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[参考译文] UCD90320:连接至 UCD90320 Amon 输入的电流感应放大器上存在干扰

Guru**** 1774975 points
Other Parts Discussed in Thread: UCD90320, INA190
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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1277294/ucd90320-interference-on-current-sense-amplifier-connected-to-ucd90320-amon-input

器件型号:UCD90320
主题中讨论的其他器件: INA190

您好!

我正在监视 PCIe 卡的3.3V 和12V 电源。  我将使用 INA190A1电流感应放大器来放大每个电流监控器在感应电阻器上的压降:



这些电流检测放大器的输出通过200欧姆电阻连接至 UCD90320的引脚 H1和 H2 (Amon 19和 Amon 20):




现在、在 TI Fusion 中、我读出的是电路板由工作台电源供电时指示的电流的1.3倍和1.5倍(分别针对3.3V 和12V 电源)。  如果我将 DMM 或振荡器置于我上传的第一个原理图(INA190A1放大器的输出)的 TP24和 TP25上、我也会测量相应电压、该电压是工作台电源指示的电流的1.3倍和1.5倍。

令人担忧的是、3.3V 放大器输出在 TP24上具有10kHz 的周期性尖峰和300mV 的峰峰值测量、但12V 信号看起来很干净。

  



如果我从 TI Fusion 设计器项目中删除3.3V 电流测量值、则这些尖峰在3.3V 线路上消失、但随后出现在12V 线路上。

如果我从 TI Fusion Designer 项目中去除3.3V 和12V 电流测量值、那么两个波形上的尖峰都会消失。  

根据产品说明书、"每条通道的200 μs 监控电流监测 ADC 通道"。  因此、我有理由认为这是 UCD90320 ADC 采样保持导致的。

我可以提出以下问题:


请问您可以提出以下问题吗?

  1. 为什么 UCD90320在3.3V 电流放大器输出上引起如此大的尖峰?
    1. 为什么这只提供3.3伏电压、而不提供12伏电压?
    2. 为什么当我禁用3.3伏监控时、这种效应会变成12伏?
  2. 为什么与工作台电源指示的电流相比、INA190A1器件的输出精度如此差?

非常感谢在这方面提供任何帮助。

非常感谢!

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    您好

    如果您将这两个电压轨配置为电压监控而不是电流监控器、GUI 的读数是多少?

    此致

    颐和

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    尊敬的 Yihe:

    非常感谢您再次提出这一建议。  我已经删除了这些作为电流监控输入的输入、并将它们重新配置为电压轨监控器、如下所示:

    3.3伏:

    对于3.3V 电流监控轨、我正在从 Fusion Designer 监控器部分正确读取大约0.2伏特的电压:

    这正确地与我正在示波器上监控的0.2伏特直流电平相关联、但我仍在波形上看到100µs 周期脉冲:

    12伏:

    我看到 Fusion 监视器中的波形读数从大约0.24伏特到0.30伏特:

    这在很大程度上与我的示波器测量相关联:

    思考

    有趣的是、即使电流通道以200 µs 间隔采样、电压通道以400 µs 间隔采样、3.3V 信号尖峰的周期仍处于100 µs (10kHz)。  我预计这些脉冲的周期会发生变化、具体取决于它是设置为 UCD90320上的电流输入还是电压监控器输入。

    非常感谢您对此的持续帮助!

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    您好

    有很多东西会产生影响。 接地噪声、V33A 纹波、

    您是否检查了 V33A 电压?  

    您能否调整 INA 以使电压读数更大?

    此致

    颐和

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    您好、Yihe、感谢您提供的建议。  我完成了一些测试、其中电路更改以红色突出显示、下面以黑色标题显示。

    R431和 R432断开连接

    • UCD90320与 INA190A1输出完全断开(移除 R431和 R432)。
    • 接地和 REF、FB4和 FB5之间的铁氧体磁珠替换为引线

    检查3.3V 电流放大器输出

    如图1所示、10 kHz 周期尖峰从3.3V 电流放大器中消失。

    图1:TP24上的3.3V 电流检测放大器、R431和 R432断开连接、10 mΩ 感应电阻器

    在图1中、

    • 示波器测量到211mV 的直流电压
      • DMM 上测量1mV、以确认
    • 这对应于0.5安培的840 mA
      • 通过25V/V 放大器和10 mΩ 感应电阻器
    • 工作台电源输出电流的读数为670 mA、
      • DMM 电流传感器会读取667 mA 以确认
    • 在所有频率下、放大器的输出

     

    检查12伏电流放大器输出

    图2:R431和 R432断开连接且 TP25处为12V 电流检测放大器

    在图2中、

    • 示波器上测量到272.2mV 的直流电压、
      • 在 DMM 上测量5mV、以确认
    • 这对应于0.5安培的175 mA
      • 通过25V/V 放大器和62 mΩ 感应电阻器
    • 工作台电源输出电流的读数为190 mA、
      • DMM 电流传感器会读取187 mA 以确认
    • 15 mA 的实用电流取自检测电阻器的上游
      • 175 mA 电流通过感应电阻器
    • 放大器正确

     

    增大3.3V 检测电阻

    根据 Yihe 的建议、尝试增大3.3V INA190A1电流检测放大器上的检测电阻。  从10 mΩ 增加到166 mΩ。

    图3:TP24处的3.3V 电流检测放大器、R431和 R432断开连接、167 mΩ 感应电阻器

    • 示波器上测得的直流电压为2.83V、
      • DMM 测量825V、用于确认
    • 这对应于0.5安培的677 mA
      • 通过25V/V 放大器和166.8 mΩ 感应电阻器
      • 通过开尔文检测探针测量感应电阻器、
    • 工作台电源输出电流的读数为690 mA、
      • DMM 电流传感器会读取685 mA 以确认
    • 放大器现在超出1%、

    检查 INA190的3.3V 电源上的噪声

    Yihe 建议电流检测放大器检查3.3伏电源上的噪声和纹波。  这是使用带有接地片基准的示波器探头在 INA190的去耦电容器处测得的。  测量如图4所示。

    图4:INA190电流检测放大器的3.3V 电源、在去耦电容 C750下测量

    图4显示了3.267V 的平均测量值和9mV 的峰峰值测量值。  电源处于规格范围内、电压纹波的峰峰值测量不会导致出现问题。

    安装 R432以重新连接12V 电流感应放大器

    R432用于将12V 电流感应放大器重新连接到 UCD90320

    图5:3.3V 电流放大器输出上不存在10kHz 脉冲、TP24

    图6:12V 电流放大器输出上存在10kHz 脉冲、TP25

    图7:放大图6中的一个脉冲

     

    安装 R431以将3.3V 电流感应放大器连接到 UCD90320

    现在、3.3V 和12V 电流放大器输出均通过200 Ohm 电阻连接至 UCD90320。

    图8:3.3V 电流放大器输出上不存在10kHz 脉冲、TP24

     

    图9:12V 电流放大器输出上存在10kHz 脉冲、TP25

    问题

    • 为什么增大分流电阻器对3.3V PCIe 电流检测放大器的输出有如此大的影响?
      • 根据我在数据表中了解到的、在我运行的配置中、分流电阻器的下限是保持在0伏以上
      • 因此、我认为放大器采用10m Ω 和167m Ω 的传感电阻器
    • 是否应该考虑使用更大的增益 INA190而不是更大的分流电阻器?
      • 我宁愿在3.3V PCIe 轨上施加太大的压降、
    • 当我将两个电流放大器输出重新连接至 UCD90320输入时、为什么切换电压从3.3V 转换至12V 放大器?
      • 唯一改变的是3.3伏电流感应分流电阻器

    非常感谢您对本案例的持续支持、非常感谢!

  • 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。

    您好

    对于分流电阻器或 INA 相关问题、您可能需要联系 INA 团队以更好地加以了解。 我们对该器件不熟悉。

    我要求使用 UCD90320的 V33A 馈线、因为它是 UCD 内部模拟电路的源。

    当 R431和 R432断开连接后、V12上的纹波仍然存在。 但此时、UCD 与 INA 完全分离,

    此致

    颐和

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    您好、Yihe、

    感谢您的反馈。  我将按照您的建议为 INA190A1设置另一个论坛帖子。

    根据要求、此处是3.3VA 引脚的布线。  它在 UCD90320的其中一个去耦电容器上测得、示波器探针上带有一个接地片。

    此处是 UCD90320针对 VREFA+测量的3.0伏外部基准。  它在 R234/C247处通过示波器探头上的接地片进行测量。



    非常感谢、

    皮特

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    您好

    感谢您的捕获、 V33A 的纹波似乎可以、但低于10mV 会更好、尽管我认为它不会引起问题。  

    VREF 上的 I10mV 也很好、因为它低于0.5%

    此致

    颐和