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[参考译文] ADS1232:某些点的线性度会下降

Guru**** 2771105 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS1231, ADS1232, ADS1235

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/1614263/ads1232-linearity-deteriorates-at-certain-points

器件型号: ADS1232
Thread 中讨论的其他器件: ADS1235、ADS1231

大家好、支持团队。

线性度在特定点下降我的客户当前遇到的问题是线性度在特定输入时显著下降。

客户使用此设备已有多年、但几个月前、具有明显恶化特性的设备数量迅速增加。

我已附上数据,显示在同一基材上的不同特征。 为了忽略称重传感器差异、我们使用称重传感器仿真器比较了良好和不良情况。

经证实、特征恶化与理想值的误差约为 40ppm。

由于 PGA 的增益为 128、我们检查了 PGA 为 1 时的特性作为测试。

虽然情况可能稍差、但我们还是能够获得数据表指定范围内的数据。

这次的问题不是特性整体下降、而是差分输入电压在特定值时大幅下降。

是什么导致特征恶化? 此外、可以采取哪些措施防止这种情况发生? 这是目前的一个主要问题、我们的客户要求我们采取紧急措施。

请尽快提供您的意见。  

此致、

HIG

ADS1232.pptx 的线性度测试结果 

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    您好、Higa、

    这可能是某个 ADS1232 可能会出现接近 0mV 的输入电压的噪声问题。  快速检查时、请让客户在每个 CAP 引脚与接地之间添加 1nF 共模电容器。

    此外、请提供有关 ADC 封装的批次/生产日期代码。  显示所有标记的 ADC 顶部的图片也适用。

    谢谢。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    你好、Nicholas-san

    感谢您的答复。

    我想请求对添加电容器和密封信息进行进一步调查。

    您能否向我提供一些信息?

    这些问题需要向客户解释。  感谢您在披露信息方面的合作。

    ・是噪声 PGA 的源?

    ・为什么这种噪声在 0mV 左右增加?

    ・这个噪声问题是什么时候开始的? 是从发布此器件开始算起吗?

    此致、

    HIG

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    Hi Higa-San、

    请与客户确认是否添加电容器可更正接近 0mV 的测量误差。  我认为这可能会纠正问题、但需要确认。

    1. 是的,可疑的噪音是由于内部 PGA 造成的。

     2.同样、如果增加电容器纠正了问题、那么该噪声很可能是接近 0mV 的低电平振荡导致的、该振荡在测量中显示为偏移。  添加 1nF 电容器可消除振荡。  大于满量程+/–25%的输入电压也可以消除振荡。  添加电容器还会创建共模滤波器、这有助于降低整个输入范围内的测量噪声。

    3、 不能,此特定噪音问题在设备的原始版本上不存在。  它仅在稍后出现在有限数量的器件上、并已进行更正。  如果客户提供了带有所有标记的 ADC 顶部的图片、我们可以确定此材料是否存在此问题。

    此致、
    Keith

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    你好 Keith-san

    多个批次中也出现了同样的现象。

    我附上了我前天发送的数据的样本的包装照片。

    添加过滤器后、有些人表现出改善、而其他人则表现出少许改善。(请参阅下面的图表数据)

    即使改进后、G=128 时的误差也高达 10ppm。

    其他人显示几个 ppm。

    此误差是否在变化范围内?

    此外、是否有方法可以纠正此误差?

    我还有一些其他问题。

    答: 您何时完成了设备的修复?

      您能告诉我完成的器件的批次编号或生产日期代码吗?

    B.从现在开始、我们将不得不在我们大规模生产的所有电路板上添加 C0G 电容器。

    这适用于没有任何问题但会引起任何新问题的设备?

    c. C0G 电容器大于 1nF 是否存在任何问题? (例如 10 nF))

    是否有任何特定的容量容差?

    d.我的客户使用 ADS1231 和 ADS1235。

    它们是否也应该实现相同的共模电容器?

    此致、

    HIG

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    您好、Higa-San、

    客户显示的 INL 为 10ppm;我假设这是相对于其负载电芯的满量程范围、即使用 5V 电桥激励时的+/–2mV/V 或 20mVpp (+2-(–2))*5。   相对于 39mVpp 的 ADC 满量程范围、ADS1232 的典型 INL 为 4ppm。  这意味着相对于客户负载单元的典型 INL 接近 8ppm。 [4ppm*39mV/20mV]

    使用增益=128 时、我们不指定最大 INL、但良好的近似值将是典型值的 2 倍、在本例中为 16ppm。  根据客户曲线图、INL 处于预期的最坏情况容差范围内。  但是、结果似乎略高于客户测量结果的预期值。  这可能是由于进行修改后未完全清除电路板上的焊剂。  您可能需要建议进行一些额外的电路板清洁、以尽可能多地去除焊剂和其他电路板污染物。

    a. 从 2025 年 7 月开始发货的所有材料都有问题。  生产日期代码将为 57T 或更高。  47T 是较旧的材料、 在一小部分器件中存在此问题。

    B. 我们使用旧芯片材料进行了广泛的测试和分析、并得出结论:添加 1nF 共模电容器没有任何负面影响。  除了解决这个接近 0V 的线性问题外、额外的 1nF 电容器还为耦合到 ADC 输入中的任何外部噪声提供额外的共模滤波。

    c. 2%容差或更好的 C0G/NP0 陶瓷电容器可以很好地工作。  无需担心电容值高达 100nF、这是 CAP 引脚的建议值。  您也可以使用薄膜电容器、但这些电容器通常比 C0G/NP0 陶瓷选项大得多。

    D. 与 ADS1231 或 ADS1235 无关。  ADS1231 使用不同版本的 PGA、而 ADS1235 是一款完全不同的器件设计和代系。  我们确实展示了在 ADS1235 数据表中使用这些共模电容器的情况、但这些电容器仅用于滤除可能耦合到 ADC 输入中的外部共模噪声。  我建议在电路板设计中尽可能添加这些电容器、即使未组装电容器、这会在系统中出现外部噪声问题时增加设计的灵活性。

    此致、
    Keith

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    你好 Keith-san

    感谢您的详细解释。

    我还有一个问题。

    关于您下面的解释、理解错误增加到 5/3 是正确的。 当 AVDD 变为 3.3V 时、3=大约是 1.5 倍?

    您说:

    客户显示的 INL 为 10ppm;我假设这是相对于其负载电芯的满量程范围、即使用 5V 电桥激励时的+/–2mV/V 或 20mVpp (+2-(–2))*5。   相对于 39mVpp 的 ADC 满量程范围、ADS1232 的典型 INL 为 4ppm。  这意味着相对于客户负载单元的典型 INL 接近 8ppm。 [4ppm*39mV/20mV]

    使用增益=128 时、我们不指定最大 INL、但良好的近似值将是典型值的 2 倍、在本例中为 16ppm。  根据客户曲线图、INL 处于预期的最坏情况容差范围内。  但是、结果似乎略高于客户测量结果的预期值。  这可能是由于进行修改后未完全清除电路板上的焊剂。  您可能需要建议进行一些额外的电路板清洁、以尽可能多地去除焊剂和其他电路板污染物。

    此致、

    HIG

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    您好、Higa-San、

    是的、这是正确的理解。  但是、降低电源电压也可能会降低绝对线性误差、因此实际测量的 INL 可能增加不到 1.5 倍。  为了获得更准确的值、需要在确切的运行条件下进行测量。

    此致、
    Keith

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    你好 Keith-san

    感谢您的答复和善意的支持。

    我收到了客户的另一个询问。

    关于此 PGA 缺陷、没有该缺陷的个人是否会随着时间的推移突然出现相同缺陷?

    如果您能对可能性发表意见、将会非常有帮助。

    我的客户担心系统在市场上运行时出现故障。

    此致、

    HIG

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    您好、Higa-San、

    否、如果部件今天工作正常、将来不会出现此问题。  目前正常运行的产品不会随着时间的推移而出现此缺陷的风险。

    此致、
    Keith

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    你好 Kieth-San

    感谢您的支持。

    非常乐于助人。 谢谢你。

    此致、

    HIG