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[参考译文] ADS1274:ADS1274的通道故障-故障机制是什么?

Guru**** 2618835 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS1274, ADS1278

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/641966/ads1274-channel-failures-of-ads1274---what-is-the-failure-mechanism

部件号:ADS1274
主题中讨论的其他部件: ADS1278

自2011年以来,我们一直在产品中使用ADS1274,并构建了1000多种此类器件,没有ADC故障问题。  我们在2016年2月首次遇到ADC故障,最近使用最近推出的产品遇到了十几个或更多ADC通道故障。  其中大多数都在特定现场,我们正在努力了解此特定现场的环境压力导致故障的原因。

我已经阅读了Ryan关于模拟和数字接地之间超过300 MV的差分如何成为故障源的描述。  我们的电路板布局几乎完全复制了应用说明布局指南,并在ADC旁的模拟和数字接地之间具有连接点。  这是下图中的TL1。 自2011年以来,我们未更改此部分布局。

我正在寻求一些指导,以了解故障机制是什么以及环境压力可能会导致故障。  我们在这个网站上确实一直在研究肮脏的主电源,EMF和ESD等问题,但这些现象与我们的产品每天都在工作且无故障的数十个其他工业站点没有任何区别。

我当然可以提供更多有关我们所做的事情和我们对失败的了解的详细信息,但也许有人可以分享一些想法,从而将对话和调查引导到一个有用的方向。

谢谢!

Dana

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    您好,Dana:

    欢迎来到我们的e2e论坛! 您能否进一步描述ADS1274故障? 单个通道是否出现问题-即一个通道有坏数据,但其他通道正常,还是整个设备出现严重故障? 拆除和更换损坏的设备是否会使设备返回工作状态(即没有其他组件损坏,只有ADC)? 您的图片没有随您的帖子一起提供,因此我们看不到'TL1'-如果您可以尝试再次发布,我们将不胜感激!

  • 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。

    ADC通道故障是一种正轨锁定,其中数字输出卡在0x007F FFFF处。  这通常发生在信道1上,但我们在信道2上发生了两个案例。  在所有情况下,其他3个信道在单信道出现故障后均可正常工作。  我们已经更换了许多发生故障的ADC,并且每次更换都将完全恢复器件的功能,因此不会出现任何其他组件或PCB本身损坏的情况,而只是TI ADC。  我们还非常仔细地检查和测试了故障装置上的所有焊接引脚连接,以确定是否存在可能导致故障的组件缺陷。  所有出现故障的主板均已通过这些测试,没有任何组件缺陷的迹象。

    顺便提一下,我上面提到的'Ryan'是TI的Ryan Andrews,他似乎经常参与此博客。

    故障模式与此TI社区博客中的其它线程相同:

    作为此响应的一部分,我已尝试将ADC的照片再次附加到PCB上。

    我可以提供更详细的信息,如果它能帮助您分享可能导致此类组件故障的环境压力。  我的目标是从这里获得一些关于在哪里进行调查的指导。  我们正在花费大量资源来跟踪此情况,但关于根本原因的线索很少,因此针对特定类型的环境压力将会有所帮助。

    谢谢!

    Dana

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    你好,Dana!

    感谢您提供更多详细信息! 我很了解Ryan -他实际上坐在离我大约6英尺远的地方。 当单个信道出现故障时,我们通常会开始了解问题信道与未出现任何问题的信道之间的路由差异。 当然,这也假定到所有通道的输入信号基本上是相等的。

    如果您没有问题,我将向您的my.TI配置文件电子邮件地址发送一条注释,以便开始进行内部故障分析。 看看您的一些故障设备会很有趣。 希望您能与我们分享更多的原理图和布局,以便我们能够尝试找出问题所在。
  • 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。
    直接联系听起来是一个很好的计划。 这对我们来说是一个非常重要的问题,我感谢你的迅速反应。

    Dana
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    这是一篇后续文章,讲述了自从我去年11月开始这条线以来发生的事情。

    TI的Tom Hendricks确实直接与我联系,我们进行了几次电子邮件交流,他与我们的设计团队进行了一两次电话会议。

    此外,自上次在本论坛上发布以来,我们花费了大量时间对样本执行ESD和EFT (快速电瞬态)测试,以尝试复制设备在现场遇到的故障模式。  最终,我们采用了一种特定的EFT模式,该模式可预测地终止ADC的通道。 此模式通过USB充电端口连接到设备。

    我们以多种方式解决了ADC故障问题:

    1.我们决定迁移到ADS1278 8通道'高可靠性版本',该版本基本上是相同的设计,但具有额外的4通道活动和更宽的温度额定值。  我们决定避免使用器件的通道1和2,因为这些通道是ADS1274发生锁定故障的通道。 我们通过提升引脚并从衬垫跳到引脚,将此设备原型化到现有PCB布局。  混乱但有效。  我们对四个ADS1278原型板进行了EFT测试。  我们的结果好坏参半。  两个在这次测试中幸存,但两个似乎在3.3 电压电源的内部短路情况下经受了考验。 这并没有让我们有很大的信心,仅仅迁移到8通道设备并避开通道1和2就能有效地预防故障。

    2.在与Tom再次交谈后,他推动我们重新评估模拟和数字地面平面的连接方式。 他建议我们消除轨道链路(如上所述),并将ADC下的PowerPAD用作地面平面模拟和数字端之间的唯一链路。  在对布局进行了一些反复的调整之后,我们用一个板旋转来推动这一变化。 Tom花时间审查了我们的设计更改,并就如何最好地实施更改提供了指导。 由于某些问题超出了我们的控制范围,我们花了许多周时间才试运行了9块板,这些板可用于测试。 我们在几周前收到了这些信号,我们使用相同的EFT发生器和信号模式对它们进行了测试,我们发现这些信号模式会不出所料地扼杀我们当前的生产板的ADC。

    以下是一些显示PCB布局如何更改的图像:

    从底部向上看,顶部层带有接地平面和钻孔模式的覆盖。

    (GND平面是反向图像,使粉红色表示无铜的区域)

    屏幕抓图用于显示通孔(黄色‘+)如何将顶部 ,底部和地面平面连接在一起。

    模拟接地区域和数字接地区域的GND层的两个部分实际上仅通过顶层的PowerPAD区域链接在一起。

     

    此图像来自当前的生产设计。  顶部的视图显示了ADC周围的相同区域,我在TL1 '轨道链路'上圈出了红色圆圈,其中连接了地面平面的模拟和数字部分。  根据传统的设计实践,此链路位于非常靠近ADC的位置。

    *****

    令人欣慰的是,这些变化导致设备能够免受测试仪器可能产生的最差5 kV EFT脉冲的影响。 其中几个样品受到45分钟以上各种EFT模式和振幅的影响,ADC没有故障。 其中一个主板在设备的另一个不相关区域发生故障,但我们将此归咎于使用EFT生成器的滥用。

    感谢Tom Hendricks的设计帮助和他的不懈努力,他说服我们对地面连接进行评估和重新设计。 我们认为这是似乎解决了问题的关键变化。 迁移到ADS1278只是增加了保险。

    接下来,我们将有四个试点测试板进行现场测试。 让这种设计在经常破坏ADC的工业现场保留几个月,我会真正相信我们已经解决了这个问题。

    Dana