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[参考译文] THS4531:-40°C 环境温度下观察到的毛刺脉冲

Guru**** 2382330 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4531
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1489112/ths4531-glitching-observed-at--40-c-ambient

器件型号:THS4531

工具与软件:

与之相关的人员、

 

我们已在以下单端到差分配置中实现了 THS4531、从而确保不会违反数据表中指定的任何参数。

   

 

然而、我们已经看到-40 C 环境温度下的输出干扰。  在以下示波器迹线中捕获了一个毛刺示例:

 

 

即使输入降至无信号、这种干扰仍然存在、并且在温度上升后似乎完全消失。

 

还应该注意的是、只有大约15%使用该电路生产的电路板似乎出现此问题。

 

在上述配置中、您是否认为芯片有任何原因以这种方式工作? 此外、如果您能推荐不涉及重大设计变更的解决方案、我们将不胜感激。因为该电路用于当前交付的产品中。

 

期待收到您的回复。

 

非常感谢、

Bhav

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Bhav、

    我可以帮您调查这种行为。

    我的第一个请求是查看已知正常的设备在"已知问题"板上是否出现故障;类似地、如果"已知良好"板上的"已知问题" IC 未出现问题。  这种 A-B 交换有助于理解是否需要考虑返工/处理和 IC /电路板差异。

    15%是一个相当高的速率的非理想行为发生;你可以分享任何布局或 PCB 文件吗?  如果您愿意、我可以通过 e2e 私下给您发消息、让您交换电子邮件。

    我的第一个想法是、是否存在商品存储/湿度方面的问题?  旧器件或潮湿的器件在极端温度下(对于工作温度)可能会出现奇数行为。   

    无论原因是什么、我认为我们需要更多信息来帮助解决。  如果您可以检查 A-B-A 交换、并与我一起了解更多设计细节(如 PCB)、我们可以继续解决此行为。  如果需要、我们可以考虑其他方式、包括以官方方式退货、善意发货到 TI (我的办公室)以进行调试以及通过电子邮件/交换信息进行调试/分析。

    我还将在我的整个团队中进行检查、以查看是否已知此器件系列或工艺技术的任何低温干扰。

    此致!

    ALEC

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    尊敬的 Alec:

    感谢您的及时响应。


    您的团队是否对低温干扰有任何反馈? 您的客户之前是否曾体验过此功能?

    关于共享布局、我们正在内部讨论、一旦 获得共享授权、我们将立即确认。

    自我发布最初的帖子以来、我们已尝试过以下内容(除非另有说明、否则所有这些内容均按照原始原理图进行了测试):

    1.删除了到"另一个 TI IC 的输出连接、并用40k 差分电阻代替它-无改进

    2.删除了反馈电容器-没有毛刺

    3.已将电源电压更改为+/- 2.5V -无改进

    4.直接在输入或输出引脚上使用标准10 x 无源探头进行单端探测-无毛刺脉冲消失

    5.添加22 pF 与 R4并联-毛刺消失

    期待收到您的回复。

    非常感谢、

    Bhav

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    您好、Bhav、

    感谢您的更新。

    如果按比例减小 RF 和 RG 电阻器(分别为14k 和10k)以保持相同的增益配置、是否会看到干扰?  有时、在 FDA 电路中、高电阻值可能会增加噪声贡献和影响。

    如果您在任何滤波中需要这些特定值、则不需要执行此操作、但现在我只观察了一个使用反馈电容器的典型 FDA 配置。

    值得注意的是、添加22pF 与 R4并联可消除干扰;这可以有效地对高频噪声进行去耦。  该设计的目标工作频率是多少?  

    此致!

    ALEC

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    尊敬的 Alec:

    感谢您的快速响应。

    我们尚未尝试减少射频和 RG 电阻器、但会这样做。

    这在音频应用中、并且该级需要~16kHz 截止频率。

    冷却器件时、我们注意到的一件事是输出共模电压从1.25V 降至~0.9V 。这是您应该看到的结果吗?

    非常感谢、

    Bhav

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    您好、Bhav、

    输出共模电压随温度变化的数据点很容易知道。  我将与团队核实这一点、但由于内部输出共模缓冲器、VOCM 预计会保持在 VOCM 引脚设置的电平。

    您能否确认 FDA 在低温下的 IQ?  我还想知道输出负载在温度范围内是否保持一致。

    关于上面的调试步骤4:当探测每个输出时没有干扰、当观察到干扰时、如何测量 FDA 输出?

    此致!

    ALEC

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    您好 Alec、我与今天休假的 Bhav 一起工作。 由于这个问题是相当严重的,并且我们在船舶搁置,我想现在回答你的问题,而不是等到下周。

    1. 由于我们使用电源平面、因此我们无法在不提起电源引脚的情况下测量 IQ。 我们担心这会改变芯片的行为。 我们可以测量 IQ、它将帮助您获得答案。
    2. 探测是在16k 电阻后完成的。 道歉我们应该已经解释了这一点。 我们已断开 另一个 TI 芯片的连接并使用等效负载电阻器、但未发现行为有区别、因此、请勿怀疑另一个 TI 芯片 是导致 问题的原因。
    3. 我们肯定会看到"输出" 共模随温度发生变化。 室温条件下为~1.25V、冷态下降至0.9V、然后恢复、即在温度条件下恢复至1.25V 则恢复到环境温度。 VOCM 引脚保持为1.25V。芯片内部的共模电压控制看起来取决于温度。

    如果我们能提供任何其他信息,请告知我们。

    感谢您的持续支持

    Dipak

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    尊敬的 Alec:

    对上述信息的一项更正;

    VOCM 输入和输出共模不会随低温变化、并保持在1.25V

    ~0.3V 漂移的观察结果被隔离在单个板上、这在我们此后测试过的少数几个电路板上是无法观察到的。

    您或您的团队最初有什么想法?

    非常感谢、

    Bhav

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    您好、Bhav、

    感谢您的更新。  最好确认 VOCM 输入和输出共模电压不偏离1.25V。

    最初考虑:由于驱动输出电容器、THS4531输出可能会振荡/不稳定。  稳定性问题可能仅在低温条件下出现。

    检查这一点的一种方法是在 FDA 的输出端添加小串联电阻、在 FDA 的输出阻抗和电容器之间提供隔离电阻。  该电阻的范围可以在 THS4531数据表中驱动容性负载的第9.2.8节所述。

    如果您无法在 OUT+和 OUT-处添加小型串联输出(隔离)电阻器、则还可以通过移除容性负载来检查这一点。  当您直接探测器件引脚并注意到干扰消失时、探头的电感可能会使负载电容偏移并改变放大器的稳定性。

    此致!

    ALEC

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    您好、Bhav、

    与我的团队讨论后、我还收到了更多反馈:

    这可能会导致稳定性问题、因为 CFB (反馈电容器)会改变 AOL、从而降低放大器在低温条件下的稳定性。  去除 CFB 可修复干扰、从而支持这一理念。  放大器可能会满贯到高电平以处理不稳定情况、然后恢复。

    2.解决此问题的方法是移除 CFB、而不是在反馈环路中进行滤波。  您可以使用一个并联输出电容器、在输入下一个 TI 器件之前为 THS4531输出添加滤波功能。

    3.总体可以降低 Rf 的电阻(相应地调整 Rg ),因为14kOhm Rf 的值很高,会影响噪声和偏移项。

    您可以通过无源输出滤波器实现16kHz 音频截止频率、以消除 CFB 对 FDA 稳定性的影响。  您还可以调整 RF 值并调整电路、使其在低温条件下更加稳定。   

    我意识到您可能无法向 THS4531的输出端添加电容器来形成具有 R8和 R9的无源滤波器、因此、您也可以降低 CFB 电容。  较低的电容对稳定性的影响较小。  您可以调整 Cfb、Rf 和 Rg 以改善低温行为。  根据15%的观测率、这种行为与稳定性有关、而且 电路设计可能在低温时不稳定、因为并非每个 电路板都出现这种情况。

    此致!

    ALEC