[参考译文] ADS124S08：ADS124S08 ESD 测试期间的转换异常问题-紧急且重要！！

您好、Sulyn、

ESD 放电发生在电路中的哪个位置？ 大多数模拟输入连接到模拟电源电压。 与输入串联使用的电阻是多少(例如 R126)？ 是否已尝试重置命令(而不是重置引脚)？

什么连接到 AIN0？ 此输入引脚是否有串联电阻？ 此输入引脚是否有任何外部 ESD 保护？

因此、为了准确地确定可能发生的情况、我们需要知道放电如何到达器件。 很可能是数字部分正常工作、但模拟部分不工作、则放电会通过模拟电源或模拟输入引脚(或两者的组合)影响 ADS124S08。 8kV 放电远高于器件的 ESD 额定值、因此电源和输入必须受到充分保护。 ADS124S08的 ESD 额定值主要用于封装和仅在生产中处理器件。

由于许多输入连接到模拟电源、任何直接影响模拟电源的放电也会影响 ADS124S08。 模拟电源很可能应该有一个 TVS 二极管来抑制大电压瞬态。 移除连接到模拟电源的模拟输入串联电阻可能会带来好处。

由于我们不知道连接到 AIN0的是什么、因此我们不知道这是否是进入 ADS124S08的瞬态源。 此处也可能需要外部 ESD 保护。

此致、
Bob B

尊敬的 Bob：

感谢您的支持！ 对于您的问题、请找到我的以下答案：

1.在 设备情况下，ESD 放电是随机的。 而封闭式设备(设备是金属外壳)中的电路板、请参阅下面的示例、ESD 枪将随机向设备注入 ESD 能量、但不会直接向电路板注入 ESD 能量、因为电路板位于封闭设备中。 此外、ESD 不会注入电源。

请查看下面的原理图、这些参数是 ADS124S08前端的放大器、请参阅下面显示的 MS1-1：

此外、这些是放大器前端的 EMC 保护组件、但这是客户 的知识产权、因此无法与我们分享。 但是、这  种保护组件已经过许多成熟产品的验证、没有任何问题。

3.我们尝试使用重置命令、此命令正常工作、可以在发送重置命令并重新初始化 ADS124S08后让 ADS124S08从异常状态恢复为正常状态。

以上都是您需要了解的信息。 这种现象是在执行 ESD 测试时、 ADS124S08有时会异常工作、我们可以毫无 问题地读取配置寄存器、但输出数据始终为 o (DOUT/DRDY 将始终处于繁忙状态)。 即使我们发送 STOP 命令并再次发送 START 命令、ADS124S08也不会再次开始转换、除非我们发送 REST 命令并重新初始化。

需要您的帮助来思考这一问题并提供解决方案、谢谢。

此致、

Sulyn

您好、Sulyn、

请参阅下面的我的回答。

此致、

Bob B

[引用用户="Sulyn Zhang "]

尊敬的 Bob：

感谢您的支持！ 对于您的问题、请找到我的以下答案：

1.在 设备情况下，ESD 放电是随机的。 而封闭式设备(设备是金属外壳)中的电路板、请参阅下面的示例、ESD 枪将随机向设备注入 ESD 能量、但不会直接向电路板注入 ESD 能量、因为电路板位于封闭设备中。 此外、ESD 不会注入电源。 [BOB]外壳如何连接到 PCB、外壳是否有接地连接到电源接地？  理想情况下、您希望外壳屏蔽内部的器件并将 ESD 分流到接地端。

请查看下面的原理图、这些参数是 ADS124S08前端的放大器、请参阅下面显示的 MS1-1：

此外、这些是放大器前端的 EMC 保护组件、但这是客户 的知识产权、因此无法与我们分享。 但是、这  种保护组件已经过许多成熟产品的验证、没有任何问题。 [BOB]与验证工程师讨论后、如果向 START 引脚施加了一些能量、则可能是 ADS124S08处于冲突状态。  我建议将 R86电阻器从4.7K 欧姆更改为0欧姆。  这会将该引脚直接接地。  START 引脚取代 START 命令、因此如果该引脚由于 ESD 而处于无效状态、则可能会阻止 START 和 STOP 命令工作。

3.我们尝试使用重置命令、此命令正常工作、 可以在发送重置命令并重新初始 化 ADS124S08后让 ADS124S08从异常状态恢复为正常状态。 [BOB]这是个好消息。  这确实意味着数字通信正在工作、器件将恢复。  我们现在需要了解为什么启动和停止命令不起作用。  首先要做的是用0欧姆电阻器替代 R86。

以上都是您需要了解的信息。 这种现象是在执行 ESD 测试时、 ADS124S08有时 会异常工作、我们可以毫无 问题地读取配置寄存器、但输出数据始终为 o (DOUT/DRDY 将始终处于繁忙状态)。 即使我们发送 STOP 命令并再次发送 START 命令、 ADS124S08 也不会再次开始转换、除非我们发送 REST 命令并重新初始化。

需要您的帮助来思考这一问题并提供解决方案、谢谢。

此致、

Sulyn

[/报价]

尊敬的 Bob：
感谢您的支持。 我们尝试将下拉电阻器更改为0欧姆、但它们仍然相同。 ADS124S08在执行 ESD 复位时仍会出现类似的行为、即使停止 ESD 测试、也不会恢复、除非发送 RESET 命令。 您或团队是否对此问题有任何想法？

此致、
Sulyn

您好、Sulyn、

仍然无法确定 ESD 脉冲如何进入器件。 它很可能来自电源或模拟输入。 由于数字部分仍然正常工作、数字电源和接地似乎正常。 接下来、应确定是模拟输入还是模拟电源出现问题。 我建议在模拟电源上使用 TVS 二极管、以抑制通过模拟电源进入 ADS124S08的大瞬态。 一个可能的示例是 ON Semiconductor TVS 二极管 ESD9D5.0ST5G。

降低 C92的值也可能会有所帮助。 它当前为10uF、可以存储大量电荷、并且可能比瞬态本身提升模拟电源的时间长很多。 该值可降至最低330nF。

布局中还可能存在较大电感可在 ADS124S08的敏感点维持电压瞬态的情况。 由于我没有布局或完整的原理图、因此很难再提出任何建议。

为了进一步对器件进行故障排除、还应了解在 START 命令或 RESET 命令之前是否将寄存器内容重新写入 ADS124S08、这将有助于器件恢复正常运行。

此致、
Bob B

尊敬的 Bob：

我尝试 了以下操作、 但没有任何作用：

1. 在 ADS124S08的 AVDD (VCC50-1)和 DVDD (VCC33-1)上添加 TVS、我们的 TVS0500、没有任何改进；

2.尝试按照输入路径中所示移除 R56和移除 C72、然后将 C72直接短接至 GND、然后进行 ESD 测试。 没有改善。

3.尝试将 C92的电容降低至470nF (因为没有找到330nF)，没有任何改进；

4. 由于客户无法在 ADS124S08的 GND 和接地之间添加安全电容器(以避免接地环路)、因此我们无法在此处添加安全保护；

真的不知道如何改进或解决这个问题？ 下面是布局、您可以帮助 检查这些问题是否有？

e2e.ti.com/.../PCB.zip

BTW、我们是否会尝试在 TI 实验室中进行 ESD 测试(我认为您不需要与我的客户的情况完全相同。 即使使用 TV/ESD 保护也只需测试 TI EVM、然后执行测试、您可能会发现 ADS124S08裸片、需要软复位或硬件复位即可恢复)、 我相信我们也可能会发现此问题。 这对于 TI 的未来产品以及与竞争对手的竞争非常重要、非常感谢。 我们需要您对此给予大力支持。

此致、

Sulyn  

您好、Sulyn、

在不知道 ESD 进入器件的位置的情况下、很难提出一个清晰的解决方案。 从布局来看、似乎有一个良好且足够的接地。 如前所述、ESD 最可能通过数字或模拟信号或电源进入器件。

使用 TVS0500的 ESD 钳位不会在7.9V 之前开始钳位(请参阅数据表的第9.2.2节)。 这还不够好。 您需要使用特性与 ESD9D5.0ST5G 相同或相似的 TVS 二极管。 该二极管应位于靠近 ADS124S08电源引脚的模拟和数字电源上。

我强烈建议通过移除未使用的模拟引脚上的电阻器网络来限制 ESD 的入口点。 这将限制 ESD 仅发生在数字输入和电源引脚上。 一旦我们确定 ESD 进入器件的位置、就更容易找到合适的解决方案。

此致、
Bob B