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[参考译文] LMP7721:γ 辐射传感器

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: LMP7721, OPA4350
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/656809/lmp7721-gamma-radiation-sensor

部件号:LMP7721
主题中讨论的其他部件: OPA4350

您好,

我在工作中继承了这种辐射检测板设计。 没有一个原始设计人员与我们在一起,而且几乎没有文档。 该设计经过了几次修订,但主板的30 % 仍不能按要求工作,或者在我们测试时,主板在我们的工厂工作,但在客户现场不工作。  

PIN二极管(PDB-C156-ND)用作传感器,随后LMP7721用作第一级互阻抗放大器。  我首先怀疑布局和噪音问题,因为板上没有护环。 整个电路都封装在铝护罩中,但没有护环。 随着我进一步调查,现在我也怀疑反馈电容器和电阻值。  

此阶段之后是带通滤波器。 当然,我发现切断频率设置有点偏离,随着我更改值,性能显著提高。  

虽然我仍然不知道以前的主板设计人员是如何计算LMP7721的电容器和电阻值的,但我需要对这一点有另一个看法,因为我自己的计算得出了不同的值。

您可以在下面看到电路的LMP7721部分,其中:

C19 = 0.6pF,R3 = 10兆欧,R17 = 100Kohm,R18 = 49.9Kohm

使用数据表中的公式8 (第19页)并假设:

CS = Cin + CJ + Ctray,其中Cin是LMP7721输入电容(11pF),CJ是光电二极管(10pF)的结电容,假设任何杂散电容为3pF。 我有CF ~= 0.4pF。 如果我不更改R17和R18,则C19应为0.8 pF;如果我将R17和R18更改为5万和10,则C19应为2 pF。

所以我有两个问题:

1-您认为当前值是否正常工作,我应该保留它们的现状,或者我应该用上述任何配置替换它们吗?

2-您是否建议我更改布局并为LMP7721添加保护环?

感谢您的帮助,

5月Varza

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    您好,May,

    现在,我们假设设计没问题,因为其中大约70%的设计看起来可以根据需要工作。

    请解释"主板的30 % 不能按预期工作,或者在我们的工厂测试它们时,它们在我们的工厂工作,但不能在客户的现场工作"在主板工作和不工作的情况下的表现如何?

    LMP7721具有超低输入偏置电流,如果没有做出特别努力来确保超清洁的PC板和组件环境,则很容易损坏放大器的性能。 如果PC板或组件上存在焊剂污染或手指油,则电路的运行可能会严重退化。

    您采用了什么PC板清洁措施来确保完全清除电路板装配和处理操作中存在的焊剂和任何其他污染物? 我们使用水溶性助焊剂进行评估板焊接,然后使用去碘水将PC板通过两次单独的超声波清洗。

    此致,Thomas
    精密放大器应用工程
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    您好,Thomas:

    就所需功能而言,该板的其余部分包括一个带通放大器,一个比较器和一个具有较长时间常数的最终级低通滤波器。 在存在辐射的情况下,最终输出读数应为5V,无辐射为0V。

    至于清洁方面,我不知道是按照什么程序进行的。 我不得不等待我们的机械工程师休假回来,因为他是掌握信息的人。

    我可以分享完整的示意图,这是必要的。

    谢谢!

    5月

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    您好,May,

    好的-我了解LMP7721在您的应用程序中的基本互阻抗功能,但不清楚~30%是如何失败的。 您能否描述发生故障的设备的行为,或它们未能做什么?

    请务必提供示意图中显示LMP7721及其后面的过滤器的部分。 包括电源,输入信号,输出负载等信息。 我已经在您在E2E上提供的LMP7721电路上运行了一些模拟,并确认了设计的可行性。 我确实必须对Vref_Pre电平做出假设,但即使它与我的假设值不同,电路性能也应该相似。

    此致,Thomas

    精密放大器应用工程

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    您好,Thomas:

    感谢您验证设计。 我附上了完整的示意图。

    请看一下我被告知哪些是这些主板故障的定义:

    "以下是对标准测试的描述,定义了故障:

    •传感器已插入测试设置

    •打开电源o正常操作:万用表显示电压峰值为~5V,然后衰减为~20 mV (“背景”值)

    •将传感器移至(小于6英寸)辐射源o正常操作:万用表显示的值介于0和>200 mV之间,具体取决于活动量和与传感器的精确距离o故障:万用表值与背景值不会发生变化  


    推测这些故障是由于检测辐射的二极管出现故障,尽管这尚未得到明确证实。 在装配之前或装配期间,辐射传感器和板目前没有既定的QC协议。 辐射传感器进行的唯一QC检查是端点检查:验证传感器在组装后是否对辐射作出响应(如上所述)。

    大多数故障传感器都在该端点检查过程中被捕获。 但是,在先前已在Sofie显示辐射传感器正常工作后,射野中仍有辐射传感器出现故障的情况。 这些失败的原因没有得到很好的说明。 此外,在组装和测试过程中,我们还注意到主板出现故障。 这些故障几乎总是导致12伏输入对地短路。'

    我也知道,一个铜屏蔽被焊接在电路板上,以覆盖光电二极管。 此屏蔽层焊接在我们工厂的完全组装板上。 此程序产生的热量是否会损坏LMP7721?

    我注意到的另一件事是,上面提到的是,在正常操作中,连接到输出的万用表显示存在辐射时为0-200mV,这不是我所测量的。 我使用与1Mohm电阻器串联的函数发生器来创建输入电流脉冲,以馈入LMP7721上的输入电流脉冲。 如果您能为我指出正确的方向,以防我做错任何事情,我将不胜感激。

    BTW,C17在BOM上标记为DNI!

    谢谢!

    Maye2e.ti.com/.../SOF_2D00_1861031103-_2D00_-RADAFERevG_5F00_LOW.PDF

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    您好,May,

    仔细阅读您提供的信息,就会发现未确定发生的特定组件故障,尽管它表明它是PIN光电二极管。 您还会提到:"这些故障几乎总是导致12伏输入对地短路。" 这是从精确电源的VIN输入到GND的短路,还是电路中的另一个连接? 如果LMP7721或OPA4350在TPS7A4901稳压器及其输出被拉至意外电压水平后,其V+和V-电源针脚之间发生短路。 我不知道这是否会导致从12 V线路到GND的短暂指示。

    您是否已将其中一个出现故障的主板拿走并尝试更换PIN光电二极管或LMP7721,然后重新测试? 请注意,如果二极管不工作,LMP7721 VOUT_PRE电压电平应大约等于应用于同相输入的Vref_PRE。

    当然,温度过高会损坏半导体。 LMP7721数据表提供了有关在PC板上焊接设备的信息;红外或对流(20秒) 235°C MAX,波焊引线温度。 (10秒)最高260°C。 如果在PC板上焊接黄铜护罩的过程使LMP7721和其他半导体受到超过LMP7721规定的温度/驻留条件的影响,则可能会损坏它们。 每个半导体器件都不同,并且具有不同的热容差。 您可能需要查看用于该焊接过程的规格和程序。

    此致,Thomas
    精密放大器应用工程