This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] MUX36S16:高阻抗测试设备的多路复用阻抗谱应用的泄漏电流和集成

Guru**** 2390765 points
Other Parts Discussed in Thread: MUX36S16, TMUX1108

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/switches-multiplexers-group/switches-multiplexers/f/switches-multiplexers-forum/1313763/mux36s16-leakage-current-and-integration-for-multiplexed-impedance-spectroscopy-applications-for-high-impedance-test-devices

器件型号:MUX36S16
主题中讨论的其他器件: TMUX1108

尊敬的

我正在寻找一种多路复用器来加快阻抗测量。 我有样本包含带涂层的金属迹线以进行测试(每个样本6个通道)。 我想随时间的推移测试绝缘完整性。 在我的样本中、我有一个低阻抗通道和多个高阻抗通道、经测量、后者在100Hz 时大于100M Ω、在1Hz 时线性增加到 G Ω。 我之前看过另一个多路复用器、它是来自模拟器件的 ADG1206、但我注意到它对我的测量产生了太大的影响。  

我在测量和使用该多路复用器时查看了我的恒电位仪的 IDC 值、它们看起来像这样:  
 
多路复用器高阻抗通道
  • -8859613E-005、在1 MHz 上
  • 1 kHz 时为-1672427E-008
  • -1680497E-008, 频率为1 Hz
不带多路复用器的高阻抗通道
  •  -7194425E-007 at 1MHz
  • 1 kHz 时为-2132992E-011
  • 1Hz 时为5289324E-014
通道间电容或串扰电容:
  • CD off: 248 pF
  • CD、CS 开:271 pF
通道导通泄漏电流 ID 为(ON):+/- 0.3nA  
(这些值是针对我之前使用的 ADG1606的值)
 
 
在接地和去除噪声方面、我使用法拉第笼来将稳压器的悬空接地连接到它。 我还使用相同的地面接地为恒电位仪、Arduino 和多路复用器的接地。  
适合我的设置的方框图:  
这就是我开始研究 MUX36S16的原因、因为它只有1pA 的泄漏电流。 遗憾的是、使用/不使用该多路复用器、我仍然无法获得相同的阻抗谱。 以下是我的测量结果:

-蓝色:测量无多路复用器
-红色:多路复用测量
-紫色:仅测量多路复用器的阻抗,但没有连接设备(开放通道)。  测试多路复用器连接到恒电位仪时可测量的值限值。
该多路复用器是否也不合适? 尽管查看开路通道的测量值(仅查看多路复用器=紫色)、但这些值超过了我的通道的阻抗值、这意味着泄漏电流不会限制我假设的测量?  我是否需要将所有未用于限制杂散电容的 S 通道接地、或者? 有什么想法可以尝试使用多路复用器限制测量时的泄漏电流/噪声?

此致
  • 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、Laurens、  

    您的痕迹是否闪闪发光? 通常、对于精度更高的应用、在布线周围添加一些保护环将有助于减少电路板本身的寄生效应。 比如引线之间的电路板电阻和任何杂散电容。 你的笼应该删除任何额外的噪音,但护罩也可以帮助这个。  

    则需要将保护环偏置到信号电压。

    我们有一个应用说明,它在这里介绍了更多的细节:  

    多路复用器应用中的保护

    我也只是想确保我清楚地理解这里的内容。 图形的 X 坐标在这里看起来不是很可怕,但我是正确的,假设1, 000MHz 应该是1MHz 而不是1000MHz (1GHZ )?

    Unknown 说:
    虽然查看开路通道的测量值(仅查看 mux =紫色)、但这些值超过了我通道的阻抗值、这意味着泄漏电流不会限制我假设的测量?  [/报价]

    我同意您在这一点上的看法、但只是想进一步说明我们是如何解读您的结果的。 蓝色表示 DUT、无多路复用器;红色表示 DUT + MUX;紫色表示多路复用器无 DUT?
    从您对紫色用例的描述来看、移除 DUT 似乎就是在浮动输入(打开通道)。 如果您短接了 DUT/MUX 原本所在的路径、您能够获得更准确的读数吗?

    无论采用哪种方法、您都可能需要一次性使用牙龈环、以帮助最大程度地减少泄漏。


    谢谢。
    Rami

  • 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。

    实际上、我需要测量1Hz 和1 MHz 之间的频谱。

    我发现了有关保护的注意事项、但我如何将防护环偏置到信号电压? 我是否为此需要一些其他组件、如缓冲器和运算放大器? 目前、我刚刚在原型板上焊接了多路复用器、并通过跳线连接相关信号。 这也是我将我的样本连接到恒电位仪的相关电缆的方式。 问题是我的电压信号会在通道之间和随着时间发生变化、那么我如何准确地跟踪信号电压并将其用作偏置? 来源跟踪器?

    因此蓝色是 DUT,无多路复用器;红色是 DUT +多路复用器;紫色是多路复用器无 DUT?

    正确。

    我可以尝试缩短该路径、但现在我只剩下工作电极的鳄鱼夹、没有连接到任何东西、恒电位仪的参考电极也是如此。 无论在何种情况下、只要测量 DUT 和使用连接到 DUT 的多路复用器、我就需要相同的信号。

    感谢您的帮助。

  • 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、Laurens、

    是的、您需要为保护电路添加一些外部电路。 这来自我上面链接的应用手册:  

    因此、您需要为更精确的应用添加缓冲器。

    -Rami

  • 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,Rami

    有没有方法、我可以在不制作集成了这些多路复用器的 PCB 的情况下进行测试。 目前、我刚刚使用了 https://www.hobbyelectronica.nl/product/pcb-voor-soic-28-tssop-28/ 上焊接的这款原型板。  

    此外、在这方面、与 TTSOP 相比、使用 SOIC 是否会有很大不同?

    我们是否还应该介绍另一种类型的多路复用器、例如 TMUX1108?  MUX36S16的数据表显示1pA 泄漏电流、但在另一个论坛帖子中、我发现实际泄漏电流将是 ID (ON)+15* ID (OFF)、这相当于 MUX36S16的10pA +15* 10pA = 160pA、而 TMUX 型号的实际泄漏电流只有3pA+15* 10pA。

    如果在测量期间将未使用的引脚接地、则 MUX36S16只能获得10pA 的电流、TMUX 只能获得3pA 的电流。 这种推理是正确的吗?

    因为具有 高阻抗源的160pA (如我的测试样品为5 Mohm)可能导致10pA*5Mohm = 50mV。 对于使用100mV 的恒电位仪、这会导致我认为过大的误差电压?

     此致

  • 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、Laurens、

    对于初学者、我想澄清一下泄漏规范。 导通泄漏包含关断泄漏。 当我们测量导通漏电流时、关断漏电流仍然存在于漏极上、因此我们无法真正隔离它们。 实际上只依赖于实际的 ID (on)规格、而不像在做的那样为每个通道添加额外的 ID (off)。 实际上、我们会比较 MUX36 10pA 和 TMUX 3pA。 MUX36器件的误差在数学上仍为50mV。

    将未使用的引脚接地可能会有少许帮助、但我认为这种影响不大。 虽然你似乎很容易做在电路板上快速测试、这样做不会伤害到你、但我不认为它可以提供很大的帮助。

    您可能还需要考虑的另一个问题是不同频率下的泄漏影响。 通常、漏电在直流电下发生。在交流电下、寄生效应会发挥一定作用。 因此、电容可能会充放电和注入电流、这很难量化实际影响。 您能否运行一些直流测试、看看您匹配程度如何? 我知道1Hz 已经非常接近、但让我们先检查实际直流电的基准。   

    遗憾的是、使用您连接的电路板之类的器件很难获得良好的交流、高精度结果。 这些分线板经过专门设计、可用于直流测试。 由于不是预期用途、因此实际上不需要考虑匹配或泄漏。  

    -Rami

  • 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,Rami

    感谢您的明确回答。 我在关于多路复用器的另一个论坛帖子上找到了该计算方法。 我知道这涉及很多猜测、但根据您的经验、您认为我在设计带有保护环和盒环以及在其中放置多路复用器的自有 PCB 时是否可以得到大约几 mV 的误差电压? TMUX 和 SOIC 变体的泄漏电流仍然是前者的3倍、在任何情况下都不会有大不同?

    此致

  • 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、Laurens、

    我不确定开关多路复用器是否会像专注于布局一样有利。 当您实现高精度低 PA 范围时、需要进行布局投资。 当然、一些泄漏与多路复用器相关(说实话、您的泄漏是有点 AC 偏置和直流泄漏)、但电路板将是最大的因素。 因此、虽然我不能保证您将实现您的 mV 误差目标、但我认为这些变化会帮助您至少更接近您当前拥有的值。 我担心、更换器件所带来的任何增益都将被电路板本身的噪声所隐藏。  

    在最终确定完整电路板之前、我强烈建议亲自使用原型对其进行测试。 我曾设想过、您可以使用单个布局测试 TMUX1108和 MUX36S16的单通道、并使用扩展 PW 封装切换器件、如下所示:  

      

    功能会根据焊接的器件而变化。 这至少能让您使用相同的布局比较 TMUX1108和 MUX36结果。  

    我希望这是合理的,但如果不是,我可以帮助澄清。 我知道图像不是最好的。 但例如、焊接 TMUX1108后、pad3将为 VSS、pad29将为 VDD、而 mux 则焊接在封装的最顶部。
    当您使用 MUX36器件时、您需要将引脚1焊接在焊盘3上。 那么焊盘3将是 VDD、焊盘29将是 VDD。  


    谢谢。
    Rami