深入了解TPS51206EVM - 745：DDR終止調(diào)節(jié)器評(píng)估模塊

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，DDR內(nèi)存電源的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它直接影響著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。今天，我們就來(lái)深入探討一下德州儀器（Texas Instruments）的TPS51206EVM - 745評(píng)估模塊，看看它是如何為DDR2、DDR3、DDR3L和DDR4內(nèi)存提供支持的。

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一、TPS51206EVM - 745概述

TPS51206EVM - 745評(píng)估模塊采用了TPS51206芯片，這是一款帶有VTTREF緩沖參考輸出的源/吸收雙數(shù)據(jù)速率（DDR）終止調(diào)節(jié)器。它專為低輸入電壓、低成本、外部組件數(shù)量少且對(duì)空間要求較高的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。該模塊能夠?yàn)镈DR內(nèi)存提供適當(dāng)?shù)慕K止電壓和10 mA的緩沖參考電壓，涵蓋了DDR2（0.9VTT）、DDR3（0.75VTT）、DDR3L（0.675VTT）和DDR4（0.6VTT）的規(guī)格要求，并且只需最少的外部組件。

1.1 典型應(yīng)用

• DDR2/DDR3/DDR3L/DDR4內(nèi)存電源
• SSTL_18、SSTL_15、SSTL_135和HSTL終止

1.2 特性

• 電源支持：支持5V和3.3V的VDD電壓軌，VLDOIN和VDDQ電壓范圍為1.2V - 1.8V。
• 瞬態(tài)負(fù)載模擬：內(nèi)置板載瞬態(tài)負(fù)載，具有吸收和源能力，可模擬源/吸收瞬態(tài)行為，有助于評(píng)估動(dòng)態(tài)性能。用戶可以通過(guò)板載電阻修改負(fù)載階躍和瞬態(tài)時(shí)序。不同DDR類型對(duì)應(yīng)的瞬態(tài)負(fù)載能力如下：
  • DDR2（0.9VTT）：± 1.8A源/吸收瞬態(tài)負(fù)載
  • DDR3（0.75VTT）：± 1.5A源/吸收瞬態(tài)負(fù)載
  • DDR3L（0.675VTT）：± 1.35A源/吸收瞬態(tài)負(fù)載
  • DDR4（0.6VTT）：± 1.2A源/吸收瞬態(tài)負(fù)載
• 開(kāi)關(guān)控制：配備開(kāi)關(guān)S1和S2，用于S3和S5啟用功能。
• 測(cè)試便利性：提供方便的測(cè)試點(diǎn)，可用于探測(cè)VTT、VTTREF、CLK_IN和環(huán)路響應(yīng)測(cè)試。
• PCB設(shè)計(jì)：采用四層印刷電路板（PCB），所有組件都位于底層。

二、電氣性能規(guī)格

三、測(cè)試設(shè)置

3.1 測(cè)試設(shè)備

• 電壓源：
  • VDD：需要一個(gè)0V - 10V的可變直流電源，能夠提供1A的直流電流。
  • VLDOIN：需要一個(gè)0V - 10V的可變直流電源，能夠提供10A的直流電流。
• 儀表：
  • V1：用于測(cè)量TP1（VDD）和TP2（GND）之間的VDD直流電壓。
  • V2：用于測(cè)量TP6（VLDOIN）和TP7（GND）之間的VLDOIN直流電壓。
  • V3：用于測(cè)量TP3（VTT）和TP5（GND）之間的VTT直流電壓。
  • V4：用于測(cè)量TP9（VTTREF）和TP13（GND）之間的VTTREF直流電壓。
• 負(fù)載：VTT負(fù)載必須是一個(gè)能夠在0.9V直流電壓下提供0A - 10A電流的電子恒流負(fù)載。
• 示波器：可以使用數(shù)字或模擬示波器來(lái)測(cè)量VTT源/吸收電流瞬態(tài)。示波器應(yīng)設(shè)置為1MΩ阻抗、20MHz帶寬、交流耦合、200μs/格的水平分辨率和50mV/格的垂直分辨率。

3.2 推薦的線規(guī)

• VDD直流電源1到J1的連接：推薦使用AWG 18線規(guī)，總長(zhǎng)度小于4英尺（輸入2英尺，返回2英尺），可承載高達(dá)0.5A的直流電流。
• VLDOIN直流電源2到J4的連接：推薦使用AWG 16線規(guī)，總長(zhǎng)度小于4英尺（輸入2英尺，返回2英尺），可承載高達(dá)5A的直流電流。
• VTT負(fù)載到J3的連接：推薦使用AWG 16線規(guī)，總長(zhǎng)度小于4英尺（輸入2英尺，返回2英尺），可承載高達(dá)5A的直流電流。

3.3 推薦的測(cè)試設(shè)置

在靜電放電（ESD）工作站上工作時(shí)，在給評(píng)估模塊供電之前，要確保所有的腕帶、靴帶或墊子都連接到接地端。

四、配置

在給評(píng)估模塊供電之前，需要進(jìn)行跳線選擇。用戶可以根據(jù)以下配置進(jìn)行設(shè)置：

4.1 瞬態(tài)負(fù)載選擇

4.2 源瞬態(tài)負(fù)載選擇

4.3 吸收瞬態(tài)負(fù)載選擇

4.4 S1、S2啟用選擇

五、測(cè)試程序

5.1 源負(fù)載調(diào)節(jié)測(cè)試

以DDR2（0.9VTT）/DDR3（0.75VTT）/DDR3L（0.675VTT）/DDR4（0.6VTT）為例，測(cè)試步驟如下：

1. 確保J6的Pin2和Pin3短接。
2. 確保J7和J8的Pin1和Pin2短接。
3. 確保開(kāi)關(guān)S1和S2處于OFF位置。
4. 將VTT負(fù)載設(shè)置為0A。
5. 將J1處的VDD（VDD直流電源1）從0V增加到5V，使用V1驗(yàn)證VDD電壓在4.8V - 5V之間。
6. 根據(jù)不同的DDR類型，將J4處的VLDOIN電壓（VLDOIN直流電源2）從0V增加到相應(yīng)的值（DDR2為1.8V，DDR3為1.5V，DDR3L為1.35V），使用V2驗(yàn)證VLDOIN電壓。
7. 將開(kāi)關(guān)S1和S2設(shè)置為ON位置。
8. 使用V3和V4測(cè)量VTT和VTTREF電壓。
9. 將負(fù)載從0A增加到1.5A。
10. 必要時(shí)驗(yàn)證V2并調(diào)整VLDOIN。
11. 使用V3和V4再次測(cè)量VTT和VTTREF電壓。
12. 將負(fù)載降低到0A。
13. 將開(kāi)關(guān)S1和S2設(shè)置為OFF位置。

5.2 源/吸收電流瞬態(tài)測(cè)試

1. 從J3移除VTT負(fù)載。
2. 從TP3（VTT）和TP5（GND）移除V3。
3. 在TP3（VTT）和TP5（GND）添加示波器探頭。
4. 移除J6的Pin2和Pin3上的跳線，并將其放在Pin1和Pin2上。
5. 將開(kāi)關(guān)S1和S2設(shè)置為ON位置。
6. TPS51206現(xiàn)在處于源/吸收負(fù)載瞬態(tài)工作狀態(tài)。
7. 必要時(shí)驗(yàn)證V2并調(diào)整VLDOIN。
8. 使用示波器探頭在TP3（VTT）和TP5（GND）監(jiān)測(cè)VTT負(fù)載瞬態(tài)操作，并使用光標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。
9. 將開(kāi)關(guān)S1和S2設(shè)置為OFF位置。
10. 將直流電源從1.2V降低到0V。

5.3 環(huán)路穩(wěn)定性測(cè)量

TPS51206EVM - 745在反饋環(huán)路中包含一個(gè)10Ω的串聯(lián)電阻R4，用于環(huán)路響應(yīng)分析。測(cè)試步驟如下：

1. 按照第4節(jié)和圖3的描述設(shè)置評(píng)估模塊。
2. 將隔離變壓器連接到標(biāo)記為T(mén)P11和TP10的測(cè)試點(diǎn)。
3. 將輸入信號(hào)幅度測(cè)量探頭（通道A）連接到TP11，將輸出信號(hào)幅度測(cè)量探頭（通道B）連接到TP10。
4. 將通道A和通道B的接地引線連接到TP12。
5. 通過(guò)隔離變壓器注入約50mV或更小的信號(hào)。
6. 以10Hz或更低的后置濾波器將頻率從1kHz掃描到1MHz，測(cè)量控制環(huán)路增益和相位裕度。
7. 在進(jìn)行其他測(cè)量之前，從波特圖測(cè)試點(diǎn)斷開(kāi)隔離變壓器，因?yàn)樾盘?hào)注入反饋可能會(huì)干擾其他測(cè)量的準(zhǔn)確性。

六、性能數(shù)據(jù)和典型特性曲線

文檔中提供了VTT負(fù)載調(diào)節(jié)、VTTREF負(fù)載調(diào)節(jié)、VTT壓降電壓、VTT源/吸收負(fù)載瞬態(tài)、DDR3（0.75VTT）S5和S3啟用開(kāi)啟/關(guān)閉以及DDR3（0.75VTT）波特圖等性能數(shù)據(jù)和典型特性曲線，這些數(shù)據(jù)和曲線可以幫助工程師更好地了解TPS51206EVM - 745的性能表現(xiàn)。

七、EVM組裝圖和PCB布局

TPS51206EVM - 745采用四層2盎司銅印刷電路板設(shè)計(jì)，文檔中提供了頂層組裝圖、頂層、內(nèi)部層1、內(nèi)部層2、底層和底層組裝圖等詳細(xì)的PCB布局信息，有助于工程師進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。

八、物料清單

文檔中提供了評(píng)估模塊的物料清單，包括電容、電阻、MOSFET、集成電路等組件的詳細(xì)信息，方便工程師進(jìn)行采購(gòu)和組裝。

九、注意事項(xiàng)

在使用TPS51206EVM - 745評(píng)估模塊時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 該評(píng)估模塊僅用于工程開(kāi)發(fā)、演示或評(píng)估目的，不適合一般消費(fèi)者使用。
• 操作時(shí)要確保輸入電壓范圍在0V - 5.5V之間，輸出電壓范圍在0.6V - 1.8V之間，否則可能會(huì)導(dǎo)致意外操作或?qū)υu(píng)估模塊造成不可逆的損壞。
• 正常運(yùn)行時(shí)，一些電路組件的外殼溫度可能會(huì)超過(guò)50°C，在操作時(shí)要注意避免接觸這些高溫組件。

總之，TPS51206EVM - 745評(píng)估模塊為DDR內(nèi)存電源的設(shè)計(jì)和測(cè)試提供了一個(gè)方便、可靠的平臺(tái)。通過(guò)深入了解其特性、性能和測(cè)試方法，工程師可以更好地進(jìn)行DDR內(nèi)存電源的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。你在使用類似評(píng)估模塊時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。