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[参考译文] DAC61416:DAC61416信号过冲脉冲

Guru**** 1823510 points
Other Parts Discussed in Thread: DAC61416, TPS62420, DAC81404, DAC81416, DAC60096
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/985444/dac61416-dac61416-signal-overshoot-impulse

器件型号:DAC61416
主题中讨论的其他器件: TPS62420DAC81404DAC81416DAC60096

我们希望使用 DAC61416芯片在 PWM 控制下获得方波电压(进入 TOGGLE 引脚)、但如图所示、会发生较大的过冲。 我们在芯片引脚附近测试输出信号、同时安装51欧姆或100欧姆、这种现象不会消失或明显变化。 您能帮您检查并解决这个问题吗? 我们希望信号非常准确、平滑、因此过冲是不可接受的。





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    您好!

    可能存在一些预期过冲、但它主要是由输出上的负载引起的。  输出端是否存在电容或电感负载? 这是否也是示波器的伪影?

    谢谢、

    Paul

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    负载电阻约为100K、可能达到2.2-2.8m;电容负载、约10pF

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    这种过冲看起来非常极端、仅是器件。  在使用示波器查看此情况时、需要记住的一点是、大多数示波器都具有一些内部缓冲器、这些缓冲器本身可能具有过冲。  这是大电压阶跃吗? 它还可能导致系统中出现过冲、因为 PCB 和示波器会具有一些电感属性。   

    您的电路板上是否有电容器的 PCB 封装? 您能否以比您共享的图像更高的分辨率捕获上升沿或下降沿? 如果您添加一个小电容(~1nF)、过冲是否会消失? 如果这是器件、电路板或示波器问题、将会很有意思。

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    我们将输出电压范围设置为+/-10V、实际值为+/-1V 至+/-5V。 目前、我们不会在输出上添加电容。
    下一张图片是过冲(60Hz)

    顺便说一下、我们发现用于切换引脚的 PWM 和输出电压同时发生过冲、但 PWM 信号只是用于控制、其次是60Hz PWM 和输出。 所需电压为60Hz +/-1.355V、除过冲外、实际值似乎正常。



    但是、将频率更改为30kHz 后、PWM 和电压输出没有过冲、但实际值更高、高达约+/-1.57V、远高于+/-1.355V、即使 看起来接近方波


    我们还附加了原理图和布局...
    请帮您提供建议、我们需要精确的电压、因此过冲是不可接受的。
    非常感谢您的参与。

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    您好!

    您能告诉我这些输出信号在原理图中连接到了什么位置吗? 这些示波器快照的探测点在哪里?

    此致、

    AK

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    您好、Akhilesh
      我们将它们连接到连接器、连接器应与器件连接。 目前、我们不会连接器件。 信号在 DAC 芯片引脚或连接器附近进行测试。  
      更重要  的是、我们发现、如果我们要生成方波电压、RC 必须增加以减少过冲、良好的 RC 值可以消除过冲。 但输出数量达到50、总 RC 计数将达到100。

      顺便说一下、我们还尝试使用触发寄存器值来替代 PWM、但过冲仍然存在。

      那么、您能否帮助测试您的 EVM 板、以检查它在生成方波信号时是否也会出现过冲? 或者、如果不添加 RC、我们应该怎么做才能实现无过冲? 请帮助提供您的建议。
      

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    您好!

    为什么需要添加 RC? 您可以使用串联电阻器隔离迹线电容。 由于此类 DAC 输出可在高达1nF 的容性负载下保持稳定。您还说过、对于30kHz 方波、过冲不会发生?

    我查看了仿真和特性数据、器件输出缓冲器在最坏情况下的相位裕度为77度、过冲可忽略不计(1-2%)。 由于我们在家工作、我没有机会使用 EVM 进行相同的测试。

    此致、

    AK

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    你(们)好  

      在实际测试中、对于30kHz、与估算值相比、电压值发生了很大变化。

      顺便说一下、当使用相同的 RC 低通滤波器(RC 值相同)时、过冲对不同的电压值具有不同的反应。 当电压值不大时、波形看起来不错;但一旦达到+/-9V 等较大值、我们仍然可以看到大约+/-400mV 的小过冲。

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    您好!

    由于我们在家办公、因此我无法使用 EVM 测试这些条件。 400mV 过冲对应于小于5%。 这超出了我们的设计预期。

    返回办公室后、我将使用 EVM 检查这些内容、并告知您相同的情况。 一个问题、您是否有 EVM 可用于测试这些条件?

    此外、该过冲是否响应 R 值? 您使用 R 的值来测试它吗?

    此致、

    AK

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    你(们)好
      我们没有 EVM 板。 过冲剂量似乎没有变化到不同的 R。在首次使用22 Ω+2uF 测试一个输出时、输出电压值为+/-1.355V。 然后、我们发现过冲消失了、但也增加了上升时间。 因此、我们认为所有50个输出的过冲应该通过这种方式解决。 但在添加 RC 连接板后、我们遇到了许多问题。

      1、 R=22 Ω、C=2.2uF、为 DAC61416提供的一些电源芯片烧断

      2. R=22 Ω、C=1uF、一些电源芯片再次烧坏、我们不确定它来自 C 值、大输出值或手动 SMT。

      3.当 RC 固定时,不同的输出值响应不同的上升时间,大约200us~700us,它们的过冲也不同。 例如、RC=x、一个输出没有明显的过冲、但另一个输出有明显的过冲。 我们的输出范围为0~+/-7V、使用不同的 RC 进行通道电压是不现实的。

      4.C=1uF、R=27 Ω、30、33、36、39、43、47、51、556、62、那么当值超过+/-8.6V 时、输出会异常。

      现在、我们担心有一天电源芯片会再次烧坏。

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    您好!

    增加 RC 后、由于 RC 响应、您的上升时间肯定会增加。 您是否需要使用此 DAC 驱动2uF 输出、或仅用于测试目的?

    此外、VCC 和 VSS 电源上的电流限制是多少? 在进行这些测试时、您是否可以使用探针监测电源?

    此致、

    AK

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    你(们)好
     不是2uF、大约10pF、我们需要精确且平滑的方波电压。 增加 RC 是为了减少大过冲。 VCC/VSS +/-12V 的电源芯片为2A (TPS62420)。 现在、我们不确定在增加 RC 后大电压间隙(-7至+7)是否会导致大瞬态电流。 使用 DAC61416时、原始输出具有大过冲。  
      您对电源芯片有什么建议吗? VCC/VSS 芯片易于烧断、因为 VIO/VAA/VDD 有时、MCU 会发生一次。 DAC 芯片通常无法输出方波电压、然后芯片烧毁...

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    您好!

    您是否对 VCC/VSS 监控进行过任何更新?

    此致、

    AK

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    你(们)好

      目前,我们不会将设备设置为测试 VCC/VSS 电流。
      顺便说一下、您能否帮助建议输出多通道方波电压的芯片? 它们的过冲应该很小、我们的主频率为60Hz。

      非常感谢您的参与。

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    您好!

    除非我们知道您的电源发生了什么情况、否则很难进一步调试此问题。

    我们还有其他器件可用于此目的。

    DAC81404

    https://www.ti.com/product/DAC81404

    此致、

    AK

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    你(们)好

     您推荐的芯片 DAC81404无法生成正负方波信号。 我们发现、几乎 DAC 芯片不提供生成方波信号的测试图片、例如 TI、ADI 公司。 现在、我们不希望出现这种大过冲、并且由于负载变化、我们无法添加 RC。您还有其他可靠的建议吗?

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    您好!

    也许我对您的问题理解不当。 DAC81404可以生成方波、可能与具有切换模式的 DAC81416不同。

    您正在寻找的方波频率范围是多少?

    此致、

    AK

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    你(们)好

     60Hz

     我们希望芯  片同时生成50通道电压信号,方波,+/-10V 范围,10mV 精度,正负电压值可调节,例如+/-1.345V。 没有过冲、或者它非常小...

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    您的输出是否需要电流驱动能力? 如果您没有 RC 滤波器、输出的负载会是什么样的?

    我提出的原因是、我们有一个名为 DAC60096的器件、它具有96个工作电压为±10.5V 的通道。  该器件具有切换功能、可生成方波。  区别在于这是一个非缓冲 DAC、因此您不会看到任何过冲行为、因为 DAC 只是一个电阻梯。  其问题在于电流负载将在 DAC 上产生压降。  当您使用电阻梯和该负载创建 RC 时、容性负载也会缩短开关时间。

    关于 DAC81416系列、请考虑输出是运算放大器。  运算放大器将根据其电容和电感负载进行过冲。  如果这是一个外部放大器、您可以在反馈环路中添加补偿电容器以调整放大器的相位、从而在过冲和稳定时间之间实现平衡。  DAC81416不允许放置补偿电容器、但 DAC81404允许使用该电容器。

    您可以调整 CCOMPx 值、直到获得良好的平衡。

    使用具有如此大电容的 RC 滤波器并不是您找到的好解决方案。  最好使用大电阻器和小电容器。   您正在强制器件对该电容器进行持续充电和放电、这可能会使输出达到其短路电流限制。  这种高需求可能会损坏您的电源。 如果您仍想尝试此操作、我建议仅使用1nF、但随后更改电阻值。

    谢谢、

    Paul

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    你(们)好

      电流不重要、我们只关心电压。 下一张图片显示了我们的负载。

      CM 是固定的、大约4pF、R011-R019 (例如0.3-15K)。R101-R109 (16K-60K)、R501-R509 (70K-200K)、R509-R011越来越大。

      

    如果我们不添加 RC、则直接输出具有大过冲。

    添加 RC (R=33欧姆、C=1uF)后、过冲会大幅降低、但会产生较大的瞬态电流。 我们无法将电容更改为1nF、因为 R 必须大幅增加、它将影响负载。 负载耐受性可变。

    您对芯片有更多建议吗?

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    您好、您必须在这些电容器和过冲之间找到平衡。  Δ I 过大、1µF 会导致高电流。  输出端的负载变化是多少?  如果负载已知、则可以补偿串联电阻。  

    否则、您必须查看可以补偿容性负载的放大器输出。  这可以通过外部放大器或 DAC81404等器件来实现。

    谢谢、

    Paul

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    您好 Paul

     我已经告诉过您我们的负载电阻。 您似乎无法回答这个问题...

      

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    您好!

    在原理图中、每个输出都连接到具有不同 R 值的4pF 并联 RC 负载、对吧?

    由于电容负载为4pF、因此在使用 DAC81404时、我不会看到稳定性或瞬态信号有任何问题。 如果您遇到过冲、可以调整 C_comp 以获得所需的响应。 由于 R LOAD 是变化的、您可以在不同通道上看到不同的响应(负载电流是变化的)、但只要您处于 DAC81404的负载电流能力范围内、它与稳定性没有太大关系。 我可以看到、Rload 的最小值是300欧姆、对吧?

    在+/-10V 下、最大负载电流约为33mA、超出器件的能力范围、这可能导致瞬态电流和过冲。 请在计算中使用此值。 您能否告诉我您计划生成的方波的最大振幅是多少?

    安全工作负载电流为每通道10mA、您的电源也应该能够正常工作。

    此致、

    AK

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    你(们)好

     是否为 DAC81404输出方波电压? 我在其数据表中看不到该函数。 目前、输出可能在+/-7V 范围内、我们的仿真电流大约为28mA。DAC61416是否可以接受该电流? 我们已经测试它可以输出+/-7V...

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    您好!

    使用 DAC81404、您可以通过发送适当的延迟 DAC 代码来生成方波。 无切换功能、如 DAC81416。

    对于 DAC81404和 DAC61416、28mA 电流均为高电平。 DAC81404/DAC61416的最大输出电流能力为15mA、我们不建议使用高于此值的电流进行持续运行。

    以上示波器快照是在 Rload 连接28mA 的情况下进行的?

    此致、

    AK

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    你(们)好

      我们已成功地使用 RC C=1uf 滤波器输出+/-1.1V 至+/-7.0V。 粗略计算电流为11-28mA。

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    您好!

    根据该设计、我们建议将电流保持在20mA 以下。 请注意、当您接近此电流时、余量和足余量要求不断变化、它们可能会对输出波形产生不必要的副作用。

    您是否使用较低的负载电流进行测试并观察波形? 过冲是否仍然存在? 另请注意、如果没有任何隔离电阻器、我们建议不要使用1uF 的电容值。

    此致、

    AK