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[参考译文] ADS124S08:IEC 61000-4-6 4线 PT100端口抗传导干扰测试失败、IC 损坏

Guru**** 2391275 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS124S08

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/1368868/ads124s08-iec-61000-4-6-conducted-immunity-test-failed-in-4-wire-pt100-port-and-ic-gets-damaged

器件型号:ADS124S08

工具与软件:

我们为四线 PT100设计了4个+/-10V 模拟输入和2个端口。 我们根据 TI 指南在每个端口上放置了 TVS 保护二极管、并在每条线路上放置了 MOV 接地、但在测试4根导线 PT100端口时、我们仍然面临 IC 在传导抗扰度测试中损坏的问题。 是否有任何方法可以保护并通过 A 类的 CI 测试?

谢谢你。

尼尔·沙阿

  • 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。

    我们使用了 TI 关于 PT100 = 4线低侧基准的指南、如上所述、我们还使用了保护元件。

    CI 测试中出现以下问题。

    请建议我们如何通过添加更多保护元件或通过任何软件算法或提供可编程延迟来消除混叠效应?

    提前感谢。

  • 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 Neel Shah:

    我知道我们过去曾在 E2E 上交流过、但我不记得看到过原理图或布局了。  通过 IEC 测试可能是一项挑战。 解决此问题可能需要更改原理图或 PCB 布局。  我的一位同事设计了特定于热电偶和 RTD 输入的电路板、并使用 ADS124S08通过各种 IEC 测试对电路板进行测试。  我们本来希望在今年早些时候公布这些调查结果,但由于优先次序的改变,这一结果被推迟了。

    我的同事之前已经发布了 这份 可能会有所帮助的应用手册。  其中许多相同的概念也适用于通过 IEC 测试。  为了提供进一步的帮助、我需要查看原理图和电路板布局布线。

    此致、

    鲍勃 B

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    尊敬的 Bob:

    我们已考虑了您的应用手册、并在我们的设计中应用了相同的内容。 我们已通过浪涌和 EFT 测试、但在传导抗扰度测试中面临挑战。

    由于机密性问题、我无法共享原理图和布局文件。

    您能否分享您的想法、我们可能会通过添加更多保护组件、或通过任何软件算法或提供可编程延迟来消除混叠效应来完成这些工作?

    请参阅以下快照、了解抗混叠滤波器设置。 您能否为我们介绍4通道混叠效应解决方案(如1.17MHz 到1.6MHz 之间的聊天干扰上方所示)?

    最后一个问题是、在 ADS124S08中、IC 的芯片内部有任何可以通过软件编码的巴特沃斯滤波器设计? 是真的吗?

    我期待收到您的回复。

    提前感谢。

    此致、

    尼尔·沙阿

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    尊敬的 Neel Shah:

    不幸的是、您没有给我太多工作机会。  想想你在问我什么。  它基本上是"我有一个问题、告诉我如何解决"。  我不知道你究竟看到了什么,所以很难确定实际发生了什么行动。  我至少需要知道您正在使用什么配置设置、以及您看到的原始数据(这意味着只有 ADC 输出代码、不进行任何温度、电压等的转换)。  了解该器件是否在一段时间后测量恢复正常、或者器件是否需要复位或下电上电来纠正问题、也会有所帮助。

    可编程转换延迟主要在切换多路复用通道时使用、以防止电荷从一组通道分配到下一组选定通道。  提到集成抗混叠滤波器是指可降低内部开关频率噪声的滤波器。  它对任何外部噪声影响很小。  请参阅下面圈出的部分、这些部分 是滤波器元件:

    仅当在连续转换模式下切换多路复用器通道以及使用单次模式并开始转换时、才会出现可编程转换延迟。

    上面显示的滤波器部分是唯一的模拟滤波组件。  ADS124S08是一款过采样器件、其中模拟输入被转换为调制器位流。  调制器数据会传递到数字滤波器、数字滤波器根据所选的配置通过 SINC 或 FIR 滤波器处理数据。

    我认为正在发生的情况是、在信号进入 ADC 输入引脚之前您会看到一个模拟影响。  任何电容或电感都将充当储能元件。  如果是这种情况、您将需要限制存储的能量量。  一种方法是使用与输入滤波器电阻串联的铁氧体、在存在高频能量时增加总体滤波器电阻。  一种常见的错误是使用过低的电阻或错误的滤波频率。  在某些情况下、客户将只使用100MHz 滤波器峰值滤波值。  如果这样做、除了电流解决方案外、可能还需要添加1000MHz 铁氧体。

    另一个注意事项是、任何暴露的、非屏蔽的接线都可能会拾取 RFI/EMI。  一个经常被忽略的方面是、如果接线采用屏蔽、则还必须正确端接布线、将传感器连接到 PCB 时必须小心。  连接点处的小线圈会导致屏蔽失效。

    此致、

    鲍勃 B

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    尊敬的 Bob:  

    感谢您的答复。

    在我们的应用中、总共有6个端口的 ADC。 其中4个用于测量+/-10V、2个用于通过方框图中所示的4线 PT100传感器测量温度。 这些数据通过 ADC 的 SPI 传送到 MCU、

    这些数据将通过我们的软件 Web 工具恢复。 通过 RS485器件进行通信的主要设计和模拟测量器件。

    如您所述、通过添加串联的铁氧体磁珠可能会解决该问题、从而实现+/-10V 测量解决方案。 但在 PT100端口中、我们面临的问题是噪声会进入 ADC 并且随机值发生变化、进而 IC 受损。 似乎是通过电流源通道或通过基准 REFP0/REFN0噪声进入 ADC。

    电流源1mA、ODR = 4K、Fc = 1.046K 通过 sinc 滤波器设置。

    我们的设计类似于下面的 PT100快照。 我们刚刚在电流源路径中添加了肖特基二极管、并在接地输入路径中添加了 MOV 和 TVS、静态噪声注入到 ADC 中。 虽然其他+/-10V 输入端口未在 ADC 中注入噪声、但输入侧(MOV 和 TVS)也具有相同的保护。 您能为我提供相关指导吗?

    请注意、我们不使用 EM CLAMP 进行测试、我们使用的是 CDN 器件、因为根据 IEC 61000-4-6建议 CDN 在模拟输入端口测试中进行噪声注入。 器件在几 mA 内的功耗太小。 我们是否应该使用 EM CLAMP 进行认证?

    如果您需要更多信息、请告诉我。  

    我以前曾问过一个问题、即 ADS124S08 IC 在芯片中有任何可以通过软件编码的巴特沃斯滤波器设计? 是真的吗?  

    我期待收到您的回复。

    提前感谢您。

    此致、  

    尼尔·沙阿

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    尊敬的 Neel Shah:

    我想我通过展示器件内部唯一模拟滤波器的图表来回答有关巴特沃斯滤波器的问题。  ADC 内部没有巴特沃斯滤波器。  我不确定您在哪里得到了这种类型的滤波器的印象。

    至于器件损坏问题、发生这种情况的最可能位置是 IDAC 输出。  对于施加到将 IDAC 电流从器件中流出的引脚的任何瞬态电压、必须限制为不超过-10mA。  使用二极管只能在一个方向的电流中提供帮助。  使用 TVS 二极管将具有钳位电压。  如果钳位电压最大值大于 AVDD 电源、则必须限制电流、以防止接触到 IDAC 引脚。

    如果您使用的是1mA 电流、并且基准电阻器为1.6k、那么您可能还具有一些其他问题、因为 IDAC 电流路径中的总压降电压为3.3V - 0.6V 或2.7V。  目前还不清楚 RTD 的温度可以达到多高、因此假设它可以达到最高温度。  这意味着在 IDAC 电流路径中添加的任何二极管或电阻可能会出现合规性问题。

    一种可能的选择是将基准电阻器的值更改为860 Ω。  则不是使用二极管、而是使用1k 欧姆的串联电阻。  1k 电阻将在正负偏移中限制流经 ESD 结构的电流。  对于整个 RTD 电阻范围、顺从电压是可接受的。  缺点是增益将被限制为1。

    另一个选项是将电流降低到500uA、同时再次添加串联电阻。  这里的不同之处在于、您可以提高串联电阻以进一步限制瞬态电流。

    至于输入类型(CDN 与 EM 钳位)、我在某种方法上没有经验、而不是在另一种方法上。

    此致、

    鲍勃 B