德州仪器DS90UA101-Q1EVM与DS90UA102-Q1EVM评估模块使用指南

在电子设计领域，评估模块对于工程师了解和验证芯片性能至关重要。德州仪器的DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM评估模块，为评估DS90UA101-Q1 / DS90UA102-Q1多通道数字音频串行器/解串器的操作和性能提供了便捷途径。本文将详细介绍这两个评估模块的相关内容，希望能对大家有所帮助。

文件下载：DS90UA101-Q1EVM.pdf

一、模块概述

DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM配合使用，可轻松评估DS90UA101-Q1 / DS90UA102-Q1的性能。其连接方式如图1-1所示，包含正向通道、双向控制通道等，通过LVCMOS I/Os进行数据传输，同时还有I2C总线用于控制。

二、模块内容

2.1 基本组件

• DS90UA101-Q1EVM REV. E1：包含DS90UA101-Q1评估板（版本E1）。
• DS90UA102-Q1EVM REV. E1：包含DS90UA102-Q1评估板（版本E1）。

2.2 其他所需组件

• 电源：需要12V电源。
• 电缆：两根50Ω同轴电缆。
• 可选组件：若要进行I2C控制，还需要SPA Dongle和ALP软件。

2.3 可订购组件规格

• 同轴电缆：标准50Ω同轴电缆，两端为SMA连接器，可从Digi-Key订购，如ACX1571-ND电缆组件。
• SMA - STP适配器：许多应用使用100Ω差分STP电缆，可从Molex订购SMA - STP适配器（型号111044 - 0003），不同地区的联系方式不同，具体见表1 - 1。
• STP电缆：与SMA - STP适配器配合使用的100Ω差分STP电缆，可直接从Digi-Key订购，型号为WM5026 - ND。

三、快速设置

3.1 工厂默认设置

在快速设置时，需按照工厂默认设置配置各个评估板。

• DS90UA101-Q1EVM：确保S1、S2、JP8和JP13按图1 - 3配置。S1开关的PDN开关设置为HIGH，RES引脚拉低；S2开关用于设置DS90UA101-Q1的SET引脚的电阻分压器；S3为清除GPO3和GPO2单触发锁存器输出的开关；S4为发送器（串行器）电源关闭开关；JP8和JP13上的2引脚跳线按图设置，选择U4提供1.8V (V{DD}) 和U21提供3.3V (V{DDIO})。
• DS90UA102-Q1EVM：确保S1、S2、JP6和JP12按图1 - 4配置。S1开关的PDN开关设置为高，OEN和OSSSEL开关设置为HIGH；S2开关用于设置设备的保留引脚；S3为清除LOCK和PASS单触发锁存器输出的开关；S4为接收器（解串器）电源关闭开关；JP6和JP12上的2引脚跳线按图设置，选择U4提供1.8V (V{DD}) 和U21提供3.3V (V_{DDIO})。

3.2 连接步骤

• 连接评估板：使用两根同轴电缆连接DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM评估板，将串行器板上的DOUT+与解串器板上的RIN+匹配，DOUT - 与RIN - 匹配。
• 供电：将12V电源连接到解串器板和串行器板，建议每个板的电流限制为300mA。
• 检查状态：观察DS90UA102-Q1板上的LED D2（LOCK）是否亮起且稳定，若亮起则表示DS90UA102-Q1已锁定从DS90UA101-Q1发送的串行流。

四、故障排除

若设置过程中出现问题，可按以下步骤排查：

1. 检查电源极性：反向电源极性可能会损坏电路板。
2. 检查电源电压：确保提供给电路板的电压约为12V，以保证有足够的电流。
3. 检查信号：通过探测串行器板上的C17和C18以及解串器板上的C4和C5，检查从串行器发送到解串器的串行流是否存在。
4. 监测LOCK信号：使用示波器监测解串器板上连接器JP2的引脚4（引脚3为GND）的LOCK信号，不要仅依赖解串器板上的D2（Lock LED）进行目视检查。
5. 检查SCK输出频率：在串行器板上没有SCK输入的情况下，解串器板上的SCK输出频率在默认设置下应为约25MHz。
6. 再次检查工厂设置：返回图1 - 3和图1 - 4，再次检查工厂设置是否正确。

五、板卡设置细节

5.1 板卡接口

• 电源连接
  • 串行器板：可将12V连接到JP14的引脚1或2，或通过JP11上的电源插孔连接；将接地连接到JP14的引脚3或4。
  • 解串器板：可将12V连接到JP10的引脚1或2，或通过JP11上的电源插孔连接；将接地连接到JP10的引脚3或4。
• 串行接口连接：SMA连接器是两块板上的默认接口连接方式。串行流从串行器板输出到解串器板，连接方式为DOUT+（J1，SER）→RIN+（J6，DES）和DOUT - （J3，SER）→RIN - （J7，DES）。
• 数字音频输入（DS90UA101-Q1EVM）：DS90UA101-Q1串行器板上的数字音频接口输入引脚为JP1的GPI[3:0]、DIN[7:0]、BCK、LRCK、SCK，偶数引脚为输入信号，奇数引脚连接到VSS。
• 数字音频输出（DS90UA102-Q1EVM）：DS90UA102-Q1解串器板上的数字音频接口输出引脚为JP1的GPO[3:0]、DOUT[7:0]、BCK、LRCK、SCK，偶数引脚为输入信号，奇数引脚连接到VSS。

5.2 开关和跳线的工厂默认配置

• DS90UA101-Q1EVM串行器板：S1、S2、JP8和JP13按图1 - 3进行工厂配置，以实现即插即用操作。
• DS90UA102-Q1EVM解串器板：S1、S2、JP6、JP12按图1 - 4进行工厂配置，以实现即插即用操作。

六、使用I2C通信

6.1 默认I2C地址

DS90UA101-Q1的默认7位I2C地址设置为0x58（101 1000），DS90UA102-Q1的默认7位I2C地址设置为0x60（110 0000）。可通过更改串行器板上的电阻R25和解串器板上的电阻R33来改变这些设备的I2C地址。

6.2 SPA Dongle板

使用交互式GUI通过I2C进行通信需要SPA Dongle。需从http://www.ti.com/tool/ALP下载并安装ALP软件，同时从同一网页下载DS90UA101-Q1/DS90UA102-Q1 ALP配置文件，并将DS90UA101-Q1和DS90UA102-Q1文件夹复制到系统中的Program FilesNational Semiconductor CorpAnalog LaunchPAD vx.xx.xxxxProfiles位置。

6.3 EEPROM设置

在ALP软件运行且SPA Dongle连接后，按以下步骤与特定设备进行通信：

1. 在“Devices”选项卡下，选择要通信的设备。
2. 转到“Tools”>“EEPROM Setup”。
3. 选择当前设备，该设备将以蓝色突出显示。
4. 选择设备配置文件，例如DS90UA101，然后点击“Write EEPROM”。
5. 确认EEPROM状态提示，按“OK”。
6. 在ALP EEPROM设置窗口中，按“OK”。
7. 在“Devices”选项卡下点击DS90UA101，打开DS90UA101-Q1配置文件及其相关选项卡。

七、附加功能

7.1 眼图监测 - CMLOUTP/N

芯片组具有差分眼图监测输出功能，用于分析传输介质接收端串行流的信号质量。该眼图监测输出的信号经过接收器的均衡器处理。要使用眼图监测功能，需在J3和J4上安装SMA连接器，J3连接CMLOUTP（或TEST+），J4连接CMLOUTN（或TEST - ），并通过寄存器 (0x3F[4]=0) 启用CMLOUTP/N以监测串行流。

7.2 同轴电缆供电（PoC） - 板卡配置

DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM支持同轴电缆供电（PoC）功能。在此配置中，电源应用于解串器板，该电源通过用于传输串行数据流的同一同轴电缆为串行器板供电。同时，系统配置更改为仅使用DOUT+到RIN+。要使用PoC功能，需在DS90UA102-Q1EVM上安装R38（0Ω），在DS90UA101-Q1EVM上安装R29（0Ω），用50Ω终端器端接DOUT - （J3，SER）和RIN - （J7，DES），将DS90UA101-Q1EVM上的C19替换为0.047μF，将DS90UA102-Q1EVM上的C5替换为0.047μF。

八、附录

8.1 原理图

附录A提供了DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM REV. E1的原理图，包括串行器板和解串器板的详细电路设计。

8.2 物料清单

附录B提供了DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM REV. E1的物料清单，详细列出了各个组件的型号、规格和供应商等信息。

8.3 文档修订历史

附录C记录了文档的修订历史，方便用户了解文档的更新情况。

8.4 标准条款和条件

文档还包含了评估模块的标准条款和条件，包括交付、有限保修、监管通知、使用限制和警告、信息准确性、免责声明、用户赔偿义务、损害和责任限制、退货政策以及适用法律等内容，用户在使用评估模块时需仔细阅读并遵守这些条款。

总之，德州仪器的DS90UA101-Q1EVM和DS90UA102-Q1EVM评估模块为工程师提供了一个全面的平台，用于评估和验证DS90UA101-Q1 / DS90UA102-Q1多通道数字音频串行器/解串器的性能。通过本文的介绍，相信大家对这两个评估模块有了更深入的了解。在实际使用过程中，若遇到问题，可参考文档中的故障排除步骤或联系德州仪器的技术支持人员。