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[参考译文] ADC3244:具有 INA851前端的 ADC3244、ADC 输入是否可能损坏?

Guru**** 1123240 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS127L21, ADC3244, INA851, ADS127L11
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/1329381/adc3244-adc3244-with-ina851-frontend-possible-damage-to-adc-inputs

器件型号:ADC3244
主题中讨论的其他器件: INA851ADS127L11、ADS127L21

早上好!

我在使用 ADC3244时遇到问题、当同时从16个器件测量时、问题变得很明显。 它们返回的值之间存在很大的不匹配度。 前端由高通滤波器和 INA851差分放大器制成、根据文档、差分放大器通过电阻器和低通滤波器连接到 ADC 输入端。 CLAMP -引脚接地、CLAMP +连接到齐纳二极管稳定基准。 重要信息是 INA 由对称+/- 15V 电源供电。

最近的调查表明、当 INA 的输入过载时、输出摆幅为低于地电平0.5V。 这种情况在实践中可能会导致损坏? 我测试了很多芯片、瞬态看起来好像会导致损坏、但我想知道如何在不考虑带宽和信号质量的情况下减轻它的影响。 如果 IC 主要是测量值或缺少输出时钟、则会发生损坏模式。

  • 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。

    更新:

    我已经为钳位-引脚添加了带有连接到+15V 电源轨的上拉电阻器的二极管。 它解决了这种情况、现在输出电压达到0V、而不是负0.5V。 然而、我仍然很好奇负摆幅是否会导致此类奇怪的失效模式。

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    尊敬的 Tomasz:

    您能否提供有关您的电路实现的原理图和/或方框图? 这将更有助于遵循。

    谢谢。

    Rob

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    另外、原理图符号不是很清晰、但它应该可以完成相应的工作。 INB_P 和 INB_N 网络直接连接到 ADC 输入、VCM 通过去耦电容器连接到 ADC3244的引脚24  

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    尊敬的 Tomasz:  

    我将与我们的放大器团队取得联系、以提供帮助。 请给我几天时间回复。

    与此同时、最好发送一个更加完整的 INA 电路原理图、特别是显示 INA 输入连接方式的片段。

    基本而言、我看到的情况是连接到 ADC 的 INA 的输出共模中存在不匹配情况、Vcm =+0.95VDC。 因此、有可能 INA 的输入上存在一个不平衡、这一不平衡使得 INA 输出从一个电压范围强制进入另外一个电压范围、这是因为 INA 具有一个大电源电压范围、即-+/-15V。

    钳位输出将有助于并使信号保持在 ADC 的输入摆幅和顺从范围2Vpp DIFF 的范围内。

    此致、

    Rob

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    尊敬的 Tomasz:

    INA851数据表的第28页介绍了 INA851 INA851的输出 CLAP+和 CLAP-功能。  INA851钳位功能可能与 ADC3244不兼容、因为对1.8V 的 ADC 电压电源要求很小。  请参阅下面的详细说明。

    实际上、钳位引脚允许 INA851的输出摆动至完整的 VCLAMP+/VCLAMP-电压而不产生失真;正如您在工作台设置上确认的那样、钳位功能仅在超出 CLAP+和 CLAP-电压500mV 的输出电压下开始开启。  因此、当钳位功能处于使用状态时、输出电压会被钳位(完全开启)、超过钳位电压大约600mV。  在您的情况下、INA851输出将在低于 CLAPP-(GND)的-600mV 和高于 ADC 正电源的+600mV 处进行硬钳位。  此外、为了使输出驱动器正常工作、CLAMP +和 CLAM-需要相差超过3伏。  

    有关详细说明、请参阅 INA851数据表中的第8.3.5页29 (也如下)部分:

     

    INA851通常用于驱动支持约1MSPS 采样率的高分辨率精密 SAR ADC、以及支持1365kSPS 输出数据速率的精密 Δ-Σ ADC。  在大多数精密 ADC 上、当发生故障时、当输入电压超过电源电压时、ADC 输入可以承受±10mA 的输入电流。 这可能(需要确认?) 对于 ADC3244是不同的。

    例如、在下面的 ADS127L11电路中、根据 ADS127L11数据表的绝对最大额定值、该器件可以承受 AVSS-0.3V 至 AVDD1+0.3V 的输入电压。 如果超过绝对最大电压、则必须将 ADS127L11输入电流限制在±10mA 以下。

    在下面的 ADS127L21电路示例中、推荐的 R-C-R 滤波器为47Ω+ 560pF +47Ω。  在考虑 INA851稳定性、趋稳和交流性能的同时、谨慎调整/选择该滤波器、还可以在故障期间限制输入端的电流。 ADS127L11情况下的内部 ADC ESD 结构在电压高于+5.2V 时开始开启(实际上、ESD 结构在室温下开始打开大约0.5V、因此此估算是保守的)。 并且 INA851会在高于电源电压(+5.8V) 0.6V 处钳位、流经47 Ω 电阻器的电流仅为(5.8V-5.5V)/47Ohm =±6.4mA、这对 ADS127L11是安全的:

      

    但是、在 ADC3244中:

    • ADC3244需要+1.8V 的模拟电源、遗憾的是、这超出了 INA851的最小钳位电压规格。 请参阅 CLAP+和 VCLAMP-最低电压要求:
    • INA851 VOCM 引脚需要在 VCLAMP+和 VCLAMP-以上至少留出1.5个余量。 这与使用1.8V 电压电源的 ADC3244不兼容。
    • 为22Ω 串联电阻选择的 R-C-R 电阻滤波器可能不足以限制电流。 您可以调整和增加串联滤波电阻器、并减小滤波差分电容器、在降低输入电流的同时保持相同的时间常数。
    • ADC3244 ESD 单元可能(也可能不是) 必须能够承受超出绝对最大电压时的±10mA 电流。 这可能与上述精密 ADC 不同。 我需要向 ADC 团队确认该规格。

     总之、INA851钳位功能可能与 ADC3244不兼容、因为对1.8V 的电源电压要求很小。

    谢谢、此致、

    路易斯

  • 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 Tomasz:

    在上面的讨论中将 ADC 器件型号更正为 ADC3244。

    谢谢。此致、

    路易斯