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[参考译文] ADS8167:REFBY2 和模拟输入不稳定

Guru**** 2500605 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8167, REF2041

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/1556770/ads8167-instability-on-refby2-and-analog-inputs

器件型号:ADS8167
主题中讨论的其他器件: REF2041

工具/软件:

尊敬的 TI 支持团队:

我们将在其中一个正在进行的项目中使用 ADS8167IRHBT 器件。 我们的系统由一个电源板和几个其他功能板组成。

观察结果:

在电源板上、ADS8167 器件运行时不会出现任何问题。 例如、当通过模拟输入通道监测 REFBY2 引脚时、测量值在~2.048V 时保持稳定、仅出现几 mV 的变化。 此外、MCU 将预期为 0V 的输入读取为~7–8mV。

但是、在另一个从电源板接收电源连接和接地连接的电路板上、即使应用了相同的原理图和布局、我们也会观察到 ADS8167 器件上的显著不稳定情况。 当通过 SPI 读取 REFBY2 时、会连续波动。 根据软件监控图、该值从~2.048V 快速下降至~0.4V、然后返回。 此外、预计为 0V 的输入显示的读数在 300–800mV 范围内、有时甚至更高。

其他信息:

所有 ADC 均配有外部 4.096V 基准 (REF2041)。

根据数据表中的建议 (REFP–REFM:1 µF、REFBY2 和 REFIO:1 µF、VDD:22 µF)、去耦电容器放置在非常靠近引脚的位置。

有问题的 PCB 为 14 层、具有 4 个专用 GND 平面、电源/接地通过多个引脚强烈分布。

相同的拓扑在电源板上运行稳定、但在另一个电路板上、REFBY2 和输入读数不稳定。

我们已经调查了这一问题、但尚未得出明确结论。 我们非常感谢您提供的技术反馈和指导。 我们的原理图也附在下面。

此致、

Erhan Kızar ć

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    您好:

    我们正在积极地继续我们的测试,并获得了以下结果:

    当我们在 MCU 侧将 SPI 读取速度从 20MHz 降低到 1MHz 时、我们观察到数据稳定性明显提高。 在这个速度下、读数更稳定和准确。 但是、稳定性水平仍然与在电源板上进行的测量值不匹配。 此外、遗憾的是、1MHz 读取速度不足以满足系统的要求。

    我们期待您的反馈。

    此致、

    Erhan Kızar ć

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    尊敬的 Erhan:

    感谢您的耐心,我上周离开了办公室。 让我看看这个,明天再回到你身边。

    此致、

    Samiha

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    尊敬的 Erhan:

    再次感谢您发送编修。 你看到的行为绝对是奇怪的。 在有问题的器件/电路板中、您能否尝试探测 AVDD、DVDD 和所有基准引脚、让我知道它们是否稳定在预期值? 此外、两个器件中的 SPI 信号连接方式是否相似、即没有加载数字信号、对吧?

    此外、在有问题的器件中、是否可能违反绝对最大额定值? 因为这可能会导致器件意外运行。

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha、

    在随附的图中、按顺序显示了以下测量结果:

    • 基准 IC 的输出电压

    • 测量的 ADC 基准电压、

    • 电压、并根据测量的电压

    • VDD 引脚上施加的电源电压。

    检查这些测量结果后、未检测到电压下降、上升或崩溃等异常。

    此外、使用示波器观察了功能 ADC 和非功能 ADC 的 SPI 线路、并确定 SDI 和 CLK 信号在这两种情况下几乎相同。

    此致、

    Erhan Kızar ć

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    尊敬的 Erhan:

    感谢您的分享。 您能否尝试对 ADC 进行 A-B-A 交换、看看 ADC 或 PCB 是否有问题?

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha、

    我们采用了您建议的方法;但遗憾的是、它没有产生任何结果。 此外、我们遇到了以下问题:在 1MHz 处读取时、来自 CS 信号变低的 ADC 的数据首先保持稳定和一致、而来自 CS 信号变低的 ADC 的数据稍后出现波动和不稳定。 我们知道、当读取的数据超过 1MHz 时、这两个器件都会产生高度错误和不一致的数据。 相比之下、我们观察到功能板上的 ADC 在所有速度下都能非常稳定地运行、并符合预期。

    您提到此问题可能与 PCB 有关。 请您详细说明我们如何验证这种可能性以及您的具体意思吗?

    此致、

    Erhan Kızar ć

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    尊敬的 Erhan:

    感谢您提供的信息。 我与团队进行了调查、我们想知道您是否遇到了问题、因为 REF/2 引脚没有正确驱动输入引脚、因为这并不是设计目标。 AIN7 信号路径上的 100 欧姆电阻器可能也 导致了这种情况。 您能否检查一下它是否真的是一个 100 欧姆电阻器(而不是更大的电阻器)? ADC 采样电容器的反冲可能会导致 REF/2 引脚上出现波动。  

    1. 您能否尝试为器件上电、让 SPI 处于空闲状态(因此 ADC 未在转换)、并检查 REF/2 引脚是否出现波动?
    2. 您可以尝试将 AIN7 输入端的 100 欧姆电阻器替换为 0 欧姆电阻器/短路、并恢复正常的 SPI 活动。 不稳定是否得到改善?

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha、

    我们移除将 REF/2 引脚连接到 AIN 输入的 100Ω 电阻器。 在使用示波器监测 REF/2 引脚时、我们没有观察到任何波动。 从 AIN 输入读取的数据仍保持高度不稳定。 将 100Ω 电阻器替换为 0Ω 电阻器也没有任何区别。

    我们在解决这一问题方面尚未取得任何进展。 我们非常感谢您的意见和建议。

    此致、

    Erhan Kızar ć

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    尊敬的 Erhan:

    我明白了。 如果您给 ADC 上电并在 ADC 未转换(即 SPI 保持空闲状态、无 CS、无 SCLK)时观察 REF/2 电源轨、该怎么办?

    此致、

    Samiha