मेरे IE कनवर्टर सर्किट में से कुछ में एक बड़ी ऑफसेट वोल्टेज क्यों है?


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निम्नलिखित सर्किट स्विचेबल लाभ के साथ वोल्टेज कनवर्टर के लिए एक सक्रिय वर्तमान है।

ढांच के रूप में

लाभ स्विच के साथ वोल्टेज कनवर्टर करने के लिए Op-amp वर्तमान

नहीं दिखाया गया: जब सर्किट चालू होता है, लेकिन उपयोग नहीं किया जा रहा है, तो इनवर्टिंग इनपुट 10K रेज़र के माध्यम से कम रखा जाता है। जब भी एक माप किया जा रहा है (अंशांकन माप सहित जहां IN चल रहा है), उस अवरोधक को काट दिया जाता है।

एनालॉग स्विच और ओपैंप पर आपूर्ति +/- 11.5 वी है। विशिष्ट VOUT रेंज -10 V और + 10V के बीच है।

उद्देश्य

सर्किट का उपयोग नैनो रेंज में धाराओं को मापने के लिए किया जाता है। आउटपुट पर कुछ mV महत्वपूर्ण है। लगातार ऑफसेट वास्तव में एक समस्या नहीं है, क्योंकि वे आसानी से एक खुले इनपुट के साथ आउटपुट को मापकर और बाद के माप से घटाकर आसानी से कैलिब्रेट किए जा सकते हैं।

प्रत्येक बोर्ड में इनमें से 6 या अधिक सर्किट होते हैं।

अवयव

चयनित ऑप amp में बहुत कम (<10 pA) ऑफसेट और पूर्वाग्रह इनपुट धाराएं और एक बहुत छोटा ऑफसेट वोल्टेज (<1 mV) होता है। यह AD8625AR है

SW1A और SW1B समान CMOS स्विच (ADG1236) के विभिन्न ध्रुव हैं। प्रतिक्रिया अवरोधक का चयन करने के लिए उन्हें एक साथ स्विच किया जाता है, जो कनवर्टर के लाभ को निर्धारित करता है। अधिकतम लीकेज करंट स्रोत और नाली पिन पर, या बंद पर 1 एनए है। स्विच नहीं दिखाया गया है (10K रोकनेवाला के माध्यम से inverting इनपुट कम रखने के लिए) समान प्रदर्शन है। विशिष्ट रिसाव धाराएं बहुत छोटी हैं (<0.1nA)।

मुसीबत

मुझे जो समस्या हो रही है, वह यह है कि इन सर्किटों के कुछ बैचों में, कुछ (या सभी) में बड़े ऑफसेट होते हैं, जो चालू होने पर धीरे-धीरे सड़ते हैं। हालाँकि, ज्यादातर बोर्ड छोटे ऑफ़सेट के साथ हर समय पूरी तरह से स्थिर होते हैं।

वीओआइपी के साथ फ्लोटिंग पर एक विशिष्ट ऑफसेट <1 एमवी है। पीड़ित बोर्डों पर, ऑफसेट 120 एमवी जितना हो सकता है।

जब पीड़ित बोर्ड चालू होते हैं, तो ऑफसेट धीरे-धीरे (दिनों के घंटों के बाद) ~ 5 mV तक स्थिर हो जाएंगे। बिजली निकाले जाने के बाद, ऑफसेट फिर से जम जाता है, इसलिए जब बंद होने के कुछ दिनों के बाद इसे चालू किया जाता है, तो यह फिर से उच्च होता है।

प्रत्येक बोर्ड पर इन सर्किटों का एक समूह होता है। 5 बोर्डों के पहले बैच में, वे सभी प्रभावित हुए थे। अगले बैच में, कोई भी प्रभावित नहीं हुआ। सबसे हाल के बैच में, प्रत्येक बोर्ड में एक प्रभावित सर्किट होता है, और यह हमेशा एक ही नहीं होता है।

सबसे खराब स्थिति में, सभी एनालॉग स्विचों की अधिकतम रिसाव धारा 1.2nA होगी, जिसके परिणामस्वरूप उच्चतम लाभ सेटिंग में 12 mV ऑफसेट होगा, इसलिए मुझे नहीं लगता कि मैं उन सभी ऑफसेटों का हिसाब लगा सकता हूं जो मैं देख रहा हूं।

ऑफसेट वोल्टेज कहां से आ सकता है? क्या एक सामान्य बोर्ड दोष है जिसके परिणामस्वरूप इस तरह का व्यवहार होगा?


आप किस opamp का उपयोग कर रहे हैं?
अंक

यह AD8625AR है । अन्य चैनलों का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए किया जा रहा है (इस सर्किट के लिए आउटपुट बफर, और कुछ अन्य सामान)
स्टीवन टी। स्नाइडर

आप किस प्रकार के कैपेसिटर का उपयोग कर रहे हैं? मेरा तत्काल विचार "अजीब संधारित्र प्रभाव" था ... रॉकेट सर्जन का जवाब एक संभावना देता है यदि आप प्लास्टिक फिल्म कैपेसिटर का उपयोग कर रहे हैं। यदि आप चीनी मिट्टी की चीज़ें का उपयोग कर रहे हैं, तो टांका लगाने की प्रक्रिया से संधारित्र पर अवशिष्ट तनाव के कारण एक और प्रभाव पीजोइलेक्ट्रिकिटी है। लेकिन मैं इस पर कोई विशेषज्ञ नहीं हूं और मुझे नहीं पता कि इस प्रभाव से 100 mV उचित है या नहीं।
फोटोन

क्या आपका पीसीबी सभी फ्लक्स अवशेषों से साफ है? C1 और C2 क्या निर्माण हैं? सर्किट बोर्ड के संबंधित हिस्से की एक तस्वीर सुराग दे सकती है।
बजे

@ चिह्न, C1 और C2 सिरेमिक कैप हैं। हमारे पहले बैच के प्रोटोटाइप्स में फ्लक्स रेसिड्यू होने वाले पीसीबी के साथ हमारी समस्याएं थीं। यह एक नियंत्रित वोल्टेज को स्वीप करते समय एक औसत दर्जे का रिसाव चालू होता है। विक्रेता ने समस्या को स्वीकार किया और इसे संबोधित किया। मैंने प्राकृतिक रोशनी के साथ-साथ 365nM UV के साथ अर्ध-गहरे रंग के रोम में इन बोर्डों का निरीक्षण किया, और कोई भी प्रवाह अवशेष दिखाई नहीं दिया।
स्टीवन टी। स्नाइडर

जवाबों:


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यहाँ सिद्धांतों की जोड़ी:

  • आपकी बिजली की आपूर्ति सममित रूप से कैसे सुनिश्चित हो रही है?
    यदि एक रेल दूसरे के सामने आती है, तो आपके पास बहुत कम समय के लिए op-amp से गैर-शून्य आउटपुट वोल्टेज हो सकता है।
  • क्या आपने ऐसे उच्च-आवेगों के लिए आवश्यक सभी पीसीबी-लेआउट प्रथाओं को लागू किया है? कम से कम, आपको सभी अल्ट्रा-हाई-प्रतिबाधा नोड्स पर गार्ड-रिंग की आवश्यकता होगी।
    नेशनल (नाउ टीआई) LMC6082 डेटशीट में बोर्ड-लीकेज धाराओं को कम करने के लिए जो आवश्यक है उसकी एक अच्छी चर्चा है जो एक समस्या नहीं है।

यह संभावना को संबोधित नहीं करेगा कि आपके पास ढांकता हुआ सोखने के मुद्दे हैं, जैसा कि @ RocketSurgeon के उत्तर में चर्चा की गई है।
उसके उत्तर का परीक्षण करने का एक अच्छा और आसान तरीका यह होगा कि आप किसी बुरे बोर्ड पर मौजूद कैप को हटा दें और उसे उल्टा कर दें। यदि ऑफसेट दूसरी दिशा में फ़्लिप किया जाता है, तो यह एक ढांकता हुआ सोखने का मुद्दा है (क्योंकि टोपी में लगातार चार्ज में एक एकल ध्रुवीयता होगी)। यदि ऑफसेट वोल्टेज नहीं बदलता है, तो समस्या संधारित्र नहीं है।

एक बात जो मुझे ढांकता हुआ सोखता मुद्दा नहीं दिख रहा है, वह यह बताता है कि सर्किट के अप्रभावित होने पर चार्ज वापस क्यों आता है, और जब यह संचालित होता है तो चले जाते हैं। चूंकि कैपेसिटर को डिस्चार्ज करने वाले तत्व को कैप के पार लगातार कनेक्ट किया जाता है, (जैसे C1 || R2, C2 || R1), कैप से बाहर निकलने वाले किसी भी करंट का योगदान स्थिर होना चाहिए, और आपूर्ति वोल्टेज से प्रभावित नहीं होना चाहिए।

केवल एक चीज जो मेरे लिए दिमाग में आती है, वह यह होगी कि कहीं न कहीं हाईग्रोस्कोपिक है, और यह एक ऑफसेट करंट को इंजेक्ट करता है। जब आप बोर्ड को बिजली देते हैं, तो यह गर्म हो जाता है, और समय के साथ नमी को बाहर निकालता है। बोर्ड को बंद करें, और यह नमी को फिर से भरना शुरू कर देता है।


एक टिप्पणी जो मेरे पास है, वह यह नहीं है कि आपके पास SW1A और SW1B दोनों क्यों हैं । आप SW1B का पूरी तरह से निपटान कर सकते हैं। बस आर / सी जोड़े के दोनों को एक साथ टाई करें, और ऑप-एम्प के आउटपुट में। जब एक कैप / रेसिस्टर सेट का चयन किया जाता है, तो दूसरा बस धीरे-धीरे डिस्चार्ज हो जाएगा। जब तक एक छोर तैर रहा है (जो SW1A द्वारा पूरा किया गया है), दूसरे छोर पर वोल्टेज अप्रासंगिक है।


पुन: बिजली की आपूर्ति, मुझे यकीन नहीं है कि वे कर रहे हैं। क्या पावर-ऑन के दौरान ऑपैम्प पर रेल वोल्टेज की निगरानी करना, इसे मापने का सबसे अच्छा तरीका होगा?
स्टीवन टी। स्नाइडर

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पुन: लेआउट; उच्च प्रतिबाधा जाल के लिए बड़ी मंजूरी (1 मिमी) है, लेकिन कोई गार्ड रिंग नहीं है। सबसे खराब मामला रिसाव इस सर्किट में 12V रेल से होगा, और 1 nA से अधिक के लिए 10 ^ 9ohm प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। सर्किट के पास एकमात्र चर वोल्टेज संबंधित सर्किट के नियंत्रण अनुभाग में इनपुट है। मैं इस IE कनवर्टर के उत्पादन की निगरानी करते हुए एक पूर्ण-रेंज वोल्टेज स्वीप प्रदर्शन करके उस से रिसाव का परीक्षण करता हूं। हमने पहले रिसाव को मापा जहां फ्लक्स बोर्ड पर बने रहे, और परीक्षण ने इसे पकड़ लिया। यहाँ, ऑफ़सेट वोल्टेज स्वीप के दौरान ऑफ़सेट भिन्न नहीं होते हैं, केवल समय के साथ।
स्टीवन टी। स्नाइडर

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पुन: नमी; अच्छा विचार! मैं एक या दो दिन के लिए हमारे एक desiccators में एक बोर्ड लगाऊंगा और देखूंगा कि क्या कुछ बदलता है।
स्टीवन टी। स्नाइडर

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@ Series8217 - फ्लक्स हाइग्रोस्कोपिक है! यह संभव नमी-संवेदनशील घटक हो सकता है।
कॉनर वुल्फ

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सिद्धान्त 1. भिक्षा। यह ढांकता हुआ अवशोषण प्रभाव है। उर्फ भिगोना । ऊर्जा का स्रोत कैपेसिटर के निर्माता परीक्षण सेटअप से किया गया कैपेसिटर चार्ज है। फिल्म कैपेसिटर को कारखाने में कुछ मिनटों के लिए उच्च वोल्टेज द्वारा परीक्षण किया गया है, फिर खुली लीड के साथ संग्रहित और संग्रहीत किया गया है।

कुछ महीनों में अवशिष्ट ऊर्जा अवशोषित हो जाती है (जरूरी नहीं कि आवेश हो, लेकिन ढांकता हुआ परतों के अंदर से प्लेटों तक यांत्रिक रूप से सूखने / सूखने / साथ ही बसने) हो सकता है। गति बहुत धीमी हो सकती है, पॉलीप्रोपिलीन के समय को हजार से गुणा करें (पूर्ण निर्वहन के लिए कुछ वर्ष)।

इस प्रभाव का खराब अध्ययन किया जाता है। यह आपके जैसे अतिवादी सर्किटों को प्रभावित करता है, जैसे कि प्लास्टिक कैप और टेरोहम ओपैंप। प्रभाव की सबसे अच्छी रिपोर्ट नट सेमी के बॉब पीज़ द्वारा की गई है जब उन्होंने टेफ्लॉन और पीए धाराओं के साथ काम किया था।

इसके लिए इलाज कुछ घंटों के लिए बिना किसी सर्किट के मध्यम तीव्रता वाले गामा विकिरण स्रोत से अस्थायी संपर्क हो सकता है, सभी अवशोषित भागों को बिना किसी शारीरिक संपर्क के आरोपों से अलग करने के लिए।

एक अन्य विधि, "पुराने" कैपेसिटर को बायिंग है, जो कुछ महीनों तक संग्रहीत थे। अच्छे बनाम बुरे बैच से कैप की तारीखों की तुलना करें। मैं शर्त लगाता हूं कि पुराने कैपेसिटर बैच बेहतर है।

या, कैप ऑर्डर करते समय, उन लोगों के लिए पूछें जो गर्मियों के समय में खुली खिड़की के करीब संग्रहीत किए गए थे। या सूखे प्रवाहकीय antistatic चटाई और गर्मी पर 150C को एक घंटे के लिए असम्बद्ध बोर्ड लगाए (जब तक कि पीए सर्किट की सफाई इस तरह के किसी भी हेरफेर को प्रतिबंधित नहीं करती)।

सिद्धांत 2. थर्मोकॉप्लिंग प्रेरित धारा। थरमोकोप्लिंग करंट दो अलग-अलग धातुओं के जंक्शन पर तापमान में अंतर के कारण हो सकता है। यह पता लगाने के लिए कि यह क्या है, बोर्ड को उभारा हुआ तेल स्नान में डुबो दें और प्रदर्शन की तुलना मुफ्त हवा में करें।


इस सर्किट में निर्वहन तत्व स्थायी रूप से कैपेसिटर के साथ समानांतर में वायर्ड होता है। इस तरह, मैं यह नहीं देख पा रहा हूं कि सर्किट चालू है या नहीं, इसकी वजह से ऑफसेट धीरे-धीरे खत्म हो जाएगा, और इसे बंद करने से यह धीरे-धीरे वापस आ जाएगा। यदि कैप ढांकता हुआ बाहर कुछ रिसाव था, तो मैं यह उम्मीद करूंगा कि एक निरंतर (धीरे-धीरे क्षय होने वाली) ऑफसेट का उत्पादन होगा।
कॉनर वुल्फ

दुर्भाग्य से, मेरे पास बोर्ड के लिए एक हलचल तेल स्नान तक पहुंच नहीं है। यह 200 मिमी x 280 मिमी है। ऐसे थर्मल प्रभावों के लिए परीक्षण करने के लिए एक वैकल्पिक विधि पर कोई सिफारिशें?
स्टीवन टी। स्नाइडर

बॉब पीज ने एक बार कार्डबोर्ड बॉक्स और एयर फैन के साथ थर्मल चैंबर सेटअप का वर्णन किया था। यह तेल स्नान के रूप में अच्छा हो सकता है अगर हवा का तापमान लंबे समय से स्थिर है और प्रशंसक बॉक्स के अंदर हवा को हिला रहा है।
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