Off-Board-SPI-Kommunikationsproblem mit ADC128S052

Ich scheine Probleme mit meinem Board zu haben, wenn es nicht mit Strom versorgt wird. Ich habe einen TI ADC128S02 ( Datenblatt ), der als Slave fungiert und über SPI mit einem anderen Masterboard kommuniziert. Es gibt Puffer auf den digitalen Leitungen (Fairchild 74AC541MTC ) zwischen der Masterplatine und dem Slave.

Mein Problem ist, dass das Masterboard möglicherweise mit Strom versorgt werden könnte, ohne dass der Slave und der ADC mit Strom versorgt werden. Wenn die Hauptplatine mit Strom versorgt wird und SPI-Signale an den nicht mit Strom versorgten ADC128 sendet, wird die ESD-Schutzschaltung des ADC beschädigt und funktioniert nicht mehr richtig.

Ich suche nach einer Möglichkeit, die SPI-Leitungen auf der Slave-Platine zu erden, wenn die Slave-Platine nicht mit Strom versorgt wird. Sobald die Platine mit Strom versorgt wird, arbeitet der SPI mit 1 MHz 5 V CMOS-Logik.

Die analogen und digitalen Stromversorgungen zum ADC müssen isoliert werden und stammen aus verschiedenen Quellen, um sicherzustellen, dass keine Leistungseinbußen auftreten. In dem Moment, in dem die Platine ausgeschaltet ist, aber der SPI noch eingeschaltet ist, verursacht dies V_A = 0,8 V und V_D = 1,8 V. Das Datenblatt für den ADC gibt an, dass V_D < (V_A + 0,3 V), da diese Grenze überschritten wird, wird das Gerät beschädigt.

Ich hatte gehofft, dass das SPI-Signal nicht auf dem ADC zu sehen wäre, wenn der Puffer nicht mit Strom versorgt wird, aber dies ist nicht der Fall. Ich habe über die Verwendung von Transistor-Wechselrichtern an den SPI-Leitungen nachgedacht, befürchte jedoch, dass diese Signalverzögerungen und eine unnötige Erhöhung des Stromverbrauchs verursachen.

Eine reduzierte Version des Schaltplans ist unten enthalten.

ADC-Verbindung zu externem SPI

Die analoge Schaltung des ADC wird von ARef versorgt. Die digitale Seite und der Buffer werden mit separaten 5V versorgt. Die SPI_MISO-Leitung ist ein Ausgang vom ADC zum SPI-Master und wird daher im Puffer umgekehrt. Die anderen drei SPI-Leitungen stammen alle vom SPI-Master. Weder die ADC-Eingänge noch die restlichen Verbindungen am Stecker wurden gezeigt.

Alle Vorschläge, wie ich die SPI-Leitungen erden kann, wenn die Slave-Platine nicht mit Strom versorgt wird, wären sehr willkommen.

Wäre es nicht so, dass der 74AC541 die Hauptlast des Problems tragen wird? Vielleicht übersehe ich etwas? Befindet sich der 541 nicht auf derselben Stromschiene wie das ADC-Gerät?
Ich hatte gehofft, dass der 541 das tun würde, aber es scheint nicht diesen Effekt zu haben. Wenn der 541 nicht mit Strom versorgt wird, geht aus irgendeinem Grund immer noch ein gedämpftes Signal durch. Der 541 befindet sich auf derselben Stromschiene wie V_D auf dem ADC.
Das ist ein Mistkerl. Das würde ich nicht erwarten. Vielleicht doppelt prüfen?

Antworten (2)

Führen Sie die Vcc der Slave-Platine zum Inter-Board-Header (über einen Vorwiderstand); wenn der Slave-Vcc nicht auf dem Header vorhanden ist, hält der Master seine SPI-Ausgänge (CS, SCK, MOSI) in Hi-Z.

Dies wäre sicherlich eine Lösung, aber leider bin ich mir nicht sicher, ob wir eine zusätzliche Leitung am J1-Anschluss hinzufügen können, da derzeit alle Pins verwendet werden. Wir könnten einige Funktionen des Geräts entfernen, um eine Leitung für den Vcc zu verwenden, aber ich würde es vorziehen, eine andere Lösung zu finden.

Wenn CS nur für ein paar Mikrosekunden niedrig wurde, könnten Sie es vielleicht als Fernspeisung von der Slave-Platine verwenden - der Ausfall von wenigen Mikrosekunden könnte von einer Diode und einem lokalen Vcc-Kondensator ignoriert werden. Wenn der Spannungsabfall durch die Diode etwas zu groß wäre, können Sie vielleicht einen lokalen Vcc-Aufwärtswandler an Bord haben?

Neu arrangiert - CS als Stromzufuhr vom Slave verwenden - ich glaube, es ist wahrscheinlich niedrig aktiv, obwohl es, wenn es hoch ist, den ADC und 541 mit Saft versorgt, sollte es in der Lage sein, sich für die reguläre CS-Zeit niedrig zu schleichen. Wenn die Spannung, wenn sie hoch ist, etwas zu niedrig ist, um die Chips mit Strom zu versorgen, stellen Sie sie entweder etwas höher ein oder setzen Sie einen Booster darauf.

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