This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] LMK5B33216:I2C 通信问题

Guru**** 2502205 points
Other Parts Discussed in Thread: LMK5B33216

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/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/1535637/lmk5b33216-i2c-communication-problem

器件型号:LMK5B33216

工具/软件:

我当前使用 I2C 与 LMK5B33216 通信、并观察到以下行为:

  1. 当 GPIO0 = 1 且 GPIO2 = 1 时、I2C 通信正常工作且信号稳定。

  2. 当 GPIO0 = 0 且 GPIO2 = 0 时、I2C 通信变得不稳定(未接收到 ACK)、并且 VCC 线路上会出现轻微波动。

此外、我注意到、在波动期间、有时可以在传输 I2C 信号时接收 ACK。

下面是我的电路图。 我想知道如何实现稳定的 I2C 通信、即使 GPIO0 = 0 且 GPIO2 = 0 也是如此。

  • 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、Harry:

    请允许我们有时间回顾。 我们将在 7 月 4 日美国假期后的下周初回复您。

    此致、
    Jennifer

  • 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 Harry、

    该问题似乎与电源相同、未针对模拟和数字信号进行隔离有关。

    在原理图上、它显示了 I2C 时钟信号 SDA、SCL 和 VDD_DIG 等所有数字信号都连接到与模拟引脚相同的电源 (VCC)。 由于这些线路相互连接、因此当模拟或数字线路的电源发生变化时、这会影响电源的信号质量。

    我们可以从您提供的图片中观察到这一点。


    首先、我们来阐明这两种不同的 GPIO 设置是什么。 当 GPIO0 = 1 且 GPIO2 = 1 时、器件设置为在低功耗模式下运行、因此器件的 PLL 关闭。 PLL 是器件控制和设置输出频率的模拟部分。


    接下来、当 GPIO0 = 0 且 GPIO2 = 0 时、PLL 开启、器件设置为在正常条件下运行。

    在提供的第一个图像中、当 GPIO0 = 1 且 GPIO2 = 1 时、我们可以看到稳定的信号。 这是合理的、因为当 PLL 关闭时、没有模拟输出会导致我们的输入信号损坏。 这本质上是隔离我们的数字信号、因为器件的模拟输出部分未开启。

    对于您在 PLL 开启时提供的其他图像、我们可以看到电源 VCC 上出现纹波。 这是合理的、因为现在我们的输出频率正在干扰我们的电源以及影响数字信号。

    解决此问题的最佳方法是添加铁氧体磁珠来隔离系统中的不同电源线。

    为了实现经过优化并减少的电源滤波网络、您应在 VDD_DIG 引脚附近添加一个 220 Ω 铁氧体磁珠和一个 10uF 电容器。  
    如果您计划在多个不同的通道上生成多个不同的输出频率、您应该要求还向每个输出电源添加铁氧体磁珠和电容器。

    下面随附了描述 LMK5B33216 评估模块数据表一部分进行电源滤波的图像。


  • 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。

    尊敬的 Kyle 和 Jennifer:

    感谢您的答复。 由于我手头没有任何 220Ω 铁氧体磁珠、因此我替换了 120Ω 磁珠并通过 120Ω 磁珠和 10 µF 电容器连接了 VDD_DIG、但问题仍然存在。 在这种情况下、我是否需要隔离每个 VCC 电源轨并分别向其添加铁氧体磁珠?

  • 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 Harry、

     220Ω 铁氧体磁珠是最优的、因此如果您仅使用 120Ω 铁氧体磁珠、噪声可能会更大、但它应该是可以接受的。

    最好在每个 VCC 电源轨上使用铁氧体磁珠。

    您是否还能够提供原理图来查看其他潜在的噪声原因?

    此致、
    Kyle Yamabe

  • 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。

    尊敬的 Kyle:

    这是我当前的原理图。 由于修改我们的 PCB 相当麻烦、我想问是否有办法确定哪个 VCC 引脚导致了问题、或者某些配置未正确设置、从而导致 IC 出现异常启动。 另外、在电压振荡期间间歇性地进行通信也相当奇怪。

  • 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。

    尊敬的 Kyle:

    我通过将 VDD_DLG 从外部连接到 VCC2 来执行了另一个实验。 因此、我观察到以下现象:VCC 被轻微拉低、SDA 线路被拉至低电平并无法使用。

    GPIO0 = 0;GPIO2 = 0

  • 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 Harry、

    基于电路板上似乎存在问题的最后一张图像。 其他 VCC 电源轨也可能导致问题。  

    测试其他 VCC 电源轨的最佳方法是使用 GPIO0 = 0 和 GPIO2 = 0 配置来测试电路板、并查看电压轨是否受到影响。

    由于不同的干扰源可能来自任何 APLL 和输出、并且我们只能在启动时加载配置、因此我无法考虑另一种测试方法。 如果某个输出 VDDO 或 APLL_VDO 导致问题、则需要将器件编程为特定的配置、以便能够缩小范围、但由于我们仅限于在启动时加载某些 ROM、因此我们无法使用这种方法缩小这种范围。

    此致、
    Kyle Yamabe

  • 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。

    尊敬的 Kyle:

    感谢您的答复。 我还有一个问题。

    该图显示了初始电路通信。 起初通信似乎不稳定、但在 VCC 被略微下拉的特定范围内、通信变得稳定、并且可以正常接收 ACK。 超出此范围时、通信失败。

    IC 似乎在这些特定条件下进入某种通信模式。 根据这种行为、是否可以推断出可能导致该问题的引脚、或者是否需要修改电路配置?

  • 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 Harry、

    您需要为所有 VDD 的内核电源提供单独的电源轨。  

     可以将 VDDO 电源轨全部保持在一起。

    此致、
    Kyle Yamabe

  • 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。

    尊敬的 Kyle:

    感谢您的答复。  

    我将修改电路以分离 VDD 电源轨并将 VDDO 线路组合在一起、如下图所示。 我想问你以下问题:

    1. 是否有任何需要保留的引脚或应进行的任何修改? 如果是、请告诉我。

    2. 您是否有任何推荐的铁氧体磁珠型号? 我们计划继续进行采购。

    谢谢!

  • 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 Harry、

    这是我们推荐的铁氧体磁珠 BLM18SG221TN1D。
    您是否还能提供您的电路板的布局? 可能导致噪声耦合问题的其他一些问题可能是开关电源的位置和接近度(靠近芯片)。 隔离接地或尖锐的布局角等其他问题导致天线。

    添加单独的电源轨将有所帮助、但仍有其他可能的耦合原因可能导致电源轨上出现问题。

    如您所述、需要重新设计、因此观察整个系统级布局也很好、以防万一。

    此致、
    Kyle Yamabe

  • 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。

    尊敬的 Kyle:

    由于 PCB 布局信息相对保密、您能否提供您的电子邮件地址、以便我们在新 PCB 布局完成后将其发送给您?

    谢谢!

  • 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 Harry、

    我会通过电子邮件与您联系。

    此致、
    Kyle Yamabe