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[参考译文] THS4551:使用 FDA 作为驱动 SAR ADC 的 MFB 低通滤波器时出现直流线性问题

Guru**** 2562120 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4551

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/1570238/ths4551-dc-linearity-issue-when-using-fda-as-mfb-lowpass-filter-driving-sar-adc

部件号:THS4551


工具/软件:

您好 TI 支持团队!
我们在电流测量前端中将 THS4551 用作分流电压放大器(直流增益= 9)、抗混叠滤波器和 ADC 驱动器。
连接的 ADC 是一款具有集成多路复用器 (LTC2373-18) 的 18 位 SAR。



采用此测量电路的 PCB 已经批量生产了几个月(大约生产了 2000 块 PCB)。
在生产测试((23°C 校准)期间、一些模块因涉及 THS4551 的上述电流测量产生高直流线性误差而失败。

这些是对 4 个受影响的多氯联苯进行分析后得出的实际结果

  • 当分流电流高于+- 0.5A (THS4551 输出端为+- 0.81V) 时、ADC 中的直流误差会突然增加。
  • 对于+–1.25A 的直流输入 电流(相应的+- 2.025V 差分输出电压)、测得的最大误差为 600ppm。
  • 这种与振幅相关的直流误差阶跃仅在 20°C 和–25°C 之间的较低环境温度下出现。 这可以通过在气候室中进行测量来验证。
    对于高于 20°C 的温度、最大直流误差符合预期、<(测量范围的)80ppm

这些措施可以解决直流线性问题、但不清楚具体原因是什么:

  • 使用光学隔离式示波器探头探测 THS4551 输出((4 pF || 5 M Ω 输入阻抗)  
  • 将 THS4551 替换为另一个生产日期代码
  • 从 ADC 输入端移除 100 个 pF 电容器 (C3 和 C10) 或将其增加到 200 pF

我不清楚生产流程中是否存在问题(MSL、ESD??) 这可能会导致这种行为、或者如果是由于元件容差而出现的设计问题、则会出现这种情况。

THS4551 电路的稳定性问题是否是直流误差增加的原因?  
我在 TINA 仿真中看到、ADC 输入和 GND 之间的 100 pF 对相位裕度没有影响。

其他客户是否已报告此类问题?

很高兴您能在这个主题上为我提供帮助。

此致、
Alex

e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_ADCdriver_5F00_with_5F00_MFB_5F00_lowpass.TSC

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    您好 Alex、

    我们在 FDA(包括 THS4551)上不会看到这种行为。  下面我来深入了解一下此行为并查看您的仿真文件。  如果客户的日程安排很紧、或者在您需要我的支持或数据/结果/断言的地方与您会面、您能否与我分享?

    为了确保 FDA 的稳定性、我们有时会看到或建议在 FDA 输入之间使用并联电容器、如 THS4551 数据表(例如 100fF 的典型值)中所示。

    此致、

    Alec

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    尊敬的 Alec:
    谢谢你的快速忏悔。
    我从事硬件开发工作、我们公司是直接 TI 客户。
    很高兴能召开会议、为我提供支持、如果您对此感兴趣、我可以分享更多测量数据。
    这个话题非常紧迫,因为我们需要在生产过程中采取行动。


    目前很难判断是否存在稳定性问题、因为 THS4551 电路的每一次小改动(例如,连接示波器探头)都会消除直流线性误差。

    您可以找到我所做的环路增益仿真。 相位裕度为 20°、该值非常低(THS4551 数据表的图 10-11 中的典型应用电路具有大致相同的相位裕度)。

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_MFB_5F00_ADCdriver_5F00_LoopGain.TSC

    BR、
    Alex

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    您好 Alex、

    谢谢、我会为您详细探究这些内容。

    我也很高兴参加会议、您是否有与 TI 现场团队销售或应用工程师合作来获得此支持?

    我预计会对电路或元件进行修订、但 FDA 本身不太可能出现问题。  请随时更新此主题。

    如果您需要向我发送消息、我也会向您发送包含我的电子邮件的直接消息。

    此致、

    Alec

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    我们的 FAE 将在 10 月 6 日之前离职、但我已经通过电子邮件通知了他。

    直到现在、我才收到包含您的电子邮件地址的消息。 请你把它寄给我,我们可以安排一个 CW 41 或 42 的会议吗?

    谢谢、
    Alex

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    您好 Alex。

    我意识到我需要您接受我对 e2e 的“朋友请求“、否则我不允许私下向您发送消息。  在此之后、我们可以交换电子邮件联系。

    谢谢!

    此致、

    Alec

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    我已经接受了你的朋友的请求...希望它现在起作用。

    BR、
    Alex  

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    您好 Alex、

    我已经共享了我的联系信息。   

    此致、

    Alec