rx在短路时也是故障安全的。通过设置不同的输入电压，可以切换Rx输出状态。

驱动器测试

Tx直流输出电平与Tx速度设置无关。在默认配置下，驱动器输入DY为低电平，Tx非反相输出Z1为低电平，反相输出Y1为高电平。通过移动“DZ1/DE1(DY) (14)”跳线到“VH”位置可以切换输出状态。在两种状态下，差分电压（VOD）约为3.5V。安装电阻R7和R9并配置为“外部回环”，可以评估双端接负载下的VOD（约3.3V）。

2. 基本RS - 485交流评估

接收器测试

在开始测试前，确保跳线回到默认位置。RS - 485 Rx无论Tx速度选择如何，都以高速运行。通过连接信号发生器和监测测试点，可以测量Rx的传播延迟和偏移。还可以通过不同的跳线配置测量Rx的启用和禁用时间。

Tx速度选择

在进行Tx切换测试前，确保跳线处于默认位置，然后根据需要配置“DZ/(SLEW)”（13）和“SPB”（9）跳线以设置Tx速度。不同数据速率对应的跳线设置如下表所示：	DATA RATE	J-(DZ/SLEW) (13)	J-SPB (9)
115kbps	“LOW”	“LOW”
460kbps	“LOW”	“VH”
20Mbps	“VH”	“LOW” or “VH”

驱动器测试

评估板上没有驱动器负载，如果需要可以在“R7”位置添加差分负载电阻和/或差分负载电容，也可以在“C4”和“C2”位置添加单端负载。通过连接信号发生器和监测测试点，可以测量Tx的传播延迟、偏移和转换时间。还可以测量Tx输出的启用和禁用时间。

驱动器和接收器组合性能评估

通过安装跳线“A1/Y1_LB (5)”和“B1/Z1_LB (6)”，利用外部回环功能可以轻松评估级联Tx和Rx的性能。安装电阻R7和R9可以评估Tx驱动双端接负载的性能。

3. 切换到RS - 232模式

将跳线“A2 (485/232)”（7）移动到“LOW”位置，即可将评估板设置为RS - 232评估模式。如果之前添加了RS - 485终端电阻，需确保将其移除。RS - 232数据速率固定为500kbps，“SPB”（9）跳线无影响，“SLEW”引脚成为第二个驱动器输入DZ。

4. 基本RS - 232直流评估

一般观察

V+和V - 分别泵升至约+6V和 - 7V，电荷泵操作使ICC增加到3.8mA。RS - 232驱动器和接收器按定义是反相的。

接收器测试

在默认配置下，由于A1和B1的5kΩ输入电阻接地，RB和RA为高电平。通过安装A1和B1 Rx偏置跳线，可以切换Rx输出状态。还可以通过不同的跳线配置禁用Rx输出。

驱动器测试

在默认配置下，RS - 232 Tx输出Y和Z分别为高电平（约6.5V）和低电平（约 - 7V）。通过切换“DY1 (DZ/SLEW)”（13）和“DZ1/DE1 (DY)”（14）跳线可以切换输出状态。配置为“外部回环”可以评估负载下的驱动器输出电压。通过移动“(DEN)”（8）跳线到“LOW”位置可以禁用驱动器输出。

内部回环

将“(ON)”（12）跳线移动到“LOW”位置，同时确保“(DEN)”（8）和“(RXEN)”（11）跳线设置为“VH”，可以将ISL41387配置为内部回环模式。此时ICC增加，RA为低电平，RB为高电平。可以重复之前的Rx切换测试来确认外部Rx输入引脚对RA和RB无影响。

低功耗SHDN

将“(ON)”（12）跳线保持在“LOW”位置，将“(DEN)”（8）和“(RXEN)”（11）跳线移动到“LOW”位置，同时确保“RXEN1”（10）跳线设置为“VH”，可以将ISL41387置于关机（SHDN）模式，此时ICC降至小于5µA。

5. 单Tx和单收发器模式

RS - 232模式还提供单Tx模式或单Tx/Rx对模式的选择。通过设置不同的跳线组合，可以评估这两种模式。

6. 基本交流评估

接收器测试

在开始测试前，确保跳线回到默认的RS - 232位置。通过连接信号发生器和监测测试点，可以测量Rx的传播延迟和偏移。还可以通过不同的跳线配置测量Rx的启用和禁用时间。

驱动器测试

确保“DZ1/DE1 (DY)”（14）跳线处于“LOW”位置，连接信号发生器并监测测试点，可以测量Tx的传播延迟、偏移和转换时间。通过不同的跳线配置可以测量“负载”驱动器性能和Tx输出的启用和禁用时间。

驱动器和接收器组合性能评估

通过安装跳线“A1/Y1_LB (5)”，确保“(DEN)”（8）和“(RXEN)”（11）跳线设置为“VH”，“DZ1/DE1(DY)”（14）跳线处于“LOW”位置，连接信号发生器并监测测试点，可以评估Tx和Rx的总性能。

7. 评估逻辑电源（VL）功能

ISL41387包含一个VL引脚，为逻辑输入（Tx输入和控制引脚）和Rx输出供电，与协议选择无关。将VL引脚连接到逻辑设备的电源可以限制ISL41387的Rx输出VOH到VL，并降低Tx和控制输入切换点以与逻辑设备的输出电平兼容。通过移除跳线“VCC - VL”（16）并连接新的电源到“VL”香蕉插孔，可以评估此功能。不同VL设置下的典型VIH和VIL值如下表所示：	V L (V)	V IH (V)	V IL (V)
1.65	0.79	0.50
1.8	0.82	0.60
2.0	0.87	0.69
2.5	0.99	0.86
3.3	1.19	1.05

通过改变VL电压并监测高Rx输出，可以评估VL对Rx VOH的影响；通过移除“VL - VHIGH”（17）跳线，连接新的电源并改变“VHIGH”电源，可以评估VL对输入切换点的影响。

跳线定义

文档详细列出了用于评估ISL41387的跳线及其功能，包括连接输入、设置模式、控制使能等。了解这些跳线的定义对于正确使用评估板至关重要。

PCB布局信息

文档提供了评估板上QFN焊盘图案的尺寸图（Figure 2），为工程师在设计和布局时提供了参考。

注意事项

文档还包含了一系列注意事项，如电路、软件等信息仅用于说明半导体产品的操作和应用示例，用户需对其在产品或系统设计中的使用负责；Renesas Electronics对因使用其产品或技术信息导致的侵权、损失等不承担责任；用户需确保产品使用条件在规定范围内，并采取安全措施等。

ISL41387EVAL1Z评估板为工程师提供了一个全面的平台，用于评估双协议IC的各种功能和性能。通过合理设置跳线和进行各项测试，工程师可以深入了解ISL41387的特性，为实际应用提供有力支持。你在使用这款评估板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。