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LM63: 运行过程中测温读取温度为127,设备关机再开机后又恢复正常

Part Number:LM63

在读取LM63远端三极管的温度时概率会出现读到的温度是127。

量测芯片D+ D-引脚时,发现会有波形突变的情况,当发生波形突变后就会读出异常的+127。

设备关机后再开机后,读取温度恢复正常。

如上图所示,测温异常时,D+ D-波形周期为22ms左右。(黄色波形为D+,红色波形为D-)

关机再开机后测温正常,如上图所示,测温正常时D+ D-波形周期为66ms左右。

硬件链路连接如上图所示。

两个情况的波形幅值不会发生变化,仅周期出现突变。麻烦咨询一下,什么情况会导致这种异常情况出现。

Amy Luo:

您好,

异常时 V63三极管是否受到了干扰?输出异常时,V63三极管的工作环境或PCB附近信号有什么不同吗或有什么变化吗?

异常的概率有多少?是随机的吗?

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Amy Luo:

有没可能与VDD短路?

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Eason:

D+未与VDD短路,波形可以看出,异常前夕D+波形频率会加快,但并不是恒定高电平

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Eason:

设备工作在常温情况下,高亮部分既为lm63与三极管,异常概率很高,有时1h不到会出现,有时可能要1天甚至更久

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Jun:

工作时使用万用表测量D+ D-间阻值,结果均在10k欧左右跳动非恒定值,出现异常时未看到跳变成0欧的情况。

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Amy Luo:

PCB layout 中三极管上方看走的是差分信号,应该是高频信号,异常时这部分电路是否在工作?是否可以禁用这块电路的功能以排除这些差分对信号对LM63及三极管的影响?

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Eason:

上方为PCIE信号,接riser卡,但是并未下挂PCIE设备,既出问题时,这部分电路并未工作

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Amy Luo:

感觉还是被干扰了,看下三极管中PN结的工作原理,被测量温度与ΔVbe是线性关系,其他都是常数,理想因子η对测量温度影响没这么大。

也建议用示波器检查下VDD的供电是否为干净无干扰的,PCB layout 也有需要改进的地方:

1、VDD供电滤波电容需靠近VDD管脚附近,依次为100pF、0.1uF、10uF电容;

2、2.2 nF电容也需尽可能靠近LM63的D+和D−引脚。并确保2.2 nF电容的迹线匹配

3、理想情况下,LM63应放置在二极管引脚的10cm范围内,迹线应尽可能直、短且相同。

4、D+和D−线路应在两侧、上方和下方 用GND保护环围绕。D+和D−线路之间不应有GND,共模干扰没关系,主要是避免差模干扰或不匹配引入的差模干扰。

5、避免将二极管迹线布线在电源开关或滤波电感器附近。

6、避免二极管迹线靠近或平行于高速数字和总线。二极管迹线应与高速数字迹线保持至少2厘米的距离。

7、如果需要交叉高速数字迹线,则二极管迹线和高速数字迹线应以90度角交叉。

8、连接LM63的GND引脚的理想位置尽可能靠近与感测二极管相关的处理器的GND。

9、D+和GND之间的漏电流应保持在最小值。一纳安的泄漏可能导致二极管温度读数出现高达1°C的误差。保持印刷电路板尽可能干净将最大限度地减少泄漏电流。

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Eason:

电源方面我等会去测量下,但PCB方面的整改请问在不改版的情况下有何验证手段吗

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Amy Luo:

您可以将上述两种波形用示波器将D+信号与D-信号做相减运算吗?我想看下它们差分信号的区别,因为LM63测量的是Vbe电压,即D+ 与D-的差分电压。我理解的上面的22ms周期信号或66ms周期信号都是干扰信号,对LM63来说是共模干扰,如果PCB 上 D+ 与D-信号处理的不匹配,共模信号将转化为差分信号,进而影响LM63采集的温度。

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Jun:

我们测试了VDD的纹波噪声以及您说的D+与D-的相减波形,具体如下三图所示:

 这是VDD纹波

 这是VDD噪声

 这是D-减D-的波形

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Amy Luo:

VDD噪声太大了,您是使用的开关电源给LM63供电的吗?如果是这样的话,不建议使用开关电源给模拟器件供电,因为开关电源具有很高的开关频率,会对周围电路造成干扰,且开关电源纹波较大。模拟器件一般建议使用线性电源供电。

这个 D+减D-的波形看周期约是66ms,是测温正常时的波形吗?异常时的波形是怎样的?

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Jun:

嗯嗯,我们是用DCDC给LM63供电,后续尝试优化一下噪声看看。

下图这个是突变时的波形:

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Amy Luo:

Jun 说:嗯嗯,我们是用DCDC给LM63供电,后续尝试优化一下噪声看看。

好的。

我让你测它们的差分波形,我只是不明白为什么正常情况下周期是66ms,因为看datasheet 转换时间是31.25ms,最大值是34.4ms

所以想问一下,Conversion  rate您设置的是多少?是16HZ吗?这样周期是62.5ms,与 您所测周期差不多

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Amy Luo:

Conversion  rate默认值是0x08,即16HZ,如果您采用的是默认值,那么这个66ms周期的波形就是正常的。

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