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[参考译文] ADC128S102-SEP:通道超出电压规格时的 ADC 读取问题

Guru**** 2835795 points

Other Parts Discussed in Thread: ADC128S102-SEP

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/1631628/adc128s102-sep-adc-read-issue-when-channel-exceeds-voltage-spec

器件型号: ADC128S102-SEP

您好:

我们使用 ADC128S102-SEP 来测量一些 RTD 传感器。 请参阅随附的原理图。 但是、由于 RTD 是非板载的、因此在给 ADC 上电时并不总是插入它们。 发生这种情况时、由于我们设计电路板的方式、ADC 输入通道会被上拉至 5.6V;由于 ADC 由 3.54V 供电、这将超出其绝对最大输入电压额定值。

adc_schematic.png

为了尝试缓解这种情况、我们添加了一个 3.6V 齐纳二极管。 但是、在测试中、齐纳二极管仅将电压限制在 4.2V 左右。 因此、我们仍违反 ADC 最大输入电压规格 VA + 0.3V。

我们因此看到的问题是、当拔出 RTD 时、其他 ADC 通道上的读数会增加约 32 个 ADC 计数(尽管我们使用万用表进行测量时,这些输入通道上的电压保持不变)。 当重新插入 RTD 并且所有通道都恢复到建议的电压范围时、所有读数都会恢复正常。 我们没有注意到 ADC 有任何长期损坏。  

由于返工或更换现有的电路板比较困难、我们想确定这种风险有多大。  

问题:
1.如果 ADC 由 3.54V 供电并在电路板启动期间向其所有模拟输入通道施加 4.2V 电压、这是否会长期影响可靠性和性能(即使在标称系统运行期间所有输入通道都介于 0V 和 3.54V 之间)? 如果是、故障模式会是什么?  
2.当其中一个 ADC 通道被拉至 4.2V 时、为什么其他通道上的 ADC 读数上升 32 个计数? 内部发生了什么情况?
如果系统中的 RTD 发生故障、则 ADC 上的其中一个通道将永久上拉至 4.2V。 这是否会影响 ADC 的长期可靠性、辐射耐受性或性能(除了上述 32 项计数不准确性之外)? 我们当前的计划是补偿软件中的 ADC 不准确、但我们想了解是否存在其他风险。  

 

谢谢!

Neel

 

 

  • 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。

    嗨、Neel、

    即使没有齐纳二极管、该设计也不会出现任何长期可靠性问题。 我们来进行一些分析。

    从模拟输入引脚到 VA 的内部 ESD 二极管的典型正向电压为 0.7V、因此输入节点上的电压被钳位到 3.54V + 0.7V 或 4.24V。  

    现在、电阻器上的电压为 5.6V 至 4.24V 或 1.36V。 ESD 二极管的真正损坏是允许过多的电流流动、而不是仅允许电压流动。 通过电阻器流入输入端的电流可从 0.971mA 得出、等于 1.4kΩ。 这个值足够低、无需担心。  

    [引述 userid=“692352" url="“ url="~“~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1631628/adc128s102-sep-adc-read-issue-when-channel-exceeds-voltage-spec
    当其中一个 ADC 通道被上拉至 4.2V 时、为什么其他通道上的 ADC 读数会跳跃 32 个计数? 内部发生了什么情况?
    [/报价]

    这可能是因为在对另一个输入进行采样后、其他模拟输入通道没有足够的稳定时间降至其预期输入值以下。 可通过延长读取 4.2V 电压和读取另一个 ADC 通道之间的时间来对此进行测试。 误差是幅度减小还是一样?

    [引述 userid=“692352" url="“ url="~“~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1631628/adc128s102-sep-adc-read-issue-when-channel-exceeds-voltage-spec
    如果系统中的 RTD 发生故障、则 ADC 上的其中一个通道将被永久上拉至 4.2V。 这是否会影响 ADC 的长期可靠性、辐射耐受性或性能(除了上述 32 项计数不准确性之外)? 我们当前的计划是补偿软件中的 ADC 不准确、但我们想了解是否存在其他风险。  

    [/报价]

    考虑到 0.971mA 图、该设计能够轻松承受数十 mA 的电流。  长期损害的风险极小。

    此致、
    Joel

  • 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 Joel:

    感谢您的详细说明! 您关于输入电流的点有道理。 看起来 ADC 任何引脚上的最大输入电流为 10mA、整个封装的总最大输入电流为 20mA、因此我们远低于该值。

    我已经测试了所有模拟输入的读数、并且只是读取一个输入(并且根本不读取 4.2V 通道)、并且误差是相同的。 此外、误差随 4.2V 电压电压的通道数量而变化。 当两个输入通道为 4.2V 时、偏差会扩大到大约 60 至 70 个计数。 当三个通道为 4.2V 时、误差约为 100 个计数。

    尽管长期风险很小、但这是一个很好的了解。 我想我们可以补偿软件中的错误。 未来、我们只需将 RTD 上拉至 ADC 的模拟电源电压、即可避免此问题。