Підсилювач вимірює поворот дошки (на жаль!)

Що ж, це туфлі - хоча і досить прості. Хто-небудь має досвід роботи з поворотом дошки, що впливає на вашу схему?

У нас є конструкція дошки, яка повинна вимірювати вантажну клітинку. Ми нарешті відстежили помилку в точності системи аж до ІЧ-підсилювача. Коли ми скручуємо плату, ІК-підсилювач змінює свій вихід.

_

Додано RM:

Схема:

Таблиця тут

Коефіцієнт посилення становить 100 000 / R7 = ~ 454,5 відповідно до таблиці p15.

Я отримую + 80mV, коли кручу дошку з її 4 кутів. Я використовую оберт, який я використовую для розблокування автомобіля ключем від машини. Я отримую -80mV, коли кручу в інший бік. Величина повороту пропорційна дисперсії вихідної напруги.

Як варіант, якщо я покладу, скажімо, типовий тиск на олівець у верхній частині ІС, я отримаю + 20 мВ. Це найчутливіший кут ІС біля штифта 1.

Щоб ізолювати ланцюг підсилювача, я скоротив його вхід і відключив від нього інші схеми, щоб те, що ви бачите на діаграмі, те, що ми тестуємо.

Я застряг. Який принцип фізики спричинив би це? Як я можу це запобігти?

Примітки:

1. Це системна несправність, а не повна плата . Це трапляється на всіх наших дошках.
2. Я спробував повторно паяти шпильки. Це не проблема.
3. Це не резистор посилення R7. Я поставив це на довгих відведеннях, щоб перевірити його скручування окремо. Скручування це не має ніякого значення.
4. Резистор R7 становить 220 Ом, що дорівнює посилці 456
5. Рейка живлення, AVdd, стабільно вимірюється на рівні 3,29 В
6. ІС - це стандартний стандарт AD623ARM (пакет uSOIC)
7. Для тих, хто насправді повинен це бачити, ось рада - хоча я боюся, що вона підніме більше червоних оселедців, ніж відповідей:

Відомі подібні ефекти, які необхідно враховувати для схем високої точності. Теплові градієнти також можуть мати несприятливі наслідки, орієнтацію компонентів через або вздовж напруги та теплових градієнтів тощо.

Звичайно, ми мусимо трохи здогадуватися, тому що ми не можемо чарівно знати, що є в упаковці. Але освічена здогадка полягає в тому, що матриця або скріплена евтектикою, або приклеєна дуже жорстко до дна порожнини упаковки. Невеликий пакет SOIC дуже невідповідний (тобто жорсткий), тому напруження переводяться безпосередньо в підлогу порожнини штампу, а потім через матрицю прикріплюють до підкладки Si. Стрес може негативно впливати на працездатність Si, впливаючи на рухливість електронів / дірок, а Si має відому п’єзостійкість (через подібні наслідки змін решітки).

Насправді Intel використовує локалізовану напругу для підвищення продуктивності транзисторів PMOS в деяких технологічних вузлах. При складанні точних схем в силіконі рекомендується, щоб на чутливих підсилювачах Si не було металевих шарів над ними, щоб транзистори не впливали негативно. (але тут це відповідне питання).

для перевірки гіпотези: я рекомендую розпарити підсилювач, а потім приєднання коротких заглушок PTH (резистор спрацює) призводить до того, щоб підняти пакет з друкованої плати, щоб напруга не переходила в пакет. Після того, як ви зіткнулися з цим і повторно звільнили його. Вам слід побачити зміну, а отже, і підтвердження. ВИКОРИСТОВУЙТЕ нові "ніжки" в якості поступливих членів. Або використовуйте паяльну тасьму, якщо хочете дійсно захопитися.

Рішення? версія DIP тієї самої частини матиме менше проблем, тому що ведучі сумісні. У цьому випадку може використовуватися сумісний тепловий склад під упаковкою для виходу тепла.

Ви також повинні розглянути дизайн вашої дошки як фактор, що сприяє. Можливо, біг жорсткості (у існуючій конструкції) як тест допоможе усунути / вивчити проблему. Я хотів би побачити епоксидні жорсткі шматки FR4 (на межі), щоб побачити.

Ви маєте досить великий прибуток на підсилювачі. 80mV, який ви бачите, відповідає приблизно 100uV на вході! Все, що ви робите, що ставить додаткові 0,1 мВ на вхід, пояснить ваше спостереження. Це може зробити навіть навіть торкання дошки в неправильному місці.

Проста відповідь - "не крутити дошку". Монтуйте це таким чином, що це не проблема, можливо, за одним кутом.

Мені цікаво. Ви бачите статичну проблему чи динамічну проблему? Монтаж дошки - статична річ, яка не повинна змінюватися з часом. Зсув вводу (якщо це так), який ви бачите, коли ви скручуєте плату, добре знаходиться в специфікаціях для AD623 при цьому посиленні. Якщо STATIC 80mV на виході є проблемою тут, ви помітили неправильну мікросхему. Це не означає, що ви очікуєте механічного втручання, щоб змінити вхідне зміщення, звичайно, лише те, що при цьому ІС очікується статичне зміщення такого розміру.

Деякі з інших відповідей мають кілька хороших пропозицій, але ось ще одна. Коли я чую, що фізичне напруження змінює продуктивність ланцюга, я негайно підозрюю конденсатори на платі. Конденсатори, як відомо, чутливі до стресу, і можуть легко викликати сигнали в точних контурах, подібних до цього, через напругу або вібрацію.

Однак ваша схема, як намальована, не містить конденсаторів у місцях, де вони повинні це зробити.

Це змушує мене думати, що у вашій схемі є кілька конденсаторів, які ви не намалювали.

Той, що спадає на думку, - це паразитичний між входами підсилювача (штифти 2 і 3) та будь-якими площинами живлення або заземлення поблизу. Загальноприйнята практика встановлювати отвори в силових і заземлюючих площинах нижче будь-яких вузлів високого опору в такому контурі точності. У випадку з AD623 входи мають приблизно 2 гігаомних еквівалентних вхідних опору, і ви також застосовуєте високий коефіцієнт посилення до будь-якого сигналу, що індукується (диференційовано) на цих штифтах.

Якщо ви не відсікали потужність / заземлення знизу від вхідних штифтів AD623 (і будь-якої міді, підключеної до них), напруга на платі змінить значення паразитарної ємності, викликаючи рух заряду, і я міг би уявити, що це створює вид зсувних сигналів, які ви бачите.

Ця гіпотеза дещо рідше вірна, враховуючи те, що ви тестуєте за допомогою коротких штифтів для введення, але я би перевірив це, якщо інші проблеми не виявляться.

Гаразд, дозвольте підсумувати. Відповіді повторюють «ефект деформації» або вплив кремнієвого стресу на рухливість здаються правильними. Вплив напруги на входи множиться на посилення підсилювача.

Я повністю вийняв пакет з дошки і випробував його без дошки, провівши проводки від нього до хліба. Напруга лише на мікросхемі все ще має той же ефект.

Мої подальші тести показують, що пакет uSOIC, який я використовую, приблизно в 10 разів гірший (більш чутливий до стресу), ніж пакет DIP. Це узгоджується із зазначеною дисперсією у таблиці даних для uSOIC частини. Я думаю, що я можу використовувати стандартний спік наступної дошки SOIC.

Деякі мої друзі дали наступні два відповіді, які я включу для довідок:

[Грег Бауер]: Цікаво, чи це пов’язано з деформацією ІМС (як ви, без сумніву, думаєте), що спричиняє еквівалентну манометр або реакцію деформації в силіконі переднього кінця підсилювача. Оскільки підсилювач матиме власні диференціальні входи, будь-який вплив впливає на те, що незбалансованість цього входу призведе до дисперсії напруг зміщення входу, які потім посилюються (шляхом посилення відкритого циклу?), А потім до виходу.

Мені, можливо, доведеться подумати над цим трохи більше.

Я знаю, що в старі часи, коли напівпровідники були скелями, і панували динозаври, що якщо ти будеш тиснути або на шматок кремнію в 2N3055, або на підсилювач LM301, ти отримаєш цікаві ефекти - адже звукова хвиля, спрямована на старий шкільний метал, може LM301 при знятій кришці підхопиться дуже неймовірно дуже поганий мікрофон (грав з цими підсилювачами в 1976 році).

[Гері Андерсон]: Схоже, ви керуєте підсилювачем як тензодатчиком. Коли ви скручуєте плату, ви також будете скручувати матрицю підсилювача, що спричинить невеликі зміни резисторів всередині підсилювача. Гойдалки 80мВ знаходяться в межах специфікації для цієї частини. (Вхідна напруга зміщення входу 200 мкВ 454 = 90мВ.)

Чи є у вас проблеми зі згинанням дошки в її застосуванні? Якщо це так, можливо, вам знадобиться прокладати прорізи у вашій дошці, щоб спрямувати чутливі частини. Краще не згинати дошку.

Ви не можете розраховувати зробити розумний тест із налаштованим на вашій схемі AD623 AD623. Хоча ви маєте вхідні шорти, вони повинні мати можливість "відпустити" свої вхідні струми зміщення на землю: -

Я не кажу, що ваша справжня робоча схема є проблематичною у цій галузі - лише ваша тестова установка. Однак якщо у вашої "належної" схеми немає компонентів, які можуть видалити ці струми зміщення, у вас виникнуть такі проблеми.