德州仪器TPD2E2U06 - Q1EVM评估模块使用指南

作为电子工程师，在设计过程中，评估模块的使用能帮助我们更好地了解器件的性能和特性。今天就来详细介绍一下德州仪器（Texas Instruments）的TPD2E2U06 - Q1EVM评估模块。

文件下载：TPD2E2U06-Q1EVM.pdf

模块概述

TPD2E2U06 - Q1EVM评估模块旨在帮助设计师评估TPD2E2U06 - Q1器件的运行和性能。TPD2E2U06 - Q1是一款采用小型DBZ封装的双通道ESD保护器件，提供符合IEC61000 - 4 - 2 4级标准的ESD保护，其1.5 pF的线路电容适用于广泛的应用场景，工作环境温度范围为 - 40°C至125°C。

评估模块包含七个TPD2E2U06 - Q1器件，它们分别以不同的配置进行测试：	参考标号	TI部件编号	配置
U1	TPD2E2U06 - Q1	USB 2.0眼图测试
U2	TPD2E2U06 - Q1	S参数分析
U3 – U7	TPD2E2U06 - Q1	IEC61000 - 4 - 2 ESD测试
U6	TPD2E2U06 - Q1	ESD钳位波形捕获

关键定义

在进行测试之前，我们需要了解一些关键的定义：

• 接触放电：ESD模拟器的电极与被测设备（DUT）保持接触的测试方法。
• 空气放电：ESD模拟器的带电电极接近DUT，产生火花触发放电的测试方法。
• ESD模拟器：输出符合IEC61000 - 4 - 2标准的ESD波形的设备，其输出范围可调。IEC61000 - 4 - 2有4个保护等级，具体测试电压和波形参数可参考相关表格。

模块设置

U1：眼图捕获

U1配置有两个USB2.0 Type A连接器（J5和J6），用于捕获眼图。我们可以将J5或J6作为输入或输出，连接到符合USB2.0标准的眼图测试仪，根据具体应用设置为发射器或接收器模式。

U2：S参数分析

U2配置有4个SMA连接器（J1 - J4），可使用矢量网络分析仪进行4端口分析。将矢量网络分析仪的端口1连接到J1，端口2连接到J2，端口3连接到J3，端口4连接到J4。在4端口分析中，涉及以下术语：

• (S_{11})：回波损耗
• (S_{21})：插入损耗
• (S_{31})：近端串扰
• (S_{41})：远端串扰

U3 - U7：ESD测试

U3 - U7可用于破坏性静电放电（ESD）通过/失败测试，适用于IEC - 61000 - 4 - 2的空气和接触放电测试。

测试方法和设置

测试设置可参考图2所示的示例。将EVM通过标有GND的香蕉连接器（J9）接地，使用ESD模拟器对测试点TP1 - TP10进行放电。接触放电和空气间隙放电使用相同的模拟器和相同的放电波形，但接触放电时模拟器与测试点直接接触，而空气间隙放电时不接触。

测试结果评估

在ESD测试前后，将EVM上的被测设备连接到曲线跟踪仪。如果每次递增测试后，ESD保护二极管的IV曲线偏移±0.1V，或者泄漏电流增加10倍，则表明设备已被ESD永久损坏。

U6：钳位波形捕获

U6配置有一个SMB连接器（J7），用于在ESD冲击期间使用示波器捕获钳位波形。在捕获波形时，需要注意保护示波器，避免其受到过高电压的损坏。

示波器设置

为了保护示波器，需要对测量信号进行衰减。以下是两种测试U6的推荐方法：

• 使用两个10X衰减器：在R1处安装一个0 Ω电阻，将两个10X衰减器连接到示波器使用的通道，使用50 Ω屏蔽SMB电缆将J7与衰减器连接，将示波器的衰减因子设置为100X，将示波器设置为在正ESD冲击时触发正边缘，在负ESD冲击时触发负边缘，幅度设置为20 V，按照U3 - U7的测试方法对TP8进行接触ESD冲击。
• 使用一个10X衰减器：将一个10X衰减器连接到示波器，使用50 Ω屏蔽SMB电缆将J7与衰减器连接，将示波器的衰减因子设置为40X，将示波器设置为在正ESD冲击时触发正边缘，在负ESD冲击时触发负边缘，幅度设置为20 V，按照U3 - U7的测试方法对TP8进行接触ESD冲击。

推荐的时间轴设置为20 ns/div，电压轴设置为10 V/division。在捕获钳位波形时，施加到TP8的ESD电压水平不应超过± 8 kV。

板布局和原理图

TPD2E2U06 - Q1EVM是一块4层的FR - 4板，厚度为0.062”，第2、3和4层相同。文档中还提供了该评估模块的原理图和物料清单，物料清单详细列出了各个元件的数量、参考标号、描述、尺寸、部件编号和制造商等信息。

使用限制和注意事项

适用范围

该评估模块仅适用于产品或软件开发人员在研发环境中对德州仪器半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不能直接或间接组装到任何成品中，也不适用于消费者或家庭使用。

保修和责任

德州仪器对评估模块提供90天的保修，保证其符合公布的规格。但对于因疏忽、滥用、不当安装或测试等非德州仪器原因造成的缺陷，以及用户对模块进行的任何更改或修改，德州仪器不承担责任。如果评估模块不符合保修条件，德州仪器的唯一责任是选择修复、更换模块或向用户账户退款。

法规注意事项

不同国家和地区对评估模块的使用有不同的法规要求，例如在美国，未获得FCC批准的模块在组装后销售或营销需要先获得所有必要的FCC设备授权；在加拿大，带有无线电发射器的模块需要符合Industry Canada的相关标准；在日本，使用某些评估模块需要遵循特定的规定，否则可能会受到处罚。

安全警告

评估模块不适用于功能安全和/或安全关键评估，用户在操作前必须阅读并遵守用户指南和其他相关文档中的警告和限制通知。操作时应在德州仪器推荐的规格和环境条件下进行，超出规定的性能评级和规格可能会导致人身伤害、死亡或财产损失。同时，评估模块仅由技术合格的专业电子专家使用，用户需承担正确和安全处理及使用模块的所有责任。

总之，TPD2E2U06 - Q1EVM评估模块为我们评估TPD2E2U06 - Q1器件提供了一个很好的平台，但在使用过程中，我们需要严格遵守相关的操作规范和注意事项，以确保测试的准确性和安全性。你在使用类似评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。