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[参考译文] AMC7836:观察到 DAC 输出尖峰

Guru**** 2489685 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC7836

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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1531578/amc7836-observed-spike-on-dac-output

部件号:AMC7836


工具/软件:

您好、

我们在下面的屏幕截图中观察到了以下尖峰。  当我们执行 复位(紫线)时、会出现尖峰、我们移除+5V 电源(绿色)和–5V(黄色)。 在一些提到的 DAC 和某些通道上、我们会在正常放电至 0 时增加一个正 0.7V 尖峰。

绿色:在 TI DAC 上为+5.0VA
紫色:TI DAC 上复位
洋红色: 一些 DAC 输出中存在尖峰
黄色:在 TI DAC 上为–5.0VA

我们 在+5V 电源轨上添加了一个与 10uF 电容器并联的 100 Ω 电阻器、这似乎可以解决尖峰的问题、但由于电流消耗较高、我们正在寻找更好的解决方案。  您以前是否观察过类似的行为、如果观察到、如何解决?

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    嗨、Zan、

    我不相信这是正常的。 数据表显示了不同的断电序列图以及 DAC 的行为、但没有显示复位命令。 如果在不关闭电源的情况下进行复位、是否仍然会受到此干扰? 相反、如果您在没有复位的情况下关闭器件电源、您是否会看到这些干扰?

    谢谢、
    Erin

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    尊敬的 Erin:

    修改 ZAN 的说明 — 这是包含 AMC7836 元件的模块断电时的行为。 所有电源轨都会以略微不同的衰减时间下降、并且复位变为 0、因为微控制器会丢失电源。 AMC7836 断电序列看起来不受控制。 我们发现、断电期间的正电压尖峰会发生在不同的 DAC 输出上、而不是所有器件上。 请注意、所有 DAC 输出都配置为负电压电源、因此此正尖峰会很成问题。

    您提到数据表中有断电序列图 — 您能否向它们指出?

    Robi

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    上图显示了下拉复位和电源开启时的 DAC 瞬态。

    绿色是+3.3V 电源(AMC7836IPAP 上的 IOVDD 引脚)。

    紫色信号是反相复位信号 (AMC7836IPAP 上的引脚 2)

    洋红色 为–5V(AMC7836IPAP 上的 AVEE 引脚)

    黄色是 DAC 9 输出 AMC7836IPAP)

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    以上是所请求的图、其中~Ω RESET 引脚连接到+3.3V 电源、并且我们的电路板已断电。

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    尊敬的 Samo:

    作为参考、关断图为图 32 至 35。 这些图更多地反映了特定电源突然关断的情况、但在所有情况下、DAC 输出都应遵循 AVEE。 只是为了确认、您的所有 AVSS 电源是否都连接到了 AVEE?

    为了跟进您的评论、您能否提供有关“不同的 DAC 输出、而不是在所有器件上“的更多详细信息? 是否有存在此问题的特定 DAC? 您是否尝试过执行 a-b-a 交换、在两个电路板之间交换不良和良好的器件、看看 DAC 是否出现问题?

    谢谢、
    Erin

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    你好、Erin!

    感谢您的答复。 下面是我们使用的 AMC7836IPA 的原理图。

    该用例的一些详细信息:

    1、我们使用 DAC 输出 0 至 13 (DAC0 至 DAC13) 为 GaAs HEMT 提供栅极。  

    2.我们仅使用负电压范围(–5V 至 0V)

    3.我们不能为 GaAs HEMT 提供高于+0.2V 的正电压,因为这种正向偏置栅极,这会导致 GaAs HEMT 性能下降。 上图中的正尖峰显示尖峰变为+0.7V。 这是因为 GaAs HEMT 的栅源结 开始钳制 TI DAC 输出。

    4.我们注意到我们的一些电路板在 TI DAC 上不会出现尖峰。 我们注意到一些电路板确实会出现尖峰。 很难说受影响的电路板百分比是多少。

    5、我们注意到、受影响的电路板上的正尖峰看起来有所不同。 我们知道、在一个电路板上、DAC9 和 DAC13 会受到影响。 在第二个板上、只有 DAC 14 受到影响。 在第三板 DAC6 上、DAC9 和 DAC13 受到影响。 我们正在测试更多电路板、并将更新结果。

    6.我们还没有尝试更换操作板和受影响板之间的两个芯片。

    7.我们尝试断开 GaAs HEMT 并检查受影响的未连接 DAC9。 尖峰仍然存在、这意味着它来自 DAC。

    8.我们注意到温度起着作用。 冷态下的尖峰要大得多。 我们很快就会分享地块。

    问题:

    数据表中的图 119 和 120 显示了 DAC 提供容性负载时的瞬态响应。 GaAs FET 具有高阻抗(不确定是否为容性)。 这可能是原因吗? 如果是、为什么不是所有 DAC 都具有相同的行为?

    2.我们注意到可以通过在引脚 49 (REF CMP) 上添加 220uF 来抑制尖峰。 数据表需要 4.7 μ F。 如果我们可以将电容增加到 220uF、您能不能找到? 我们对此做了什么?

    2.广告

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    尊敬的 Samo:

    感谢您提供的详细信息! 似乎没有确切的 DAC 相关性。 下周工作恢复时、我将在 EVM 上尝试这种方法。我想知道是否需要某种关断时序来避免这类尖峰。 我不知道向基准添加更多电容会消除尖峰的原因、这也是我要看的。  

    您能否看到是否在 DAC 输出端添加一个小电容器来看看这样是否可以防止出现尖峰?

    谢谢、
    Erin

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    正如承诺的那样、尖峰会随温度而变化:

    THOT (+85°C):

    Tcold(同一块板与上面相同的 DAC 输出):

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    你好、Erin!

    我们需要您帮助了解是否可以在 REF_CMP 引脚上添加 220uF 的电容?

    如前所述、如果我们添加 220uF、则一个电路板上的尖峰受到控制。 请参阅下图:

    余量:

    冷态:

    尖峰显示自身、但仍低于 0V、这对我们来说是可以的。  

    我们需要尝试更多板。 但请说明这是否安全!

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    你好、Erin!

    还有一个关于 AMC7836IPAP 芯片的问题。 这与上述尖峰无关、但出于我们的一般理解:

    我们注意到、对 DAC 自动范围至关重要的 AVssth 电平可能在–3.5V 和–1.5V 之间。

    这是否涵盖了芯片间的差异?

    这是为了歇斯底里吗?

    例如、如果我们向 AVss 引脚施加–3V 电压(并且向 AVCC 施加+5V 电压)、自动量程的结果是什么?

    是否所有芯片的 DAC 输出都设置为 0V 至–3V?

    DAC 输出是否取决于芯片:一些在 0V 至–3V 之间、一些在 0V 至+5V 之间。

    非常感谢您的答案、

    Br Samo

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    尊敬的 Samo:

    测试故障时、您的温度有多低? 我假设原始问题是在室温下发现的?

    我预计使用 220uF 电容器加载基准不会出现严重问题。 请注意、在此额外负载下、基准将需要更长的时间才能达到理想的 2.5V 电压。  

    关于一般信息:

    阈值是芯片间差异的阈值、是的。 一般而言、预计最高 VSS 电压为–5V。 数据表中的此表显示了这一点。 如果您使用–3V VSS、自动检测可能无法按预期工作。 它可能取决于芯片、并且施加至少–3.5V 电压将保证所有 DAC 输出都设置为负范围。

    谢谢、
    Erin

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    你好、Erin!

    是的、问题是在室温下出现的。

    您是否能够在 EVM 上重现尖峰?

    您是否有其他建议可以抑制尖峰?

    是否有可能召开会议讨论这一问题和潜在的解决办法?

    我们迫切需要一种解决办法来解决这一问题、最好不要改变布局。

    Br Samo

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    尊敬的 Samo:

    我无法在 EVM 上重现此问题、但我并不感到惊讶、因为受影响的 DAC 是随机的。 因此、REF_CMP 引脚上的 200uF 电容器不会导致 DAC 输出出现任何问题、但可能会导致 ADC 侧出现问题。

    出于好奇心、您是否尝试过实现关断序列、在关闭电源之前关闭 DAC 或执行复位操作?  

    谢谢、
    Erin

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    你好、Erin!

    这种情况是移除电源。 我们无法实施关闭序列、因为我们会立即松开微控制器。

    我们测试的是以下配置:  

    1.我们将~Ω RESET 连接到电源并断电。 在这种情况下、复位保持更长的时间、但没有任何帮助。

    ~所有电源都保持打开状态,并且只从一个 uc 切换至零。 这种做法很好、但我们的情况并非如此。

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    尊敬的 Samo:

    在这种情况下、我是指在进行电源关断之前进行复位或关闭 DAC。 至少对我来说、看起来 DAC 在关断期间会重新范围到正范围、从而导致出现这种尖峰。 因此、我很好奇、是将 DAC 设置为零标度、关闭 DAC、还是只是完全复位器件可能解决这个问题、还是至少减少尖峰。  

    谢谢、
    Erin

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    这正是问题所在 — 我们的设备经常出现断电情况。

    我们无法切换 DAC 并使电源保持运行 30ms 至 50ms。

    是的 — 在我看来,负电源高于阈值后,DAC 会进入自动量程。 令我感到奇怪的是、信标 3.3 数字电压已经很低 (<1V)。  

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    尊敬的 Samo:

    是否可以在瞬态期间探测 DAC 输出和 VREF_CMP 引脚? 在警报或复位事件期间、DAC 输出应被钳位至 VSS、但在正常运行时、VREF 上的负干扰看起来像 DAC 上的正干扰(当处于负范围内时)。  DAC 上是否也有容性负载? 更大的负载、例如>100nF?

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    您好、Paul!

    下面是 REF_CMP 电压和 DAC 输出 (Vg12_LNA) 的示波图。

    从之前的测量结果可以看出、在 DAC 出现正干扰之前的 5ms 内、复位会下降。

    VREF_CMP 看起来很干净。

    在正常运行期间、DAC 输出确实应被钳位到 VSS。 未定义 VSS 的下电上电情况如何?

    如下文所述、这种行为在 DAC 和芯片间是随机的。

    我还是责怪自动量子,但我不知道芯片的内部。 数字电源断电时、自动量程是否可以工作? 是在模拟器件中实现的吗?

    我们使用容性负载 — 更准确地检查下面的图像(虚线矩形中的东西在我们使用的 IC 内部,我们无法更改):

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    尊敬的 Samo:

    Nir 联系我安排了一次会议、希望我们能尽快解决这个问题。

    一位设计人员查看了 REF-CMP 路线上 220 μ F 电容的潜在缺点、他说他认为唯一的问题是内部基准的上升时间会更长。 如果您的设置在上电时不立即需要 DAC 和 ADC、那么这应该不是问题。 我在工作台上测试了上升时间(电容小得多,为 90uF、此处没有 200uF)、因此没有出现问题。 解决此问题的最终方法是实施某种时序控制、但这会涉及对电路板进行大量返工、因此这并不理想。  

    谢谢、
    Erin

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    尊敬的 Samo:

    我不相信这是一个自动量程问题。  即使在自动范围期间、DAC 也应开始被钳位到负电源、直到电源有效并且可以启用通道。   

    在初始帖子中、您在注释 7 中提到、您在某些情况下已经隔离了 DAC。  您能分享这个示波器图像吗? 您能否在其他一些频道上确认? 当栅极上出现瞬态时、您是否希望 GaAs PA 灌电流? 例如、是否可以从 PA 中删除 VDRAIN?  

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    您好、Paul!

    电源在断电时不再有效。 自动范围的 Vssth(请参阅上表)为–3.5V 至–1.5V。 当 VSS 从–5V 斜降至 Vssth 时、如果该电路仍然能够执行 smth、则可能会发生自动范围。 我并不是说我百分百肯定这是根本原因、但我认为这还远远不能证明。

    这是同一芯片上两个 DAC 输出的图。 首先是稳压器负载 (33 Ω+ 1uF)、其次是开路负载(移除了 33 Ω)。

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    尊敬的 Samo:

    我向 Eran 发送了一封电子邮件、但设计人员希望了解我们是否可以向我们发送您的某个有问题的设备、以便我们可以进一步深入研究此问题。 他还建议关断序列为 VSS -+5V - IOVDD、而不是首先+5V。 如果您认为这样做会更有用、我们也可以通过电子邮件继续使用此主题。

    谢谢、
    Erin