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ADS8688A: 关于ADS8688A芯片使用一段时间后所有通道采样不准确问题?

Part Number:ADS8688A

群里的大神,我正在用ADS8688A芯片进行模拟信号采样设计,MCU用两个SPI接口分别操作两个ADS8688A,但是系统在运行一段时间后发现其中一片ADS8688A采样异常,8个模拟通道采集数据都是最大值,且数据固定不变,系统重新上电后不可恢复,还是采样的最大值。我的系统采集信号范围是AC±10V信号,检测芯片的REFIO和REFCAP引脚电压都是4.07V左右,没有异常。请问这个是什么原因?

Amy Luo:

您好,

您可以读一下异常芯片的寄存器配置此时是怎样的吗?

异常时,供电电压是多少?输入的模拟信号幅值是什么?同时,您可以用示波器捕获出SPI采集信号的波形吗?

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user4002617:

从目前分析的情况,是因为交流模拟信号采集前端干扰信号幅值太大引起ADC输入端口被冲掉了,测量到的干扰信号瞬间幅值达到了40V左右,请问在信号输入前端加什么类型的TVS管比较合适,有推荐的型号吗?本系统前端提供的信号是±10V的交流信号。

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Amy Luo:

下面文档是一个设计示例,讲解了TVS的选择方法:

https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/sbaa376/sbaa376.pdf

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user4002617:

AMY luo:你好,昨天的测试中发现新换的ADS8688A芯片内部参考电压不准确,REFIO引脚外部接10UF电容,REFCAP引脚外接22uf和1UF电容,在这两个引脚上测量的电压值总是在2.8V波动且有下降的趋势,请问这是什么原因引起的,外部有什么会影响这个值吗?

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Amy Luo:

也就是说同样的电路板,之前的ADS8688A 芯片是正常的,新换的ADS8688A芯片内部参考电压不准确?那么,您测试了几块电路板是这种情况?是否尝试多测试几块电路板以排除焊接原因?或者是否是芯片的原因,之前和新换的芯片是一个批次吗?进货渠道一样吗?

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user4002617:

渠道是一样的,批次可能不同,相差了几个月。刚才在ADS8688A的信号输入引脚上增加了双向TVS管,型号为PSD15C-LF-T7,电压等级15V,但是还是烧芯片,起不到保护作用,请大神分析下什么原因啊?

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Amy Luo:

关于内部参考电压不准确的问题,排除焊接原因后,您可以与之前的ADS8688A 芯片做下交叉验证实验,以确认是否为产品问题;

加双向TVS管后还是烧芯片,那么是TVS管同时烧毁了吗?

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user4002617:

AmyLuo你好,从目前情况看新焊接的芯片系统上电参考电压就不准,可能跟焊接温度有关系,但是数据手册上讲只有mv级的变化,不会有这么大的影响才对啊。还有一个问题请教,系统在运行过程中,因ADS8688A工作异常导致控制芯片读取ADC的数据突然变乱,此时ADS8688A芯片的基准会变化,从4.069V一直下降中,且伴随芯片发烫,当系统重新上电后,芯片又能恢复到正常读取数据的情况,芯片也不发热。请问这个情况下ADS8688A芯片是否意味着已经坏掉了?

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user4002617:

AmyLuo你好,还有一个问题请教,如果ADS8688A的AVDD供电的5V电源存在扰动,幅值存在一个类似正弦波,正值到19V,负值到-17V,持续时间大约660ns,请问这个扰动是否会影响基准,从而导致ADS8688A工作异常,导致外部控制芯片读取的采样数据变乱?如果要减少这个扰动的幅值,在5V上增加对模拟地的双向TVS是否可行,TVS的电压等级选多大比较合适?

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Amy Luo:

user4002617 说:系统在运行过程中,因ADS8688A工作异常导致控制芯片读取ADC的数据突然变乱,此时ADS8688A芯片的基准会变化,从4.069V一直下降中,且伴随芯片发烫,当系统重新上电后,芯片又能恢复到正常读取数据的情况,芯片也不发热。请问这个情况下ADS8688A芯片是否意味着已经坏掉了?

这个不能确定是否损坏,这种现象是可以重复出现的吗?是否排除了接线不牢固或者虚焊的问题,另外,异常时供电电压是否异常?

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Amy Luo:

AVDD供电电压的绝对最大额定值是-0.3V ~ 7V,如果正值到19V,负值到-17V,那么芯片应该已经损坏,因为这已经超过了AVDD的绝对最大额定值。

我认为仅从加TVS管的方法去解决这个问题不妥,需要检查那么大扰动产生的原因,看是否可以避免这个扰动,即看是其他电路对其产生的扰动还是供电电路本身存在问题?

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user4002617:

Amy Luo ,你好!①从目前测试情况看,AVDD供电电压扰动范围正值到19V,负值到-17V系示波器被干扰所致,后来改变测试方式,AVDD存在扰动,但幅值在+12V和-3V以内波动,波动持续时间大概6-7nS。请问在这个持续时间内的扰动会影响到芯片的正常工作吗?②关于系统在运行过程中,因ADS8688A工作异常导致控制芯片读取ADC的数据突然变乱,此时ADS8688A芯片的基准会变化,从4.069V一直下降中,且伴随芯片发烫,当系统重新上电后,芯片又能恢复到正常读取数据的情况,芯片也不发热。这种情况可以复现,主要在ADC数据读取变乱时,且基准电压持续下降。基本可以排除芯片虚焊,如果存在供电电压扰动,就如①中所述,但是系统的主控芯片和FPGA芯片都能工作正常。

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Amy Luo:

1、上述表格中参数是绝对最大额定值,长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响设备的可靠性。因此,不能保证长时间这样运行其测量数据的可靠性。

另外,ADC还存在一个电源抑制比PSRR参数,这个参数就是表征电源波动对AD采集数据精度影响的参数,一般来说,电源纹波幅值越大,频率越高,PSRR越低,对AD采集精度影响越大。

2、ADC数据读取变乱,可能是由基准电压持续下降造成的,您是使用的外部基准,还是内部基准?

如果使用的是内部基准,那么基准电压持续下降,也可能是供电电压存在大的扰动造成的。

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