Amp kurulu büküm ölçer (ne yazık ki!)

Bu bir zorlayıcı - oldukça basit olsa da. Devre büküm kurulu büküm ile herhangi bir deneyimi var mı ?

Bir yük hücresini ölçmesi gereken bir tahta tasarımımız var. Sonunda amp IC'ye kadar bir sistem doğruluğu arızasını takip ettik. Kartı büktüğümüzde, amp IC çıkışını değiştirir.

_

RM eklendi:

Devre:

Veri sayfası burada

P15 veri sayfasına göre kazanç 100,000 / R7 = ~ 454,5'tir.

Tahtayı 4 köşesinden çevirdiğimde + 80mV alıyorum. Arabanın anahtarını kullanarak arabamın kilidini açmak için kullandığım büküm miktarını kullanıyorum. Diğer yöne döndüğümde -80mV alıyorum. Büküm miktarı, çıkış voltajındaki varyansla orantılıdır.

Alternatif olarak, diyelim ki IC'nin üstüne tipik kalem basıncı koyarsam + 20mV elde ederim. Bu, pim 1 yakınındaki IC'nin en hassas köşesidir.

Amper devresini izole etmek için, girişini kısalttım ve şemada gördüğümüz şey test ettiğimiz şey olmak üzere diğer devreleri çıkardım.

Sıkıştım. Hangi fizik prensibi buna neden olur? Nasıl önleyebilirim?

Notlar:

1. Bu bir sistem hatasıdır, tek kartlı bir hata değildir. Tüm kurullarımızda olur.
2. Pimleri yeniden lehimlemeyi denedim. Sorun bu değil.
3. Kazanç direnci R7 değil. Bükümünü ayrı ayrı test etmek için uzun ipuçlarına koydum. Büküm yapmak fark etmez.
4. Direnç R7, 2206 ohm, bu da 456 amp'lik bir kazanca eşittir
5. Güç kaynağı rayı AVdd, 3.29V'da sabit önlemler
6. IC, endüstri standardı AD623ARM'dir (uSOIC paketi)
7. Gerçekten görmek zorunda olanlar için, işte yönetim kurulu - korkarım ki cevaplardan daha fazla kırmızı ringa balığı yetiştireceğinden korkuyorum:

Yüksek hassasiyetli devreler için dikkate alınması gereken bilinen etkiler vardır. Termal gradyanlar ayrıca olumsuz etkilere, stres boyunca veya boyunca bileşen yönüne ve termal gradyanlara vb.

Tabii ki bazı tahminler yapmak zorundayız çünkü pakette ne olduğunu sihirli bir şekilde bilemeyiz. Ancak eğitimli bir tahmin, kalıbın ötektik olarak bağlanmış veya paket boşluğunun tabanına çok sıkı bir şekilde yapıştırılmış olmasıdır. Küçük bir SOIC paketi çok uyumlu değildir (yani rijit), bu nedenle gerilimler doğrudan paket kalıp boşluğu tabanına ve daha sonra kalıp içinden Si substratına eklenir. Stres, elektron / delik hareketliliğini etkileyerek Si performansını olumsuz yönde etkileyebilir ve Si, piezo direncini (kafes değişikliklerinin benzer etkileri yoluyla) bilir.

Aslında Intel, bazı işlem düğümlerindeki PMOS transistörlerinin performansını artırmak için yerelleştirilmiş stres kullanır. Silikodaki hassas devrelerin döşenmesinde, Si'deki hassas amplifikatörlerin üzerinde metal tabakalara sahip olmaması ve transistörlerin olumsuz etkilenmemesi önerilir. (ancak burada eşleşen bir konudur).

hipotezi test etmek için: Amplifikatörün sökülmesini öneriyorum ve daha sonra kısa PTH saplamaları (direnç işe yarayacaktı) takmak, stresin pakete dönüşmemesi için paketi PCB'den yukarı kaldırmaya neden oluyor. Bunu yaptıktan ve tekrar ateşledikten sonra. Bir değişiklik ve dolayısıyla bir doğrulama görmelisiniz. Yeni "bacaklar" ı uygun üyeler olarak kullanın. Ya da gerçekten taşınmak istiyorsanız lehim örgüsünü kullanın.

Çözümler? Aynı bölümün DIP sürümünde olası satışlar uyumlu olduğundan sorun daha az olacaktır. Bu durumda, ısının dışarı atılması için ambalajın altında uyumlu bir termal bileşik kullanılması kullanılabilir.

Ayrıca pano tasarımınızı katkıda bulunan bir faktör olarak düşünmelisiniz. Belki bir test olarak takviyeleri çalıştırmak (mevcut tasarımda) sorunu ortadan kaldırmaya / incelemeye yardımcı olacaktır. Sadece görmek için epoksi daha sert FR4 parçaları (kenarda) olurdu.

Op-amp'da oldukça büyük bir kazancınız var. Gördüğünüz 80mV, girişte yaklaşık 100uV'ye karşılık geliyor! Bir girişe fazladan 0,1mV koyan her şey gözleminizi açıklayacaktır. Tahtaya yanlış yere dokunmak bile bunu yapabilir.

Basit cevap "tahta bükmeyin" dir. Sorunu bu olmayacak şekilde, belki de bir köşeye monte edin.

Merak ediyorum. Statik veya dinamik bir sorun mu görüyorsunuz? Bir tahta monte etmek, zamanla değişmemesi gereken statik bir şeydir. Tahtayı çevirdiğinizde gördüğünüz Giriş ofseti (eğer buysa), bu kazançta AD623 için spesifikasyon dahilindedir. Çıktıdaki STATIC 80mV burada bir sorun varsa, yanlış çip belirtmişsinizdir. Bu, mekanik bir müdahalenin giriş ofsetini değiştirmesini beklediğiniz anlamına gelmez, elbette, sadece bu IC ile bu boyutta statik bir ofset beklenir.

Diğer cevapların bazılarının iyi önerileri var, ama işte bir tane daha. Fiziksel stresin bir devrenin performansını değiştirdiğini duyduğumda, derhal karttaki kapasitörlerden şüpheleniyorum. Kondansatörler strese karşı çok hassastır ve stres veya titreşim nedeniyle sinyalleri bu gibi hassas devrelere kolayca indükleyebilir.

Ancak çizildiği gibi devreniz, bunu yapabilmeleri gereken yerlerde herhangi bir kapasitör içermez.

Bu, devrenizde çizmediğiniz bazı kapasitörlerin olduğunu düşündürüyor.

Akla gelen, amplifikatörün girişleri (pim 2 ve 3) ile yakındaki herhangi bir güç veya toprak düzlemi arasındaki parazitiktir. Güç ve toprak düzlemlerinde, bu gibi hassas bir devrede herhangi bir yüksek empedans düğümü altındaki açıklıkları koymak yaygın bir uygulamadır. AD623 durumunda, girişler yaklaşık 2 Gigohm eşdeğer giriş direncine sahiptir ve ayrıca bu pimler üzerinde indüklenen herhangi bir sinyale (farklı olarak) yüksek bir kazanç uygularsınız.

AD623 giriş pimlerinizin (ve bunlara bağlı herhangi bir bakırın) altından güç / toprak kesmediyseniz, kart stresi parazit kapasitansın değerini değiştirerek yükün hareket etmesine neden olur ve bunu gördüğünüz ofset sinyalleri.

Bu hipotezin, kısa devre giriş pinleri ile test ettiğiniz göz önüne alındığında doğru olma olasılığı daha azdır, ancak diğer sorunlar kanıtlanmadıysa kontrol ederim.

Tamam, özetleyeyim. Cevaplar 'gerinim ölçer etkisi' veya silikon stresinin hareketlilik üzerindeki etkisi doğru görünmektedir. Stresin girişler üzerindeki etkisi amp'in kazancı ile çarpılır.

Paketi tahtadan tamamen çıkardım ve tahtadan ekmek ekmeğine kablolarla kablo olmadan test ettim. Sadece çip üzerindeki stres hala aynı etkiye sahiptir.

Diğer testlerim, kullandığım uSOIC paketinin DIP paketinden yaklaşık 10 kat daha kötü (strese karşı daha hassas) olduğunu gösteriyor. Bu, uSOIC kısmı için veri sayfasının belirtilen varyansı ile tutarlıdır. Sanırım standart bir SOIC sonraki kart dönüşü kullanabilirim.

Bazı arkadaşlarım referans için ekleyeceğim aşağıdaki iki cevabı verdi:

[Greg Bauer]: Bunun, amplifikatörün ön ucunun silikonunda eşdeğer bir basınç göstergesi veya gerinim ölçer reaksiyonu ile sonuçlanan IC'nin deformasyonundan (şüphesiz düşündüğünüz) kaynaklanıp kaynaklanmadığını merak ediyorum. Amplifikatörün kendi diferansiyel girişleri olacağından, girişin dengesizliğinin giriş ofset voltajlarında daha sonra çıkışa yükseltilen (açık döngü kazancıyla?) Bir varyansa neden olacağı etkilenir.

Bunu biraz daha düşünmek zorunda kalabilirim.

Yarı iletkenlerin kayalar ve dinozorların olduğu eski günlerde, 2N3055 veya LM301 op amp'deki silikon parçaya baskı uyguladığınızda bazı ilginç efektler elde ettiğinizi biliyorum - aslında eski bir okul metaline işaret eden ses dalgası LM301 olabilir kapak çıkarıldığında çok çok inanılmaz derecede zayıf bir mikrofon gibi alınacaktı (~ 1976'da bu op amperlerle çalıyordu).

[Gary Anderson]: Amplifikatörünüzü bir gerinim ölçer gibi çalıştırdığınız anlaşılıyor. Kartı çevirdiğinizde, amplifikatör içindeki dirençlerde küçük değişikliklere neden olacak olan amplifikatör kalıbını da bükeceksiniz. 80mV salıncaklar bu bölümün teknik özellikleri dahilindedir. (200µV giriş ofset voltajı süreleri 454 = 90mV.)

Uygulama sırasında tahta bükülmesi ile ilgili bir sorununuz mu var? Eğer öyleyse hassas parçaları yok etmek için kartınızdaki yuvaları yönlendirmeniz gerekebilir. Tahtayı bükmemek için en iyisi.

Devre şemanızda yapılandırılmış AD623 ile mantıklı bir test yapmayı bekleyemezsiniz. Girişleri birlikte kısa devre yapmış olsanız da, ilgili giriş sapma akımlarını toprağa "serbest bırakma" yeteneğine sahip olmalıdır:

Gerçek çalışma devrenizin bu alanda sorunlu olduğunu söylemiyorum - sadece test kurulumunuz. Ancak, "uygun" devrenizde bu sapma akımlarını kaldırabilecek bileşenler yoksa, bu tür sorunlarla karşılaşırsınız.