[参考译文] ADS1174：闭锁

您好、Gene、

您所描述的可能是由于某种类型的电气过载事件导致的闩锁问题、该事件超过了数据表中的一个或多个绝对最大值。  当其中一个输入超过绝对最大电压时、可能会产生100mA 瞬时电流、导致输入电流流经内部 ESD 保护二极管。  当电流超过100mA 时、这会导致寄生 SCR 导通。

由于多种原因、可能会超过绝对最大值规格。

由较高电压轨供电的外部输入放大器超出范围、超出 ADC 的输入电压额定值。

模拟和数字接地引脚的电压瞬态差超过+/-0.3V。  如果您在电路板上使用单独的模拟和数字接地层、任何流动的瞬态电流都会导致潜在的电压产生、这很容易超过+/-0.3V 额定值并导致器件发生闩锁。  这是 ADS1174发生闩锁的最常见原因。  我们通常建议将 ADS1174上的所有接地引脚直接连接到器件下方的同一接地层、以提高性能。

一个或多个电源轨上的瞬变。

如果您可以共享显示 ADS1174以及基准和输入放大器的原理图、我将进行详细介绍。

此外、请看一下这个 e2e 文章中关于器件接地的内容。

https://e2e.ti.com/support/data-converters/f/73/p/641966/2545203

此致、
Keith Nicholas
精密 ADC 应用

我可以共享原理图、但只能私下共享。

这个板是由离开公司的另一位工程师设计的，所以我必须是清洁工并且清理东西:D

是的、接地平面是分离的。 它们位于同一层、但不在芯片本身上连接。 我尚未在接地引脚上看到任何长期电势差、但这可能是一件瞬态的事情。

我读过另一篇文章。 此部件似乎存在一些已知的噪声问题。 此时、我将进行探测、以查看器件是否超过了任何最大电压。

电源定序有多重要？ 该板具有一些电压稳压器和一些比较器、可按顺序排列-我想知道其中一个比较器上的噪声是否会暂时关闭 ADC 芯片的电源轨、ADC 芯片的数字信号将超过电源轨。

如果电源排序不像数据表所暗示的那样重要、那么我可以省去这个电路。

您好、Gene、

电源排序对于正确复位器件非常重要。  但是、在电源稳定且数据首次出现后、您可以将 SYNC 引脚脉冲为低电平以强制进行复位。  在这种情况下、您无需遵守数据表中的加电建议。

请注意、上述注释假定不超过绝对最大输入电压。  如果其中一个电源关断且仍存在输入电压、则这将超过绝对最大值规格。  当超过绝对最大电压时、将有电流流经输入保护二极管流入输入端。  如果电流峰值超过100mA、则可能会出现闩锁情况。

只要输入电压不超过电源电压超过+/-300mV、您就可以省去此电路、并依靠/SYNC 脉冲在上电后正确复位器件。

由于接地端是分离的、这是闩锁条件最有可能的原因。  我建议将 ADS1174上的所有接地端直接连接到模拟接地层、并运行一些测试来查看这是否会改善器件的运行。  在正常运行下、您可能不会看到两个接地端之间存在任何显著的电压差。  然而、由 ESD 冲击引起的任何瞬变、或者一些其他导致瞬态电流流经一个或两个接地层的高电流/电压瞬变、可能会产生高电压电势。

此致、
Keith

您好、Keith、

还有一些新消息...我仍然怀疑此电路板上的电源序列电路。 ADC 连接到比 ADS1174稍早加电的微处理器。 尽管从您的解释中可以看出这可能是一个问题、但我还没有看到芯片在上电时发生闩锁。 实际上、它通常会很高兴地运行、读取读数的时间很长。 显然、只有当微控制器在非板载通信时才会出现此问题。 即使是这样、它并非始终是随机的。

正如我提到过的、电源序列电路使用了几个比较器、它们没有迟滞和滤波功能(我稍后将介绍布局、因为这可能也不够)。 我怀疑非板载通信会在 PCB 上产生一些比较器拾取的噪声。 如果没有任何滤波或迟滞、这两种情况下都不会发生太多跳变。 这将关闭芯片的所有电源、但1.8V 除外。 但是、微控制器将继续运行。 因此、这种情况很容易超出您所说的最高水平。

今天下午、我绕过了电源序列电路并继续进行一些读数。 我还不准备宣布胜利，但董事会一直都在正常工作。

我向您发送原理图后、您会发现这至少是一个潜在问题。

此致、

基因

您好、Gene、

根据您的观察结果、我不反对您关于需要清理上电电路的说法。  如果移除 IO 电源并且 MCU 仍在驱动输入、ADC 肯定不会表现良好。

此致、

Keith

您好、Gene、

如果长度非常短、则30AWG 应正常工作。  希望您的模拟和数字电源的电源旁路电容器非常靠近 ADC。  您可以首先将这些电容器的接地回线短接在一起。  如果这不起作用、那么直接在 AGND 和 DGND 引脚之间的跳线是下一个最佳选择。  由于您看到闩锁的发生率很高、因此这应该会有所改进。

最佳情况是在 ADC 下方使用实心接地连接重做电路板。  请查看这篇文章、该文章将更详细地讨论这一点。

https://e2e.ti.com/support/data-converters/f/73/t/755516

此致、
Keith

我的技术人员使用#26 AWG 将2个 AGND 引脚连接到 DGND。 到目前为止、非常好。 我将继续测试。

执行此电路板的工程师将 AGND 和 DGND 划分为同一层上的2个部分平面。 如果您可以相信、AGND 到 DGND 的距离大约为10英寸。

尽管我不同意布局、但在他的辩护中、数据表对此极其矛盾。 从引脚说明中：

"模拟接地；使用单个平面连接到 DGND"

从"应用信息"部分：

"接地平面：可使用一个同时连接 AGND 和 DGND 引脚的接地平面。 如果使用单独的数字接地和模拟接地、请将接地端连接到转换器或印刷电路板(PCB)的电源入口点。'

是否有多人编写了此数据表？ 数据表提供了3种处理接地平面的方法。 制作此电路板的工程师使用了"或电源入口点"选项、这显然是回顾中最差的选项、但根据数据表可以。

我在这里与另一位使用此芯片的8端口版本的工程师进行了交谈。 他没有电源定序、对所有接地使用单个平面、并且在中驱动模拟时经常超出电源轨。 他还说这是不可避免的、因此使用了限流串联电阻器。 他报告说、在使用该器件的年份中没有出现延迟。

根据所有论坛条目、接地是最大的问题。 这是你对我的最早看法-我认为你可能是对的。 那么、为什么数据表在这个关键问题上如此矛盾呢？

基因

您好、Gene、

似乎已经删除了在电路板上的电源入口点连接接地的建议。  ADS1278是该器件的24b 版本、遵循所有相同的电路板布局要求、但不包含此声明。

我将向 ADS1174数据表的所有者提出这一问题、以便在未来的修订版中对其进行更正。

请告诉我将接地端连接在一起是否可以解决您的电路板的闩锁问题。

谢谢！

Keith

谢谢、Keith。

今天、我使用了定期发生故障的电路板。 通过我们提到的修复(使用#26 AWG 连接 AGND 和 DGND、绕过所有电源排序、移除电源串联电阻器等)、 我无法锁定芯片。

明天、我的技术人员将在2个 PCB 上永久性地进行修改。 我将与这两者合作、看看情况是否有所改善。 如果是这样、我还可以再使用6个 PCB 进行更改并尝试它们。 我希望所有 ADS1174都来自同一批次、但至少有8个 PCB 会为我提供一定程度的"统计良好度" (TM)。

我将在几天内发布结果。

基因