[参考译文] EVM430-FR6047：TIDA-01486放大器板无法正常工作

您好！

 ？、如果没有发射信号、您能否说明发射信号是从 MSP430 MCU 发出、并在外部电路中的某个位置中断、或者 MSP430 MCU 甚至不会生成激励脉冲4 μ s

2.关于电流消耗,您是否检查过换能器规格? 传感器能否在+-15V 下工作？

此致、

Cash Hao

你好、现金。 感谢您的答复。

我刚刚检查了 CH0、看起来不像是发射信号甚至来自 MSP430。 是否可能损坏了发送器？ 我的 EVM 似乎仍然可以正常工作、因为它可以连接到 USS 软件、因此 MSP430仍可以正常运行。

我正在使用的传感器是 Audiowell US0072。 数据表指出最大驱动电压为5Vp-p、但 Audiowell 说绝对最大驱动电压可能大于5Vp-p、但寿命会缩短。 在这种情况下、绝对最大驱动电压应小于24Vp-p 我使用函数发生器检查了变送器的运行情况、变送器似乎仍在工作。 我再次向 Audiowell 确认、US0072传感器可驱动高达24Vp-p

关于不测量 EVM 发出的发送信号、请忽略我最后的意见。 我在示波器上使用了错误的示波器探头。 我将 EVM 恢复为原始形式、只是为了验证我没有烧毁传输路径、然后发现了示波器探头。 我将把 TIDA-01486重新连接到 EVM 并再次检查传输信号。

关于传感器的注释仍然有效。

您好！

明白。  等待您的 电路板测试更新。 要检查换能器、您可以尝试测量换能器的阻抗检查它是否仍在有效范围内、或与正常换能器进行比较。 它可能表明该部件已损坏或未损坏。  

此致、

Cash Hao

我昨天能够测量发射信号。 "是啊,是啊。" 让我来解释一下...

我已经为系统加电、但接收路径中的2个运算放大器仍然像以前一样变得非常热(太热而无法触摸)。 但没有发射信号。 随后突然出现发射信号、同时从外部+/-15V 电源汲取的电流从150 mA 降至约90 mA。 在本例中、接收路径中只有1个运算放大器仍然很热、无法触摸。 我猜另一个接收路径的运算放大器最终烧坏了。

总之、我现在可以测量 CH0和 CH1传输信号、它们为+/- 9V (总共为18Vp-p)。 这似乎有点低、但我可以测量它。 我相信1个接收路径运算放大器烧毁、而2个仍然很热。 我希望它很快就会被烧毁。

外部+/-15V 电源是否具有正确的上电顺序？

我仍在寻找外部电源电流过高的原因。

顺便说一下、THS3095数据表中有一个拼写错误。 第18页、第8.3.1节、公式2应为(其中 PD 应在其上方有 NOT 行)：

PD >= REF + 2.0V、用于启用

您好！

您能否分享一下电路板的原理图？  

 作为接收运算放大器输入时 CHx_IN 引脚上的接收信号电平是多少？ 如果接收运算放大器很热、我建议检查所有运算放大器引脚上的电压电平。 检查它们是否超出运算放大器规格。  

此致、

Cash Hao

供参考、我与我的换能器制造商确认可以将换能器驱动至高达24Vp-p

我已经附上了我创建的走线切断和我添加的跳线、以便将控制信号驱动到适当的电压电平。

为了从用于驱动这些控制信号的 MSP430 IO 上断开走线、必须进行走线切断。 然后、按照 TIDA-01486用户指南文档(TIDUDO7)第6页的表2对控制信号进行硬接线。 作为参考、控制信号通过硬接线使用传感器对1、如下所示：
S1 = 1 -连接到3.3V 电源轨
S2 = 0 -连接到 GND 电源平面
S3 = 1 -连接到3.3V 电源轨
S4 = 0 -连接到 GND 电源平面

PD1 = 1 -连接到3.3V 电源轨
PD2 = 0 -连接到 GND 电源平面

我使用的原理图是 TIDA-01486E1_Schematic.SchDoc、其填充如原理图中所示。 这意味着所有运算放大器均将增益设置为10。

我已将跳线插入 TIDA-01486的 J6上、用于将 VBIAS 轨连接到 MSP430-FR6047评估模块的3.3V 电源轨。

我现在可以测量发送路径中来自运算放大器 U1和 U2的放大1 MHz 超声波驱动信号。

接收路径中的运算放大器 U5和 U6出现问题。 几天前、两个运算放大器都变得太热了、以至于无法触摸。 现在、U5不再那么热门-我想它应该已经失败了、下面我将通过一些数据来说明原因。

我认为 U5会烧毁、因为节点 CH0_IN 的测量值为-15Vdc、在引脚6处测量的 U5输出也是-15Vdc。

对于 U6、节点 CH1_IN 的输入为-3.6Vdc、在引脚6上测量的输出为-15Vdc。 因此、运算放大器变得很热--3.6V * 10 =-36V、运算放大器输出被硬驱动至负电源轨。 但我不明白 CH1_IN 为何为-3.6V。请记住、VBIAS 设置为3.3V、因此 VBIAS 分压器后、接收路径运算放大器的所有输入都应有+0.658V 的偏移。

在 U5烧坏之前、我怀疑它的行为与 U6相同。 也就是说、节点 CH0_IN 可能是-3.6Vdc。

此外、所有运算放大器的 REF 引脚均设置为 GND、U5和 U6的 PD 引脚均设置为3.3Vdc。

我将尝试使用新的运算放大器替换 U5。

您好！

您是否有 示波器用于捕获 CHx_IN 上的信号？  

如果传感器可以在 24Vp-p 下工作、则可能是接收信号过强并断路。  

此致、

Cash Hao

前面提到的接收路径中的输入电平称为 Vdc。 这意味着这些灵感分别在 CH0_IN 和 CH1_IN 上呈现稳定的-15V 和-3.6V。

用于将零信号馈入传感器。 在这种情况下、由于没有交流接收信号、运算放大器的输入应该为0.658V (由3.3V VBIAS 轨通过分压器设置)、对吧？

CH1_IN 为-15Vdc、因为我认为 U5运算放大器发生了故障。 但是、为什么 U6的输入 CH1_IN 是在-3.6Vdc 没有交流信号的情况下？

以下是示波器捕获结果(左侧为 CH0_IN、右侧为 CH1_IN)：

我想我这个系统正在工作。 我现在在工作台上工作、通过塑料块传输声波。 这不是预期的应用、但我想现在我可以看到来自一个换能器的发射信号以及在相反的换能器上产生的接收信号。

当我尝试找到正确的上电序列时、肯定损坏了接收路径运算放大器、也就是先打开+/-15V 电源、然后将 USB 电缆插入笔记本电脑、为提供3.3V 开关电源的 EVM430加电。

总之、我移除了接收路径中的2个运算放大器芯片、在我的电路板上放入新芯片。 现在+/-15V 电源的电流消耗似乎正确(40 mA)、我相信现在可以看到接收信号。

周一是加拿大感恩节假期、因此周二我将把换能器放在水管上、看看我是否可以测量 一些水流。

您好！

您进行了哪些更改、以便获得正确的接收信号？ 传感器来测量发射？ EMM、很有趣。

此致、

Cash Hao

我仅使用一对换能器。 必须用新的运算放大器芯片替换 TIDA-01486的所有运算放大器、 即发送路径中有2个 OPA MP、接收路径中有2个运算放大器。

为了进行测试以查看是否获得接收信号、我将换能器连接到一个塑料块的相对表面上、以便 T2将捕捉来自 T1的发射信号、而 T1将捕捉来自 T2的发射信号。 如下图所示：

这样做的目的只是使 TIDA-01486正常工作。

今天、我将 EVM 和 TIDA-01486连接到采用 V 配置的换能器、固定在1英寸 PVC 管上、如下所示：

发送路径和接收路径中的增益均为10。 我知道它对于1英寸 PVC 管来说太大了、但我只是想让这个东西正常工作、稍后我会进行微调。 假设我的 TIDA-01486可以正常工作、此测试应有效、因为此设置不适用于 TIDA-01486。 我得到的信号是：

我应获得的信号应与此类似、即 TIDUDO7中的图21

显然、我仍然有一些问题。 有可能过度驱动 MSP430吗？ 它看起来会像在 USS 的 ADC Capture 窗口中看到的吗？

TIDUDO7文档介绍了使用 TIDA-01486在10英寸管道上执行的一些测试。 您能告诉我管材是由什么材料制成的吗？ 是 PVC 还是金属？

您好！

好的、您正在对万用表进行钳制。 夹钳式仪表需要在换能器和管道表面之间使用特殊的换能器和凝胶。 这将帮助您获得正确的接收信号。  

根据当前的设置、我认为这不能用于钳位式仪表。 在 V 配置管上运行测试时、是否在管内注满了水？ 您可以将塑料修改成下面的一个、然后检查是否可以获得正确的接收信号。  

此致、

Cash Hao

我正在使用的传感器可能不是较高驱动电压的最佳选择、但制造商确认它们可以正常工作、但平均故障时间会更短。 这不是问题。

是的、我知道管道和换能器之间的超声波对。 我使用的是工业润滑脂。 这不是问题。

是的、在尝试进行超声波测量之前、我确保管道中充满水并且所有空气都已从系统中排出。 这不是问题。

TIDA-01486出现问题。 今天、我将使用信号发生器和示波器来检查传输和接收路径。

您能告诉我在使用 TIDA-01486的10英寸管道上执行的 TIDUDO7文档中描述的实验中使用的管道材料是什么吗？

我在实验室里度过了一天、仅使用了 TIDA-01486电路板。 我正在使用一个电源为与门和多路复用器的3.3V 电源轨供电、另外两个电源为运算放大器的+/-15V 电源供电。 我将使用设置为1 MHz 的信号发生器、并且信号发生器的幅度都小于800mVp-p 我将使用示波器进行测量。

总之、发送通道和接收通道的行为似乎相同。 由于 TIDA-01486上的所有增益当前设置为10、因此其开启的每个通道都会将输入信号放大10倍。

我使用来自信号发生器的方波驱动接收路径。 接收路径运算放大器输出方波、但幅度增大10倍。 但钳位二极管会将放大的接收信号转换为锯齿波。 该锯齿波将发送至 MSP430FR6047。 MSP430FR6047是否需要方波或者它能否使用锯齿波？

您好！

原始 TIDA-01486适用于有创大型管道。 它不测试表上的夹钳。 我们还有另一份应用手册、介绍钳位式仪表的设计。  https://www.ti.com/lit/pdf/slaa949 我想您已经了解这一点。 对于小型钳位导管、通常不需要12V 的激励电压。 因此、在本应用手册中、它直接使用 EVM430-FR6047板来实现。  

 MSP430FR6047预计为方波。 然而、如果 UPS 和 DNS 接收信号在接收上的这种失真完全相同、那么 MCU 分析该信号仍然可以。 因为我们的算法是基于计算 UPS 与 DNS 接收信号之间的相位差。 只要外部元件在 UPS 和 DNS 信号上产生相同的相位不同、就应该可以处理该信号。  

再想一想、因为您的管道很小、并且您已经使用12V 来励磁 信号。 接收信号应足够强、无需再次通过接收运算放大器。 如果您可以在接收运算放大器之前测量大约 Vpp 100mV 的接收。 然后、接收信号的强度应足够并可以直接进入 MCU。 该方法可避免接收运算放大器电路带来的影响。  

此致、

Cash Hao

我与 TIDA-01486一起工作的是一段直径为1英寸且由 PVC 制成的管道。 我将使用此分段管来确保 TIDA-01486正常工作、因为我只能使用 EVM430-FR6047评估模块(无 TIDA-10486)测量流量数据。 但这不是我的终端应用。

我尝试了使用金属管的 EVM430-FR4067 (无 TIDA-01486)、 我可以看到接收信号、但对于  EVM430-FR4067而言、该信号不够强。

我需要对具有金属管(不锈钢和铜)的钳位换能器进行放大。

你是对的：我重新阅读了 TIDUDO7文档、文档中清楚地显示了"直径为10厘米的管道 4个直列式传感器 进行测量。" "4英寸换能器"是关键短语。

TI 是否使用金属管进行了任何换能器钳位测试？

对于延迟、我们深表歉意。 我上周在度假。

我更改了 TIDA-01486电路板、将接收路径增益设置为2。我将换能器固定在同一个1英寸 PVC 管上、我知道该管装满水(完全没有空气)。 我尝试在 USS GUI 中查看接收信号。 下图是 GUI 显示的内容：

我使用示波器来查看实际的换能器信号。 在下面的2幅图中、黄色迹线表示 CH1发送信号、蓝色迹线表示 CH0接收信号。 CH1发送信号(黄色)在连接器 J4处的 R36 (CH1的阻抗匹配电阻)处测量。 这是传输到管道中的信号。 CH)接收信号(蓝色)在两个位置进行测量：第一个位置从运算放大器 U5的引脚6流出、第二个位置在钳位二极管处、接收信号随后馈入连接器 J3和 MSP430。

在左图中、您可以看到 CH1上的信号(黄色)由 CH0上的另一个换能器(蓝色)接收的一个换能器发送。 接收脉冲的偏移刚好超过500mV。

在右图中、信号是在钳位二极管处测量的。 您可以看到接收的脉冲以某种方式被移除。 我假设这就是 GUI 根本不显示任何信号的原因-因为它不会获得信号。

接收到的蓝色信号发生了什么变化？ 钳位二极管是否会将其移除？ 如果 MSP430没有得到任何信号、为什么 ADC 图中的迹线处于-1400？ 它们不应该是0吗？

我也不知道为什么在钳位二极管处测量的接收信号(右图)在接收脉冲到达时突然降为0。 这是因为 MSP430中启用了接收 ADC 吗？ MSP430是否有可能出现故障？ 是否只是在 ADC 打开时简单地消除了接收信号？

您好、

我认为问题来自接收侧运算放大器电路。 在左图中、您正在从 CH1_IN 测量、对吧？ VIBAS 电路应在接收信号上提供直流失调电压。 但我在捕获中看不到它。  

在右图中、您可以先移除 R40电阻器。 并检查 OPA 的输出信号。  

此致、

Cash Hao

我还不够清楚。 有关测量位置、请参阅下图：

左图中的蓝色迹线是在节点 B 处测量的。右图中的蓝色迹线是在节点 C 处测量的  

我尚未发送在节点 A 处测量的任何图片。我以前测量过节点 A、可以在该处测量信号以及失调电压。 失调电压为0.66V、但文档显示应为0.75V。直流偏置来自3.3V 电压除以 R22和 R26。

左图和右图中的蓝色迹线确实存在偏移。 蓝色迹线零标记隐藏在黄色迹线下方。 图片中的偏移在图片中的刻度上约为500mV、但如果我用户拥有更精细的垂直分辨率、则偏移更接近预期的0.66V

总之、蓝色迹线是在运算放大器的输出端而不是在输入端测量的。 另一个问题是为什么不会在运算放大器输出端消除失调电压？ 该文档显示 C48的目的 是消除输出中的偏移。

今天、我尝试移除我在 TIDA-01486上使用的接收路径中的2个开关(请参阅此帖子中的图片)。 在接收信号进入 EVM430-FR6047评估板之前、开关 U9和 U10是接收路径中的唯一器件。 我在引脚1至引脚7之间添加了一根跳线来代替每个开关。

这没有帮助。 我得到了与之前相同的操作：可以在节点 B 处看到接收的脉冲序列、但只能看到在节点 C 处变为0V 时的失调电压

我迷路了。 我不知道为什么接收到的信号没有进入 MSP430。 我仔细检查了用于将来自 TIDA-01486放大器板的接收信号传送到 EVM430-FR6047板上的导线、所有导线都正确并正确焊接。 我不知道该怎么办。

是否值得进行电话会议？ 通过此论坛一次回答一个问题需要很长时间。

您好！

您是否也尝试过移除钳位二极管？  

会议听起来不错。 我们可以在会议中再次讨论硬件设计。 但是、我不熟悉这个外部电路。 我可能没有足够的信息通过会议提供。  

此致、

Cash Hao

我将尝试移除钳位二极管、但在此之前、我将断开昨天我在移除接收路径开关时安装的跳线。 拆下跳线后、我应该能够将问题与 evaul 板本身隔离开来。 我需要在移除二极管时移除这些导线、以便发送信号不会超出 MSP430的负担。

我误解了接收路径运算放大器放大器电路。 C48应允许在不放大直流失调电压的情况下放大接收到的交流脉冲序列信号。 因此、运算放大器的输出应该是交流输入信号的放大版本、该信号叠加在输入端的相同0.66V 直流失调电压上。 根据我在节点 B 处进行测量、情况似乎就是如此。但不知何故、当我在节点 C (在钳位二极管处)处进行测量时、交流脉冲序列信号会消失。 但接收脉冲序列的电压电平不足以使钳位二极管正向偏置。 除非电路板反向安装了其中一个二极管、否则可能是 D2……

但是、我们按照设计随附的 TI 文档构建这些电路板。 接下来我要检查一下。。。

我尝试了将 D2倒车、但那不起作用。 D2位于正确的方向。 但问题似乎出在 D2身上-当 D2在电路板上并且节点 C 处存在正电压时、D2导通并将信号钳位在0.2V。这很奇怪、因为 D2的正向电压约为0.2V 至0.3V、但如果节点 C 上存在正电压、则 D2反向偏置、应开路、因为它是30V 二极管！

我甚至使用新器件更换了 D2二极管、以防旧器件损坏。 不、相同的行为。

我检查了一下包中的 D2器件确实是 DFLS130L-7、是的、它是包中正确的二极管。

您好！

这是不使用 D2时的捕获、对吧？ 我认为该信号可以进入 MCU。 CHx_IN 具有 C11。 C12、它可以阻止此信号上的直流失调电压。 交流部件应该能够进入 MCU 内部。  根据图片、交流信号的 Vpp 大约为500mV。 很适合由 MCU 捕获。

是的、您回答正确。 您展示的图片没有所有钳位二极管。 您是否建议我移除钳位二极管？ 如果是、我无法这样做、因为2个换能器中的每一个都用于发送和接收。 该系统的工作原理是、当换能器进行发送时、即使 ADC 在接收路径上处于禁用状态、发送信号仍会通过接收路径、并且钳位二极管将施加到 MCU 的信号限制在安全水平。

下一步是尝试验证我使用的是 D2的正确器件。 也许 Digikey 给我发送了采用 DFLS130L-7二极管的不同器件。

我已验证所有器件均正确无误。

我被迷住了。 即使不应正向偏置、D2二极管也似乎在钳位。

我们是否可以安排电话会议以通过此电路？

您好！

我们的 FAE 可以和你联系、安排一个讨论这个问题的会议 似乎很难找到一个时间工作为我们所有人。   

此致、

Cash Hao

感谢您参加昨晚的电话会议、现金。 您是否能够与 TIDA-01486放大器参考设计的作者讨论有关如何连接 TX 和 RX 信号的详细信息？

正如我昨晚在电话中提到的、在接收路径中的钳位二极管上测量时、我接收到的交流信号不存在的原因是10欧姆限流电阻 R39和 R40都出现故障。 它们的电阻已增加到大约15千欧。 但是、当我在 R39和 R40插槽中放置新的10欧姆电阻时、我认为我已修复的过流问题再次出现。 过流来自我所使用的外部15V 电源的150 mA。 2个接收路径的运算放大器变得太热而无法触摸。 此过流问题出现在接收路径中。

TIDA 用户指南尚不清楚如何将来自 TIDA-01486板的发送和接收信号连接到 EVM430-FR6047板、因此我不得不进行猜测。 我的猜测如下图所示、并标记为 Connection #1。 在此连接中、EVM、C11、C12、R16和 R17上的阻抗匹配元件 已删除。 请注意、放大的接收信号直接馈入 MSP430FR6047微控制器。 放大的接收信号由叠加在0.6V 直流失调电压上的1 MHz 接收突发组成。 我认为将直流失调电压包含在馈送到 MSP430的信号中是导致大电流问题的原因。

为了从放大的接收信号中消除直流失调电压、我在 EVM、C11、C12、R16和 R17上重新安装了匹配元件、 并切断 EVM 上 R16和 R17以及连接器之间的布线。 J8。 这会隔离所有仍需要到达 MSP430的4个信号、电容器 C11和 C12将从接收信号中消除直流失调电压。 下一个图显示了连接#2。 使用此连接、从外部15V 电源汲取的电流已降至90 mA。 这仍然太高、远高于预期电流的两倍。 2个接收路径的运算放大器仍然会变得很烫、但它们会变得很烫、这需要更长时间。 此外、USS 不再报告"无信号"错误、实际上也根本不报告任何错误。 不幸的是、信号看起来很糟糕、但系统至少在测量一些东西。

我想我走在正轨上、但我到现在还没有。 我需要确切了解如何在 EVM 和 TIDA-01486放大器板之间连接发送和接收信号。 您能否请 TIDA 设计的作者获取详细的连接图？

Anthony、您好！

这两个数字似乎是坏的。 您是否可以重新发送它们？  

我已经与作者核实、确认确实需要 在两个板之间连接电容和电阻器。  

在应用手册中、图3应该显示了它们之间的连接。 根据该图、BoosterPack 板上的 CH0IN/OUT 和 CH1IN/OUT 未直接连接到 MCU 引脚。 输出引脚需要传递寄存器、然后连接到 MCU 引脚、而输入引脚需要将电容传递到 MCU。

此致、

Cash Hao

这是我上次发布的2张图片。 连接#1是我最初的开始方式、根据作者的注释、Cash、连接#1错误。 2号连接是我现在使用的连接、应该是正确的。 在连接2中、我将使用 EVM 上的电阻器和电容器、它们分别为200欧姆和1000 pF。

但正如我在上一篇文章中所说的、我仍然有一个过流问题：90 mA 是从我的外部+/- 15V 电源获取的、而接收路径运算放大器仍然变得过热。 我是否已损坏 EVM 上最初使用连接#1的 MSP430？ 这似乎不太可能、因为 TIDA-01486上的运算放大器(EVM 上的 MSP430除外)变热。 我移除了 TIDA-01486上的2个开关 U9和 U10、我正在使用跳线绕过开关(我的应用中不需要开关)、因此这些开关不会导致过流情况。

我们非常感谢您的任何见解。