Texas Instruments ISOUSB111DWEVM中繼器評估模塊 (EVM) 用于評估高性能5000VRMS增強(qiáng)型隔離式 USB中繼器，采用16引腳DW SOIC封裝。該評估模塊具有足夠的測試點(diǎn)和跳線選項，支持采用最少外部元件來評估相應(yīng)器件。該評估模塊讓用戶可以在將器件集成到用戶設(shè)計中之前，對Texas Instruments ISOUSB111器件徹底進(jìn)行評估。為了方便評估模塊由各種電源供電，包括穩(wěn)壓電源、標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0連接器、標(biāo)準(zhǔn)直流適配器，該評估模塊包括一個變壓器驅(qū)動器 (SN6501)、一個變壓器和三個可調(diào)輸出LDO（TPS76701和TPS73701）。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments ISOUSB111DWEVM中繼器評估模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 高性能5000VRMS增強(qiáng)型隔離式USB 2.0中繼器評估模塊
• 支持全速/低速
• 該評估模塊經(jīng)過測試，包含用于評估器件ISOUSB111的配置

測試設(shè)置

ISOUSB111DWEVM評估模塊技術(shù)解析與應(yīng)用指南

摘要

ISOUSB111DWEVM是德州儀器(Texas Instruments)推出的一款全速/低速隔離USB中繼器評估模塊，專為工程師快速評估ISOUSB111隔離USB中繼器性能而設(shè)計。該模塊支持ISOUSB111在16引腳寬體SOIC封裝(DW-16)中的完整功能評估，為隔離USB系統(tǒng)的開發(fā)提供了便捷的測試平臺。

一、模塊概述

ISOUSB111DWEVM評估模塊核心器件ISOUSB111是一款符合USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的全速/低速隔離中繼器，具有以下關(guān)鍵特性：

• 支持1.5Mbps(低速)和12Mbps(全速)信號速率
• 自動速度和連接檢測功能
• 反射上拉/下拉電阻
• 支持鏈路電源管理
• 自動角色反轉(zhuǎn)功能(當(dāng)上游端口檢測到新連接時，自動交換上下游端口定義)

該設(shè)備采用二氧化硅(SiO2)絕緣屏障，具有5700 VRMS的耐受電壓和1060 VRMS的工作電壓，-40°C至+125°C的寬工作溫度范圍，提供標(biāo)準(zhǔn)寬體SOIC-16(DW)和更小的SOIC-16(DWV)兩種封裝選項。

二、模塊硬件設(shè)計

1. 電源架構(gòu)

評估模塊設(shè)計了靈活的電源配置方案：

• 包含變壓器驅(qū)動器(SN6501)、變壓器(CMP-0030614-1)和三個可調(diào)輸出LDO(TPS76701和TPS73701)
• 可通過跳線選擇使用外部LDO或器件內(nèi)部LDO為3.3V電源供電
• 支持多種電源輸入方式：穩(wěn)壓電源、標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0接口、標(biāo)準(zhǔn)DC適配器

2. 關(guān)鍵配置選項

模塊通過電阻配置支持多種測試模式，主要配置選項包括：

• ?R7/R8?：控制U4 LDO使能狀態(tài)
• ?R9?：連接VBUS1至USB Type-B接口VBUS(5V)
• ?R10/R11?：連接U4 LDO至VBUS1和V3P3V1引腳(3.3V)
• ?R12/R13?：控制U5 LDO使能狀態(tài)
• ?R14?：連接VBUS2至U3 LDO輸出(5V)
• ?R15/R16?：連接U5 LDO至VBUS2和V3P3V2引腳(3.3V)

3. 接口設(shè)計

評估模塊提供完整的接口支持：

• 上游和下游USB 2.0 Type-B接口
• 多個測試點(diǎn)(TP1-TP13)便于信號測量
• 標(biāo)準(zhǔn)2.54mm排針接口用于配置和控制

三、典型應(yīng)用場景

1. 醫(yī)療設(shè)備USB隔離

在醫(yī)療設(shè)備中，ISOUSB111DWEVM可用于評估USB接口的隔離性能，確?；颊哌B接部分與主機(jī)系統(tǒng)的安全隔離，滿足醫(yī)療電氣設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)。

2. 工業(yè)控制系統(tǒng)

在工業(yè)環(huán)境中，模塊可評估USB通信在電氣噪聲環(huán)境下的可靠性，防止地環(huán)路干擾和瞬態(tài)電壓損害敏感設(shè)備。

3. 測試測量設(shè)備

用于評估USB隔離在測試測量設(shè)備中的應(yīng)用，保證測試信號的完整性，同時保護(hù)主機(jī)設(shè)備免受被測設(shè)備潛在故障的影響。

四、評估設(shè)置指南

1. 基本測試配置

1. 使用USB 2.0 Type-B連接器連接主機(jī)和設(shè)備
2. 通過J10跳線選擇電源模式：
   • 引腳2-1：使能U3 LDO(5V輸出)
   • 引腳2-3：禁用U3 LDO(使用外部5V電源)
3. 根據(jù)測試需求配置電阻網(wǎng)絡(luò)(參考表4-1)

2. 性能評估要點(diǎn)

• ?數(shù)據(jù)傳輸速率?：驗證全速(12Mbps)和低速(1.5Mbps)模式下的穩(wěn)定通信
• ?電流消耗?：測量不同工作模式下的功耗特性
• ?隔離特性?：評估信號完整性保持能力(需注意模塊不支持隔離電壓測試)

五、設(shè)計參考

1. 原理圖設(shè)計

評估模塊采用緊湊的布局設(shè)計，ISOUSB111位于電路中心位置，周邊布置必要的去耦電容和配置元件。電源部分采用模塊化設(shè)計，便于不同配置測試。

2. PCB布局建議

• 采用4層板設(shè)計，保證良好的電源和地平面
• 隔離屏障兩側(cè)保持足夠的爬電距離
• 信號走線阻抗控制以減少反射
• 關(guān)鍵電源引腳就近布置去耦電容

六、注意事項

1. ?安全警告?：該評估模塊僅用于隔離器參數(shù)性能評估，不適用于隔離電壓測試。為防止損壞EVM，任何作為電源或數(shù)字輸入/輸出應(yīng)用的電壓必須保持在0V至5.5V的建議工作范圍內(nèi)。
2. ?參數(shù)限制?：某些數(shù)據(jù)手冊規(guī)格(如最大數(shù)據(jù)速率、傳播延遲等時序規(guī)格)需要不同于ISOUSB111DWEVM的測試設(shè)置配置，無法直接通過EVM驗證。
3. ?熱管理?：在高環(huán)境溫度下連續(xù)工作時，需監(jiān)控器件溫度，確保不超過額定范圍。