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关于ADS8862电路设计的问题

Other Parts Discussed in Thread: REF5040, ADS8862, OPA320, OPA333, THS4281, REF3240

我参照ADS8862的数据手册用下面的电路来对一个信号采样,这个电路除了把参考源改成REF5040之外基本照搬了数据手册,数字地和模拟地通过1uH电感连接,5VDD从220VAC通过两级开关电源得到,3.3_VCC_CPU是用TPS70351从5VDD降下来的,控制器是2812DSP:

上电之后,输入接模拟地AGND和3.3_VCC_CPU测试,结果会出现下面几个情况之一:

第一种情况:上电之后几十秒内甚至几分钟内工作状态不错,但是之后ADS8862的REF脚电压会从4.096跳到3V左右,应该是参考部分被击穿了。重新上电后一般会出现第一种或第二种情况。

第二种情况:上电之后ADS8862的REF脚电压直接跳到3V左右。重新上电后一般会出现第一种或第二种情况。第一二种情况在4个ADC中有三个出现。

第三种情况:这种情况仅在输入接3.3_VCC_CPU测试时可能出现,上电之后ADS8862的REF脚电压保持正常,但是OPA320的输出电压波动达到30%左右,读到的数据也飘来飘去。这种情况在4个ADC中有两个出现。

上述三种情况出现时有较小几率伴随出现数字部分不能工作的情况,表现为数字信号高电平只能达到1V多一点。

任何情况下芯片都不发烫。

这三种情况在更换了ADC和运放之后依然出现。走线时数字部分和模拟部分也分的很开。我现在觉得可能的原因是

1.ADC的模拟电源是从数字电源用0欧电阻接过来的

2.做实验的时候身上有静电

3.因为空间限制,ADC的电源线很窄(20mil,信号线10mil)

但是我觉得哪个原因也难以解释,所以过来求助

  • REF5040的输出是可以直接连接ADC的,你的电路上先接了OPA333,又接了THS4281,将REF5040的输出直接连接到ADC上测试一下

  • 不知您的问题解决了没?
    从您的分析来看,模拟电压通过0ohm数字电压那边过来没问题。电源线走线尽量宽是为了保证提供的电流足够大,REF的电流不需要特别大,20mil的线宽应该是也够用的。
    参考部分电路来看,REF5040输出和OPA333输入之间建议接上一个10Kohm的电阻和C5组成一个低通滤波,同样,THS4281的输出也需要一个电阻和C10滤波,减少噪音,提高稳定性。基准部分的电路可以参考datasheet FIgure65.
  • 感谢解答。
    现在问题还没有解决。
    关于参考部分,ADS8862的datasheet使用了REF3240作为参考源,我开始的时候完全照搬,REF5040输出和OPA333输入之间加了10Kohm的电阻,但是REF5040输出会被拉低到3V左右,将10Kohm电阻短接后输出恢复正常。在OPA333和THS4281的缓冲电路中送给THS4281的电压是标准的4.096V。但是出现问题时,ADC的REF会吸取大电流,把THS4281的输出拉低。
    在ADS8862的Datasheet figure65中THS4281的输出用0.2ohm的电阻和10uF电容串联滤波,我使用10uF的钽电容代替,不知会不会影响。
    昨天又更换了一个全新的ADC,按照上面answer的建议,跳过OPA333和THS4281,直接将REF5040的输出经过滤波电容接到ADC的REF,ADC输入2V,结果REF脚电压达到了4.3-4.4V,输入引脚电压2V保持稳定。将输入接到地,REF回到4.096V,再将输入接到2V,REF再次跳到3.8V左右,同时输入引脚电压也在1.5-1.9V跳动,出现了和之前的ADC相似的情况。把缓冲电路接回去之后,参考信号一直处于3.5V左右。
    另外我还发现至少两个ADC出现了正输入被钳位到了0.7V的情况。
    现在愈发感觉是ADC内部输入部分的ESD保护电路被烧毁了,但是我实在不能理解其烧毁的原因。能烦请再帮我考虑一下原因吗?
  • 我昨天按照您的建议,跳过OPA333和THS4281,直接将REF5040的输出经过滤波电容接到ADC的REF,ADC输入2V,结果REF脚电压达到了4.3-4.4V,输入引脚电压2V保持稳定。将输入接到地,REF回到4.096V,再将输入接到2V,REF再次跳到3.8V左右,同时输入引脚电压也在1.5-1.9V跳动,出现了和之前的ADC相似的情况。把缓冲电路接回去之后,参考信号一直处于3.5V左右。
    另外我还发现至少两个ADC出现了正输入被钳位到了0.7V的情况。
    现在愈发感觉是ADC内部输入部分的ESD保护电路被烧毁了,但是我实在不能理解其烧毁的原因。能烦请再帮我考虑一下原因吗?
  • 补充一下,今天测试的时候,我去掉了ADC输入部分的跟随器和RC滤波,结果发现此时参考电压可以稳定在4.096V,但是此时数字信号会出现问题,波形变成了这个样子(示波器读不出来U盘,请见谅,波形中间没有高电平是对的,因为SPI时钟只有在数据传输时才工作,但是低电平被拉到了接近2V,更换ADC后依旧):

  • 你好,

    图上所示是SCLK的信号吧,可否把DOUT的数据波形一起抓一下,看是否也有类似的情况?
    其次,VIN的信号是从哪里来的,具体的幅值是多少?有一个疑问想请教一下,输入侧R15的具体作用是什么?
  • 你好,感谢回答。

    DOUT的信号如下(示波器还是不识别U盘,请见谅):

    实际要用的VIN信号是从传感器过来的0-3.5V电压,这个传感器部分还没有做好,在上面调试的时候,是用电位器从3.3V的DSP电源分压得到的。

    R15是一个50mA的自恢复保险丝,因为传感器最大输出电压是5V,虽然正常情况下被测信号不会使它超过3.5V,但为了防止意外,我便用了3.9V/0.5W的齐纳二极管来对输入信号进行钳位,这个自恢复保险丝是保护齐纳管用的。