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[参考译文] TLV3402:双极电源和电平转换

Guru**** 2337880 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV3402
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/1520747/tlv3402-bipolar-power-supply-and-level-translation

器件型号:TLV3402

工具/软件:

您好、  

 我们 在双窗口比较器配置中使用 TLV3402来检测两个方向的过流。
比较器在双极配置+/-5V 下供电、但输出应在0V 和3.3V 之间摆动。 分压器作为电平转换器在输出端实现。
比较器的输入信号是差分放大器的输出。  

 我们假设电压转换尚未正确实现、但我们想分享一些观察结果。 实际上、我们需要帮助来弄清楚为什么这里会发生这种情况。
 

没有电流流过分流电阻器、TP507会被拉至3.3V。 因此、如果我们要使用数字万用表对照 GND 检查测试点 TP507和 TP505的电压电平、我们观察到 TP507上存在短路压降。  
我们首先连接示波器探头尖端、然后连接数字万用表以记录压降。  
但是、如果我们在 TP505上执行同样的操作、则不会发生任何情况、或者不会出现电压降。   实际上、如果您很快连接1nF 电容器或10Meg 电阻器、或者任何其他具有足够绝对自电容的奇怪器件、则 TP507上的这个压降可能会引起。  

如果我们在 TP507和 GND 之间添加1~10nF 的电容器、则不再会观察到压降。

请查看所附的原理图表示和波形。

您能帮助我们了解一下这里发生了什么以及原因吗?
如何改进输出端的电平转换?   

  

此致

Josko


 


  

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    您好、Josko、

    什么是生成-5V 电压? 它能否处理330uA 电流? 当输出变为低电平时、-5V 必须吸收上拉电流。

    -5V 线路在同一时间有什么作用? 当输出变为低电平时、它是否被唤醒?

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    您好、Paul:  

    什么正在生成-5V 电压?

    5V 电源轨来自 TPS7A3001。

    它能否处理330uA?

    我认为对于 TPS7A3001DGN、330uA 的电流可以忽略不计、由于压降较小、因此可以得到200mA。  
    它由-6、5V 反相降压/升压供电。  

    当输出变为低电平时、-5V 必须灌入上拉电流。

    这里的问题不是输出变为低电平时的问题。 这实际上是有效的。 实际问题是、当测试点 TP507 (外部上拉电阻器后的比较器输出)通过 Vref 或示波器探头测量时、输出可能会在短时间内被强制为低电平、而比较器的输入电压为0V 或更好地表示在基准阈值- Vref < Vin_comp <+DMM 范围内。  

    -5V 线路同时执行什么操作?

    我尚未检查、但目前无法执行此测量。 2~3需要同样的时间、每周1000周。
    也许我们需要关闭这个主题、稍后重新打开。   

    当输出变为低电平时、它是否会被激起?

    必须对其进行测量。  


    此致

    Josko  

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    您好、Josko、

    您的电平转换正确。 我没有看到问题。

    如果在触摸固定负载时它变得很低、则"毛刺脉冲"较低是由探头电容的充电引起的。

    最初、未充电(Vc = 0V)的电容器在首次加电时看起来就像短路。 因此、首次触摸时、电容最初会将输出拉 至低电平、然后通过25k 电阻充电至3.3V。 比较器输出为高阻态、没有影响。

    您的示波器照片看起来需要5us 的时间才能充电回99.3%(5Tau = 99.3%)。

    Tau = 5us/5 = 1us

    C = Tau/R = 1us/25k = 40pF

    40pF 距离示波器探头电容(加 strays)不远、对于 DMM 输入来说有点低(通常在100pF-200pF 范围内)。

    手指电容也可以在50-500pF 范围内、具体取决于您的按压力和表面积。 较大的电容将增加 Tau。

    如果是这种情况、那么我看不到问题。 这是正常的、可以解释的。

    如果似乎过于棘手、请检查并确保上拉电阻器实际上为15k 和25k。 如果它们是150k 和250k ,那么它们会增强效果。

    https://en.wikipedia.org/wiki/Time_constant#Time_constants_in_electrical_circuits

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    您好、Paul:  

    感谢您的详细介绍。 听起来很合理。   

    然而、这种行为引发了下一个问题、即该输出是否对强电场敏感?
    这种行为让我想起了在微处理器 RESET#引脚和接地之间没有电容器的某些情况。  
    可以观察到示波器探头或 DMM 的几乎相同效果。
    之后、ESD 和 EFT 脉冲始终会出现问题并可能会复位。

    您认为、ESD 或 EFT 的强电场是否会很快触发比较器输出到低电平、因为它们为高阻态并产生与示波器探头电容相同的效果?  

     

    此致

    Josko

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    您好、Josko、

    总是有这样的可能性...但如果领域是如此强大,你可能会有其他问题在其他地方。

    在这里、您接触到的是现有供电电路的(已放电)电容。 除非您"插入"某些内容、否则在正常操作中可能不会发生这种情况。

    杂散电容或添加的电容器将随信号线电平进行充电和放电。 当逻辑转换时、这些电阻器会以指数方式"舍入"到上升时间、但不会像您看到的那样随机地将线路拉低。

    至于复位线。 是的、如果您只是有上拉电阻器、而没有电容器、则使用示波器探头触摸它将导致相同的问题。 如果有一个电容器、并且它足够大(例如探头电容的10倍)、则充满电的电容器将充当电荷库并快速为探头电容充电。 因此、干扰很小或不存在。

    这还有助于使用值较低的电阻器来扩大杂散电容(降低节点阻抗、使其不会对环境敏感)。

    t = RC、因此使电容器更小或使电阻器的值更低会缩短"干扰"时间。

    所有这些都可以通过适当的布局、保持布线较短并屏蔽远离噪声源来避免。 布局技巧超出了本论坛的范围...这是一个学期课程。

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    您好、Paul:  

    好的、我明白了。 感谢您的耐心和专业方法。   
    可将主题标记为已解决。

    案例背景是该领域的一个问题、当电感负载开启时、我们会得到错误的 OC 读数。  
    我建议在比较器的输出端的 TP507和 GND 之间添加2、2nF 电容器、以查看这是否与我们使用 DMM 或示波器探头的观察有任何关系。  
      

    此致

    Josko

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    在这里放置电容会减慢上升和下降时间、因为现在电容必须通过电阻器进行充电和放电。

    它可能通过延迟上升时间来阻止小而窄的干扰、但也会延迟对实际过流事件的响应。

    您可能需要查看电源上的干扰/接地反弹、尤其是放大器输入端的干扰/接地反弹、因为这是最敏感的路径。