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大家好、
我设计了一个小型分线板、用于在同一 I2C 总线上测试多个 INA260电流监视器。 我从每个 INA260 IC 中都得到了波动很大且不准确的读数。 当不提供电流且提供3A 电流时、您可以从一个芯片上看到读数。 所有芯片都表现出相同的行为。
我注意到 I2C 信号上升时间非常慢(上升时间~1.1uS @ 100kHz)。 在下图中、黄色走线是 SCK、蓝色走线是 SDA。 这是否会导致读数错误? SDA/SCK 和接地之间的电容值异常大-~3.8uF (在具有四个 INA260的电路板上、如下所示)。 随后、我将上拉电阻器减半至1.5kOhm、上升时间降至~500ns、这应在100kHz 时钟的 I2C 规格范围内。 仍然出现问题。 我将包括一段示波器读数视频,我们可以清楚地看到 INA260发送的数据包的 LSB 波动。 这让我相信、除了 I2C 线路的高电容之外、还有另一个问题。 我仍然想解决这个问题,因为我需要尽可能低的功耗。
我对导致该电容的原因有损失。 探测时裸 PCB 不显示电容、一个 PCB 上组装了单个 INA260、其0.1uF 去耦电容器和引脚接头的读数为~2uF。 我甚至移除了去耦电容器来测量电容、找到了相同的值。 此时电路板上没有其他组件。
我已包括原理图和电路板设计的屏幕截图(以 SDA 跟踪为例)。
那么、第一个问题是、导致这种大电容的原因可能是什么? 第二个问题是、除了这个问题、还有什么可能导致读数波动?
e2e.ti.com/.../INA260_5F00_Fluctuating_5F00_Readings.zip
此致、
Zhonghui、您好!
我无法打开 HEIC 文件或.mov 文件。 从我可以看到的结果中、我也无法解释电容问题的原因。 数据表中每个数字引脚的典型值为3pF、因此这实际上毫无意义。 如果您可以以不同的格式为我提供图片。 我尝试下载阅读器。
Javier 好、
很抱歉,这里有下载链接: https://drive.google.com/file/d/11hXiE4wHPUGCf-W06yPriBu3nhL58kmd/view?usp=sharing
请查看图片、
此致、
我现在将对此进行研究。 我将很快向您提供更新。
Zhonghui、您好!
我不知道这种设置会发生什么情况、但我认为这不是通信问题。
我看到3A、但测量值在1.4A 范围内变化、依此类推。 您是否连接了2个视差? 系统中的变化是什么? 电流是否在变化? 电压是否在变化? 您是否能够使用另一仪器测量电流以进行验证?
Javier 好、
是的、3A 通过两个并联的 INA260 (为了降低功耗)、因此它应该提供一个稳定且恒定的1.5A (+/-几%取决于两个并联 INA260的相对总分流电阻)。 在最后的应用中,我将对这两项进行求和,但这些截屏更能指示波动的结果(例如,1秒内从945mA 到1573mA)。 3A 为稳定直流电(通过良好的万用表验证)。 电源电压(3.3V)和总线电压均未变化。 我应该注意的是、我将 VBUS 引脚悬空、因为我不需要该测量。 这是否会以某种方式导致问题?
非常感谢。
此致、
Zhonghui、
我不认为将总线电压悬空是一个问题。
我唯一能想到的是两个并联 INA260上的电流不平衡。 您是否曾尝试测量这两者并查看其是否正确累加? 是否仅尝试连接一个设备并进行验证? 如果电流由开关电源供电、并且没有足够的电容来保持电压稳定、则可能是开关噪声、并导致转换时间内出现一些电表无法检测到的尖峰。
您是否尝试过不同的转换时间?
Javier 好、
感谢您让我了解这个电压噪声。 当我在 INA260的 SHUNT +和-引脚上放置一个电容器时、读数会变得稳定和精确、这是应该的。 分流器上的峰间值为10mV。 我想知道这是否与电源必须提供3A 但没有太大负载(通过 INA260分流器并直接返回电源时仅为~90mW)这一事实有关,这可能会扰乱电源的输出滤波阶段。 建议在数据表中添加电容器作为一种良好做法可能是一个好主意。
但是、I2C 线路上的高电容仍然存在。 对我可以尝试什么有任何想法?
非常感谢!
Zhonghui、您好!
我认为您的电容测量不准确。 我查看了您的时间常数和上升时间、并使用1.5kΩ 和2µF 提供3ms 的时间常数。 您的示波器照片显示、信号在大约2µS μ s 的时间内变为电压。
我认为电容远低于您的测量值。
Javier 好、
Zhonghul、
如果 INA260未导通或未通电、则可能会激活 ESD 单元、从而导致一些泄漏电流。 在进行电容测试时、请确保器件已开启、并且未连接任何其他元件。 这取决于电容测试仪驱动的电流。
我还建议您断开所有其他连接并为器件供电以测量此情况。
Javier 好、
Zhonghui、您好!
这些规格将涵盖所有温度和其他可能的变化。 如果上升时间不低于该值、我不认为器件将不起作用、但这也是所有其他时序变化所致。
对于您的电容、我计算出线路上的电容值约为228pF。 大多数示波器探头会增加大约10pF、而您的布局可能会增加其余的探头。 我使用 了模拟工程师计算器 、选择如下所示。 当信号达到最终值的约63.2%时、可以计算时间常数。