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失调电压影响方式的案例详解

电子设计 来源:电子设计 作者:电子设计 2020-12-24 13:00 次阅读

放大器的失调电压是工程师在直流耦合电路设计中,评估频次极高的参数,本篇通过一个案例介绍失调电压的影响方式,以及探讨产生原因。

1.由失调电压导致故障的一则案例

2019年8月11日(星期日)晚,笔者接到负责电源领域同事的信息,一家上市公司汽车电子领域首款产品的小批量生产测试中出现异常,其中使用ADI放大器设计的电路发生“失效”问题,急需申请失效分析。8月12日上午现场拜访该企业,工程师讲述电路设计不存在问题,并且通过ADI官方指定渠道购买15片ADA4851-1,其中2片芯片所在的板卡出现“失效”,将“失效”板卡中ADA4851-1芯片与正常工作板卡的ADA4851-1芯片进行互换,“失效”现象跟随“异常芯片”继续复现,因此要求进行失效分析。

面对上述问题的现象描述,笔者无法定位问题的根源。与项目组负责人详细了解电路图和测试过程。如图2.7,使用ADA4851-1组建差动放大电路,电路由+5V单电源供电,TP1000网络由参考电压源提供。工作中在输入端TP1001网络与TP1006网络连接到地时,如果ADA4851-1的输出端(TP1011网络)电压超出±38.7mV时,系统判定电路出现异常并终止工作,上述2片“异常芯片”的输出电压均超过±38.7mV。

图2.7 ADA4851-1应用电路

参考ADA4851-1的电气参数进行分析,如图2.8。在25℃环境中,+5V供电,电路增益为1时,输入失调电压的典型值为0.6mV ,最大值为3.4mV。

图2.8 ADA4851-1输入失调电压

假定图2.7中的比例电阻完全匹配,即R1000与R1010为220Ω,R1001与R1011为12KΩ。该差动放大电路的增益为54.4倍。输入失调电压经过放大后的输出应为32.7mV(典型值)时电路正常工作,但是失调电压最大值对应的输出值为185.5mV,已经超出判定故障的阈值电压。并且在+5V电压供电时,ADA4851-1失调电压的分布如图2.9,输入失调电压为±1mV附近的情况出现频次较高,此时对应的输出电压为±54.4mV,同样超出系统判定的阈值电压。

图2.9 ADA4851-1输入失调电压分布

审核编辑:符乾江
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