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[参考译文] DS34LV87T:空闲期间的输出 P 将有一个奇怪的波形

Guru**** 2482105 points
Other Parts Discussed in Thread: DS34LV87T, DS34LV86T

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/interface-group/interface/f/interface-forum/1432899/ds34lv87t-the-output-p-during-idle-time-will-have-a-strange-waveform

器件型号:DS34LV87T

工具与软件:

您好、先生、

我们的系统使用三个 DS34LV87T 芯片将 UART 信号从单端转换为差分信号。 目前会遇到一个问题、即没有连接输入信号时、输出 P 表现出下图所示的波形。(仅上拉)

三个 IC 都遇到相同的问题。 我们已经尝试在输出端添加100欧姆的端接电阻、以防止其悬空、但这尚未解决该问题。

输出 N 未产生任何波形。

不过、奇怪的是、该状态仍然允许正常传输 UART 信号。

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    您好、Vincent:

    感谢您分享所有这些信息。 我有几个问题和建议给你:

    • 当输出端发生此振荡时、您能否在输入引脚处共享示波器图像? 我想知道 VCC 的上拉电阻器是否产生干扰。
    • 所有4条输出 P 线(OUTPUT+)是否都显示了此波形?  
    • 您能发送设备顶部的图片吗? 我想确认这些器件是否合法、因为有时假冒器件通过第三方进入市场。  

    此致、

    Ethan

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    尊敬的 Ethan:  

    让我修改一下我的说法:UART 接收异常。

    1. 我们已尝试移除上拉电阻器并以物理方式提升输入引脚、但输出信号没有变化。
    2. 目前、我拥有的所有三个组件都表现出相同的条件、包括仅保留"TP (测试点)"的组件、它们也显示相同的波形。
    3. 以下是这三个部分的照片。

        

    另外、此处是传输 UART 信号时的波形(紫色的 CH2是输入;黄色的 CH1是输出 P)。 当 UART 输入为低电平时、输出 P 也为低电平;当 UART 输入为高电平时、输出显示异常信号(虚线标记数据的一位)。

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    Vincent  

    感谢您提供更多详细信息。  我已经研究了这些特定的设备、它们在我的最后看起来都是合法的  

    这里还有几个问题:

    • 这些器件工作附近是否可能存在高频发射?
    • 您能否发送 信号接收端的波形? 源是否可能在线路下游来自接收器?
    • 您能否共享完整的系统原理图?  

    我索要原理图的原因是我没有看到这些器件的 ESD 保护二极管。  这些器件的 ESD 冲击可能超出其额定保护范围。 我们建议在总线上放置 ESD 二极管、尤其是 ESDS552。  

    此致、

    Ethan

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    尊敬的  Ethan:

    • 附近没有高速信号或高于50 MHz 的信号。
    • 在接收端、如之前使用 CH2的响应(紫色)所示、当接收端接收到高电平时、输出 P 也将为高电平、但它将表现出一个奇怪的波形。 我们已尝试断开电源并仅使用 DS34LV87 IC 进行测试、结果表明、只要接收端为高电平、输出端也将处于异常高电平。

    Ch1:输出+;Ch2:输入设置为 高电平

    Ch1:输出+;Ch2:输入设置为 低电平

    Ch1:输出-;Ch2:输入设置为 高电平

    Ch1:输出-;Ch2:输入设置为低电平

    • 由于机密性问题、我们可能无法提供完整的信息、但我们可以提供方框图。

    FPGA 直接与 DS34LV87的输入相连。

    所有 DS34LV87T 均连接至连接器。 (我只展示了一些 conn 侧。

    在我们的设计中、不存在 ESD 相关电路。

    文森特

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    您好、Vincent:  

    您可以重新上传这些图像吗? 他们没有出现在我面前。  

    我最大的问题是、由于设计中没有实施 ESD 保护、器件可能已损坏。 但是、如果您担心这是您未引起的器件故障、您可以使用我们的故障分析流程: https://www.ti.com/support-quality/additional-information/failure-analysis.html 向我们发送器件

    我将向我的同事提出第二个意见。  

    此致!

    Ethan  

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    尊敬的  Ethan:

    我重新上传如下所示的图像、

    数据表显示 ESD 保护值为 ESD≧7kV。 我不认为它是那么脆弱。 如果 ESD 损坏了三个 DS34LV87T、则我的三个 DS34LV86T 全部正常也是不合理的。

    • 附近没有高速信号或高于50 MHz 的信号。
    • 在接收端、如之前使用 CH2的响应(紫色)所示、当接收端接收到高电平时、输出 P 也将为高电平、但它将表现出一个奇怪的波形。 我们已尝试断开电源并仅使用 DS34LV87 IC 进行测试、结果表明、只要接收端为高电平、输出端也将处于异常高电平。

    Ch1:输出+;Ch2:输入 设置为 高电平

    Ch1:输出+;Ch2:输入设置为 低电平

    Ch1:输出-;Ch2:输入设置为 高电平

    Ch1:输出-;Ch2:输入设置为低电平

    • 由于机密性问题、我们可能无法提供完整的信息、但我们可以提供方框图。

    FPGA 直接与 DS34LV87的输入相连。

    所有 DS34LV87T 均连接至连接器。 (我只展示了一些 conn 侧。

    文森特

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    尊敬的  Ethan:

    对当前情况进行更新:我们已尝试在输出端的阻尼电阻器与 IC 的 P 和 N 之间添加一个33欧姆电阻器(我们测试了45至100欧姆的电阻器、但并非所有电阻器都能在每个通道上正常运行)。 此时、P 可以输出正常波形、并且可以接收。

    但在这种状态下、处于高电平状态的 P/N 输出电压从2.1V 降至2.3V、表明显著的压降。 此外、在添加12组33欧姆电阻器后、我的系统的功耗明显增加了1.5W。

    文森特

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    您好、Vincent:

    感谢所有更新的信息。

    如果您可以澄清一下、我可能会在某一方面感到困惑:N 输出是否也输出正常波形? 或者是否只有 P 输出波形、正如您在上一条消息中提到的那样?  

    根据您对33欧姆电阻器的测试、我认为您看到的振荡是反射问题。 现在我可以看到接收器原理图、有一个明显的端接问题导致了这种反射。 本文档进一步解释了 为何需要正确的端接(详细介绍了 RS 至485、但同样的推理适用)。

    在您的原理图中、驱动器线路串联45欧姆、接收器线路串联1K 欧姆。 在典型的 RS -422设置中、应完全移除这些电阻器或将其替换为10 Ω 防脉冲电阻器(用于瞬态保护)。 这有助于正确匹配线路的特性阻抗。

    理想情况下、应放置一个80至100 Ω 的端接电阻、仅连接接收器的每个正负输入(从 A_IN-到 A_IN+的电阻器、依此类推)。 驱动器不应具有任何端接电阻器(这有助于降低 EMI 并成为更大限度减少反射的最佳实践)。 与33欧姆的测试类似、总共应该有12个。 这里的缺点是输出电压会下降、但信号完整性将大幅提高。 如您所示、添加终端电阻器会增加功耗、但考虑到总共有12个驱动器、这种增加实际上效果相当不错。 一般而言、RS -422因低功率而未知。  

    最后一点:我仍然强烈建议在总线线路上增加 ESD 保护。 是的、该器件具有7kV 人体放电模型(HBM)、但作为比较、工业级设计通常具有高达30kV IEC ESD 保护(比 HBM 标准更严格的保护)。 并非器件很脆弱、更何况周围的环境可能很容易受到 ESD 冲击。

    此致、

    Ethan

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    尊敬的 Ethan:

    感谢您的答复。

    我使用以下电路对 DS34LV87进行了返工、仅保留与 IC 的连接、因此不会出现反射问题。 输入端是否存在上拉电阻器并不影响奇怪信号的输出。

    我尝试了将输入拉至高电平或低电平进行测试、结果如下:

    在此100欧姆设置下、 当输入为高电平信号时、输出 P 仍然发送奇怪的波形。

    当输入为 H 时、它将表现出一个奇怪的波形;当为 L 时、输出为一个正常的 L

    无论输入是 H 还是 L、输出都是正常的(输入 L 会产生输出 H;输入 H 会产生输出 L)。

    这就是我提到过的:只有输出 P 表现出异常波形、而输出 N 表现出异常波形。

    因此、DS34LV87的输出连接至器件或保持悬空、当输入为高电平时、输出 P 将异常。

    那么、您的建议是像这样修改 DS34LV87?

    但是、对于端接电阻器、其中一个通道需要在信号正常之前尝试从120欧姆降低到33欧姆、而其他通道在100欧姆时可以正常工作。

    该解决方案下次会再次改变吗? 对所有通道使用33欧姆会更安全吗?

    在我提供的早期图像中、DS34LV86未连接到电路板上的 DS34LV87。 相反、它连接到另一个直接从 FPGA 接收 RS422差分信号的电路板。
    那么、是否不允许在 DS34LV86上使用1K Ω 电阻? 迄今为止、它一直在运作、没有出现任何问题。

    谢谢!

    文森特

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    您好、Vincent:

    我现在更清楚您对输出 P 的看法。 这张图有所帮助。  

    这是设计应该看起来的样子:

    10欧姆防脉冲电阻是可选的、但它们有助于提供更多瞬态保护。 选择100欧姆是为了使阻抗与电缆匹配。 我们建议使用120欧姆阻抗匹配电缆。 添加额外的电阻器会中断这种阻抗匹配、因此我建议您去掉1K 电阻器。 如您所述、有时系统在具有额外电阻的情况下可以正常工作、假设它不会使阻抗匹配变得太混乱。  

    此致!

    Ethan

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    尊敬的 Ethan:

    感谢您提供设计建议。 我们将致力于改进这部分。
    但是、IC 在没有连接任何元件的情况下上电时表现出异常波形的问题仍未解决。

    文森特