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[参考译文] ADS8887:偶尔会因为输出所有零数据而卡住

Guru**** 2381780 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8887, TLV773
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/1360398/ads8887-occasionally-got-stuck-by-outputting-all-zero-data

器件型号:ADS8887
主题中讨论的其他器件: TLV773

首先、我提供一些背景信息。

在我们的4 -20mA 电流环路供电传感器产品之一中、我们利用 Analog Devices 的 AD7989-1以及多个运算放大器和一个 MCU 来对传感信号进行采样。 该产品已经投入量产、并且由于 ADI 提供的 ADC 成本相当高、因此我们想要降低 BOM 成本。 我们咨询了 TI 技术支持并确定了 ADS8887是潜在的替代方案。

经过仔细查看这两款 ADC 的数据表、我们得出结论、这两款 ADC 引脚对引脚兼容、软件兼容(至少在我们的用例中是如此)并且性能相似。 我们向 TI 申请免费样片、收到后立即换用 ADC (手工焊接)。 令我们高兴的是、产品按预期运行、没有明显的性能问题。 我们几乎开始从我们的分销商订购一整盘,然后发现一个令人不安的问题,我在这里谈论…

~‘s频繁地对产品进行下电上电、ADS8887会有5 10%的机会通过返回全零数据而突然变为"无效"、并且总电流消耗会增加约2mA (这在电流环路供电器件中至关重要)。 由于产品 PCB 很小且没有 SPI 总线上的任何测试点、因此我们无法在其上触发逻辑分析仪。 然而,我已经编程的固件,并相当有经验和信心,它不会是一个问题在这里(原谅我任何感知的傲慢)。 固件经过了全面测试、之前使用 ADI 的器件对逻辑进行了仔细调试、但从未出现过此类问题。

当 ADS8887被"‘s"时、复位 MCU (无论有多少次)都无法恢复、唯一恢复的方法是对器件进行下电上电、这肯定该问题与固件无关。

我们起初也怀疑手工焊接可能会损坏芯片、所以我们尽量用 SMT 和回流炉另外焊接了3种产品、现在全部4种产品都有相同的问题。

此外,我们还提出了另一个重要的观察:循环通电的方法显著影响了问题的发生。 如果使用断路器(例如按钮)切断并恢复电源(24V 电流环路)、则根本不会出现该问题、因此我们已至少进行了几百次尝试。 但是、如果改用松散的挂钩或裸线(在接触时产生多个瞬变)、则可以相当快速地重现该问题。

请注意、ADC 的采样率大约为30ksps。

目前、我们尝试了以下技巧、但这些技巧都没有显示任何改进或缓解措施:

1)在 PWR_3V3 (作为 ADS88ECG 的基准)和 GND 之间添加 TVS 二极管(SZMM3Z4V7)。

2)将全部或部分105 (1uF)电容器替换为104 (0.1uF)。

3) 3)将 PWR_2V5上106 (10uF)电容器的数量减少为1。

4) 4)通过将 TPS78225替换为 TPS78233、对 PWR_2V5网络使用更高的电压(3.3V)。

我们非常寻求 TI 和 e2e 社区的帮助、非常感谢您提供有关解决此问题的任何指导或帮助!

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    您好、紫江:

    根据您的所有数据和实验、我认为这是一个欠压问题、在该问题中、2.5V 电源在重新通电之前不会放电至0V、从而导致 ADC 进入未知的逻辑状态。

    我建议用小负载电阻器替换 PWR_2V5电源轨上的其中一个旁路电容器;值越低越好。  该值将取决于您从4 -20mA 环路中获得多少额外电源电流、但如果可能、我建议使用10千欧或更低的电阻。

    这可能无法解决该问题、但这是我在不更改您的电路板设计的情况下能够想到的唯一问题。

    另外、我想您可能已经意识到、但是 AVDD 电源的最小电压为2.7V;您电源的电压为2.5V、在这种情况下、您将超出此器件的额定工作范围。  但是、由于您曾尝试将电源电压增加至3.3V、我认为这不会导致加电问题。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    我承认我不知道2.5V 超出了器件的规格。 不过、将电压更改为3.3V 并不能解决或减轻该问题、因为我只是做了几个实验。

    我已…添加一个4.7K 电阻器来加载2.5V (现在为3.3V) AVDD 网络、但我仍然可以重现干扰、只是困难了一点(可能)μ s

    由于您可以计算出 RC 时间常数4.7K * 10uF = 47ms、因此网络上有许多10uF 的电容器(我做实验时降低到仅一个10uF)。 与不稳定接线接触可能产生的瞬变相比、这需要很长时间、而这实际上可能在终端用户的站点发生。

    总体而言、根据我掌握的最新信息、我认为 ADS8887有一些局限性、我很有信心、而且我期待各位尽快解决这个问题! 但现在、我还是坚持使用 ADI。

    感谢您的观看!

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    您好、紫江:

    根据您的评论、我认为这是一个掉电问题、内部复位无法按预期工作。  如果我有任何其他想法或建议,我将把它们张贴在这里。

    此致、
    Keith

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    感谢 Keith 共享这些信息。

    无论如何、如果确认了这个欠压问题、您是否会推荐我们(以及其他客户)使用一个简单的缓解电路、主要思路是在 VDD 再次上电之前帮助电容器放电(消除瞬变)。

    也许 TI 的一些 LDO 或降压转换器产品可以满足这一要求?

    PS、如果你们不能可靠地重现这个问题、请随时与我联系、我渴望帮助。

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    我今天做了更多实验、可以非常有信心地说、降低电容和为 VDD 网络增加更多负载确实会产生效果、使问题更难重现为原来的十分之一、这支持 Keith 的欠压问题理论。

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    您好、紫江:

    TLV773或类似 LDO 具有小于1k Ω 的内部放电电阻。  这应该有助于快速释放总线电压。  在这种情况下、您可能需要将总电容降至10 μ F 范围。

    此致、
    Keith

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    今天、我做了一个实验、用具有电容器放电功能的 TLV73333PQDBVR (TI 免费样片提供)替换 TPS78225 LDO。 未修改 PCB、因为这两个器件引脚对引脚兼容。

    不幸的是、这并没有解决该问题、并且可能具有可忽略不计的效果。  

    我是在放弃的边缘...

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    您好、紫江:

    如果感兴趣、我建议使用您的处理器控制3.3V LDO 的使能引脚。  这应允许您强制器件手动复位。  请注意、所有 IO 引脚都应设置为逻辑低电平、以确保在下电上电复位期间 ADC IO 引脚上不存在电压。

    在这个情况下、此电路板应以及您的 MCU 内的加电复位电路允许的情况下工作。

    此致、
    Keith

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    大家好、我将关闭该主题。  如果您有任何其他问题、请在论坛上发布新问题。

    感谢您考虑在您的设计中使用 TI ADC。

    此致、
    Keith

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    好的。 感谢大家的努力