und eine Frage an die Experten:
Ich lese hier einen AD7606 ADC via SPI aus. Master ist ein IMX6ULL NXP SOM.
Der ADC ist der einzige Slave. Die MISO, CLK, CS Leitungen sind alle direkt mit dem SOM verbunden (keine PULL-UP's oder Kondensatoren auf GND). Die Leitungen sind nicht länger als 40mm.
Auf einigen Platinen läuft die Kommunikation sauber. auf anderen (identischen Platinen) nicht. Hier scheint das SPI Signal gestört zu sein. Wenn ich aber nun ein externes Debug Kabel (UART) anschließe habe ich ein sauberes Signal. Genau genommen reicht die externe GND Verbindung. Bei dem Versuch z.B. das MISO Signal mit einem Oszi zu messen, gabs keine Erkenntnisse, da alleine der Anschluss des GND vom Oszi auf die Platine (GND vom UART Anschluss) wieder dafür sorgt, dass das Signal sauber wird.
Kennt Ihr den Effekt bzw. hättet Ihr irgendwelche Tips, was man da noch probieren könnte?
Ja, cpol und cpha sind korrekt eingestellt. Auf sehr vielen Platinen funktioniert das ja auch. Nur eben auf einigen nicht (gleiche Produktionscharge). Bei der externen GND Verbindung wird das Signal ja auch sauber ausgelesen.
Sorry für die Unklarheit. Ich versuch's mal klarer darzustellen.
Testaufbau für den ADC:
An dem AIN0 wird eine 0,5v Spannung aus einem Labornetzteil angelegt.
Via SOM (Linux) werden testweise die Roh-Werte über den ADC Treiber ausgelesen:
cat in_voltage0_raw
Bei der aktuellen ADC Konfiguration ( -5v bis 5v ) sollte hier rechnerisch ein Wert von 3276 zurück kommen, der danach in einen Volt Wert umgerechnet wird.
Bei einer Platine, ohne Probleme, passiert das auch so.
bei dem Problem-Platinen kommen Ergebnisse wie:
-24706
cat in_voltage0_raw
3265
cat in_voltage0_raw
-977
cat in_voltage0_raw
3266
cat in_voltage0_raw
-32768
Alles direkt hintereinander abgerufen...Die Werte rund um 3260 sind alle korrekt. Die anderen nicht. Die erste Vermutung war, das die SPI bit verschoben sind. Wenn aber nun ein externer GND durch UART-Kabel oder Oszi mit dem GND der Platine verbunden ist, sind die Werte "sauber" also wie erwartet.
Das erinnert mich ein wenig an ein Problem mit einer in Eagle GND gefluteten Platine.
Durch dies wurde eine Masseverbindung erzeugt die in der Produktion bei 5/10 nicht wirklich funktioniert hat.
Ich würde im CAD mal alle Massepfade kontrollieren.
Das erinnert mich ein wenig an ein Problem mit einer in Eagle GND
gefluteten Platine.
Durch dies wurde eine Masseverbindung erzeugt die in der Produktion bei
5/10 nicht wirklich funktioniert hat.
Ich würde im CAD mal alle Massepfade kontrollieren.
Anselm
Heute gab es neue Erkenntnisse:
SOM auf den Platinen getauscht und dann funktioniert es ?!?!
keine Ahnung warum. Muss irgendwie ein Zusammenspiel von SOM, PCB und GND sein
SOM auf den Platinen getauscht und dann funktioniert es ?!?!
keine Ahnung warum. Muss irgendwie ein Zusammenspiel von SOM, PCB und
GND sein
Fehler, die wie von selbst verschwinden, sind ganz großer Mist, weil man
nicht weiß, unter welchen Bedingungen sie einem wieder auf die Füße
fallen.
Na ja, er ist ja nicht verschwunden. Wir wissen nur, dass die SOMs damit zu tun haben und es wohl nicht oder nicht nur am Board liegt. Hier handelt es sich ja nicht um ein einzelnes defektes SOM, sondern um eine signifikante Zahl.
Die Eingänge sind für +-5V bzw. 10V differentiell vorgesehen. Was wäre, wenn dein Labornetzteil außerhalb des Gleichtaktbereiches rumschwirrt, was bei Erdung des Netztteils behoben sein könnte. Es ist ja soweit ich das sehe nix da, was eine Überschreitung des Gleichtaktbereiches verhindern kann.
Könnte ja sein, dass der PE dann was macht, wenn der GND vom Oszi angeschlossen wird, der üblicherweise am PE hängt.
Die Eingänge sind für +-5V bzw. 10V differentiell vorgesehen. Was wäre,
wenn dein Labornetzteil außerhalb des Gleichtaktbereiches rumschwirrt,
was bei Erdung des Netztteils behoben sein könnte. Es ist ja soweit ich
das sehe nix da, was eine Überschreitung des Gleichtaktbereiches
verhindern kann.
Könnte ja sein, dass der PE dann was macht, wenn der GND vom Oszi
angeschlossen wird, der üblicherweise am PE hängt.
Na ja, das Labornetzteil wurde mit einem Kalibrierten Tischmultimeter geprüft.
Ich verwende das Labornetzteil um weitere Fehlerquellen auszuschließen. Das Problem trat ursprünglich mit einem Stromsensor auf.
Falls dieser GND doch verbunden ist, dann würde ich mir den trotzdem nochmal ganz genau anschauen, denn ganz offensichtlich liegt das Problem an der Masse.
SOM auf den Platinen getauscht und dann funktioniert es ?!?!
keine Ahnung warum
Hast du da mehrere "Massen", die bei einem neuen Modul noch über einen Bonddraht verbunden sind? Und der dann im Laufe der Messungen den Geist aufgibt, so dass nur eine externe Verbindung die Potentiale zusammenbringt.
Oder anders rum: ist jeder einzelne GND-Pin jeder einzelnen Komponente tatsächlich an den selben GND angeschlossen?
Vor einigen Jahren war ich auch schon mal durch die halbe Republik gereist, weil der Mitarbeiter eines Kunden es für besonders schlau hielt, die verschiedenen Teile des von mir gelieferten Aufbaus aus verschiedenen Kanälen seiner Labornetzteils zu versorgen, aber dafür auf eine Masseverbindung zwischen den Teilen zu verzichten. :-/ Durch die kapazitive Kopplung und ggf. Kriechströme funktionierte der Aufbau häufig auch erstaunlich gut, aber dann auch wieder nicht.
Falls dieser GND doch verbunden ist, dann würde ich mir den trotzdem
nochmal gsnz genau anschauen, denn gsnz offensichtlich liegt das Problem
an der Masse.
SOM auf den Platinen getauscht und dann funktioniert es ?!?!
keine Ahnung warum
Hast du da mehrere "Massen", die bei einem neuen Modul noch über einen
Bonddraht verbunden sind? Und der dann im Laufe der Messungen den Geist
aufgibt, so dass nur eine externe Verbindung die Potentiale
zusammenbringt.
Oder anders rum: ist jeder einzrlne GND-Pin jeder rinzrlnrn Komponente
tatsächlich an den selben GND angeschlossen?
Ja, alle GND Pins sind mit dem gemeinsamen GND Layer des Boards verbunden.
Na ja, das Labornetzteil wurde mit einem Kalibrierten Tischmultimeter
geprüft.
Das kannst du mit einem beliebigen Tischmultimeter nicht feststellen, wenn du nicht an den passenden Stellen suchst. Und kleine kurze Störungen sieht ein Multimeter schon gar nicht.
Das hat ja damit nix zu tun, es geht darum, was das Labornetzteil tut, wenn der Ausgang frei in der Gegend rumgeistert ohne irgendeinen Bezug zum GND zu haben. Oder hast du einen Anschluß von Labornetzteil an GND liegen ?
Na ja, das Labornetzteil wurde mit einem Kalibrierten Tischmultimeter
geprüft.
Das kannst du mit einem beliebigen Tischmultimeter nicht feststellen,
wenn du nicht an den passenden Stellen suchst. Und kleine kurze
Störungen sieht ein Multimeter schon gar nicht.
Das hat ja damit nix zu tun, es geht darum, was das Labornetzteil tut,
wenn der Ausgang frei in der Gegend rumgeistert ohne irgendeinen Bezug
zum GND zu haben. Oder hast du einen Anschluss von Labornetzteil an GND
liegen ?
Das Labornetzteil simuliert lediglich den Sensor Ausgang. Der ADC hat für den CH1 einen AIN1 und einen AIN1GND....beide sind mit dem Labornetzteil verbunden. Ich könnte auch eine 1,5 Batterie oder eben den Stromsensor anschließen...der Effekt ist immer der selbe.
Die Spannung wird vom ADC differenziell gemessen...
Das sind Eingänge der internen OP-Amps. Intern sind die ganz sicher
nicht mit GND verbunden.
Da ich auch AC messe, würde ich den AIN1GND ungerne mit AGND verbinden.
Die grundsätzlich Frage ist doch: Entsteht der Fehler auf der Analogen oder auf der digitalen(SPI) Seite. Wir haben hier den Effekt, dass dieser Fehler random Auftritt abhängig vom SOM:
Tests auf dem selben Board:
SOM 1: alle Werte i.O.
SOM 1 auf den Tisch und SOM2 (baugleich, gleiche Serie) einlegen: ca. 50% der gelesenen Werte falsch
SOM 1 vom Tisch wieder eingelegt: Werte plötzlich wie bei SOM 2
SOM 3 eingelegt: Alle Werte i. O.
Wenn nun ein Debug Kabel mit GND vom USB-Port angeschlossen wird oder alternative nur das GND vom Oszi am Debug GND angeschlossen wird, liefern ALLE SOMs die richtigen Werte.
Alles was der Chip zum funktionieren braucht, muss im Rahmen des Datenblattes stimmen. Prüfe das, anstatt zu vermuten.
Wie sehen denn die Pegel und Flanken deiner SPI Kommunikation aus, sind die wenigstens in Ordnung?
Da die zusätzliche GND Verbindung durch das Debug Kabel eine Rolle spielt, dann muss an beiden Enden des Kabel ein unterschiedliches GND Potential vorliegen. Das kann man prüfen und in Ordnung bringen.
Wenn die GND Potentiale doch gleich sind, dann ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass die GND Leitung deiner Debug Verbindung eine Rolle spielt. Vielleicht denkst du das nur, aber in Wirklichkeit beeinflusst die Verbindung noch etwas anderes. Es könnte z.B. sein, das das diese Debugger Verbindung überhaupt keinen direkten elektrischen Effekt hat, aber einen indirekten, wie dass mechanischer Druck einen Haarriss auf der Platine schließt. Oder die Kommunikation verändert das Timing.
Im Referenz-Schaltplan hat AIN1GND (hier V1GND) nix mit AGND oder GND zu
tun
Der soll auch nicht irgendwie damit verbunden sein, sondern es muss nur sichergestellt sein, dass die Spannung sich bezogen auf AGnd im erlaubten Bereich befindet. Wie du das sicher stellst, bleibt dir überlassen.
Wenigstens nachmessen könntest du es und dabei gucken, wie sich deine Ausgangsdaten währenddessen benehmen.
Du kannst ja mal das SPI genau anschauen, ob das gleiche an den Leitungen anliegt, was du dann in deiner CPU wiederfindest. Sowas passiert mir ab und an, wenn der AD Eingang irgendwelche Störspitzen einfängt, die natürlich über einen versauten GND kommen können. Vor allem, wenn dieser in keinster Weise mit der Quelle verbunden ist. Über den PE kann sich alles möglich einschleichen. Wird nur sehr schwierig zu messen sein, wenn kein Differential-Verstärker zur Hand ist. Versuch doch mal den Eingangs GND mit verschiedenen Widerständen auf AGND zu ziehen, damit der wenigsten nicht rumdriften kann.
Alles was der Chip zum funktionieren braucht, muss im Rahmen des
Datenblattes stimmen. Prüfe das, anstatt zu vermuten.
Ist mehrfach geprüft
Wie sehen denn die Pegel und Flanken deiner SPI Kommunikation aus, sind
die wenigstens in Ordnung?
Wenn alles sauber läuft sehen auch die Flanken gut aus. Wenn die Werte falsch sind, kann ich die Flanken nicht messen, da nach anschließen des Oszis alles wieder funktioniert....
Da die zusätzliche GND Verbindung durch das Debug Kabel eine Rolle
spielt, dann muss an beiden Enden des Kabel ein unterschiedliches GND
Potential vorliegen. Das kann man prüfen und in Ordnung bringen.
Wenn die GND Potentiale doch gleich sind, dann ist es ziemlich
unwahrscheinlich, dass die GND Leitung deiner Debug Verbindung eine
Rolle spielt. Vielleicht denkst du das nur, aber in Wirklichkeit
beeinflusst die Verbindung noch etwas anderes. Es könnte z.B. sein, das
das diese Debugger Verbindung überhaupt keinen direkten elektrischen
Effekt hat, aber einen indirekten, wie dass mechanischer Druck einen
Haarriss auf der Platine schließt. Oder die Kommunikation verändert das
Timing.
Mechanische Probleme können hier ausgeschlossen werden (getestet an 10 Platinen) Es reicht den GND-Kontakt vom Oszi anzuschließen und schon läuft alles prima. Beim Debug Kabel reicht auch schon der GND vom Debug Kabel. Debuggen selber braucht man nicht.
Es reicht den GND-Kontakt vom Oszi anzuschließen und schon
läuft alles prima. Beim Debug Kabel reicht auch schon der GND vom Debug
Kabel.
Aha, es hängt also nicht nur an der GND Verbindung deines Debuggers. Forsche da weiter nach.
Bekommst du es stabilisiert, indem du GND oder AGND mit einem einfachen Draht direkt (ohne irgendwelche Geräte dazwischen) mit Erde (an der Steckdose) verbindest?
Verbinde GND der Schaltung über 1kΩ mit Erde. Wie viel Spannung (AC und DC) fällt an dem Widerstand ab?
Wiederhole den Test
a) mit dem Netzteil alleine (ohne deine Schaltung)
b) mit deiner Schaltung während sie aus Batterien versorgt wird
um herauszufinden, ob das Netzteil oder der Rest der Schaltung die Quelle dieses Fehlerstroms ist.
Jetzt bekomme ich wohl Haue hier, aber: Wie sehen die Messungen aus, wenn das Oszi an einem Trenntrafo, also mit schwebender Masse, betrieben wird? Wie sieht insbesonders der AIN1GND-Pegel bezogen auf AGND des ADC aus, wenn AGND nur mit schwebender Oszi-Masse verbunden ist?
Ich sage dir mal etwas, dass du wahrscheinlich nicht gerne liest, aber so ist es wirklich, ehrlich: Bei den Leuten, die keine Bilder zeigen wollen, ist es meistens so, dass die Bilder den entscheidenden Hinweis geben.
Wenn du zu viel zu verbergen hast, um dein Problem hier öffentlich und ernsthaft zu diskutieren, dann tue es nicht. Es gibt Firmen, die dir einen NDA unterzeichnen und dir dann helfen.
Ich sage dir mal etwas, dass du wahrscheinlich nicht gerne liest, aber
so ist es wirklich, ehrlich: Bei den Leuten, die keine Bilder zeigen
wollen, ist es meistens so, dass die Bilder den entscheidenden Hinweis
geben.
Wenn du zu viel zu verbergen hast, um dein Problem hier öffentlich und
ernsthaft zu diskutieren, dann tue es nicht. Es gibt Firmen, die dir
einen NDA unterzeichnen und dir dann helfen.
Nun ja, wenn ich keine Kabel zeige, dann weil es keine gibt....
Das Board hat ein eine 220v Stromversorgung die auf ein Meanwell Netzteil geht.
An den analogen Anschluss kann ein 3-poliges Kabel mit M8 Stecker angeschossen werden (da sieht man nichts) oder AIN1 wird mit AGND kurzgeschlossen (Ergebnis sollte dann 0v sein. Oder wir schließen eine 1,5V Batterie an die M8 Leitung an.
In allen Fällen ist das Ergebnis das selbe: falsche Werte bei manchen SOMs so lange kein ext. GND anliegt.
Der aktuelle Versuchsaufbau ist komplett ohne Kabel (außer der primären Stromversorgung des Gerätes)
Wenn's wieder gut ist, wenn das Oszi angeschlossen ist, bedeutet das, dass der GND floating ist, wobei ein Trenntrafo nicht wirklich Trenn- bedeutet. Der geht auf 115V gegen Erde. Was zeigt das Oszi, wenn du nur mit der Sonde misst, ohne GND anzuschliessen ?
Möchte wirklich irgendjemand der Anwesenden, dass solch ein ahnungslos zusammengefrickeltes Produkt auf dem Markt angeboten wird? Wenn schon bei solch eine trivialen Thematik der TE komplett auf dem Schlauch steht, ist doch davon auszugehen, dass die Schaltung auch an ganz anderen Stellen fehlerhaft sein wird und nur zufällig funktioniert.
Möchte wirklich irgendjemand der Anwesenden, dass solch ein ahnungslos
zusammengefrickeltes Produkt auf dem Markt angeboten wird? Wenn schon
bei solch eine trivialen Thematik der TE komplett auf dem Schlauch
steht, ist doch davon auszugehen, dass die Schaltung auch an ganz
anderen Stellen fehlerhaft sein wird und nur zufällig funktioniert.
Keine Sorge, da ist nichts gefrickelt. Heute liefen nochmal duzende Tests und ein Fehler auf dem Board/SOM konnte nicht gefunden werden. Allerdings haben wir festgestellt, dass durch die Sensorverkabelung Störfrequenzen bei der Messung entstanden sind. Diese waren nur indirekt nachweisbar, da durch den Anschluss irgendeiner Messapparatur die Störungen verschwanden/minimiert wurden.
Lösung: Verkabelung besser abschirmen/filtern. Entsprechende Tests zeigten eine 100% Erfolgsquote.
Vielen Dank für eure Unterstützung. Sie hat definitiv zum Ausschluss andere möglicher Probleme beigetragen.
Sieh' an, es lag also doch an der Verkabelung, die man nicht zeigen
wollte. Man wieder.
Ich gebe dir ja vom Grundsatz her recht. Aber bei unserem Aufbau hättest du wirklich nur ein dickes schwarzes Kabel gesehen mit einem M8-Stecker.
Die Störfrequenzen wären da nicht sichtbar gewesen.. ;-)
Trotzdem verstehe ich gut, was du meinst.
Keine Sorge, da ist nichts gefrickelt. Heute liefen nochmal duzende
Tests und ein Fehler auf dem Board/SOM konnte nicht gefunden werden.
Allerdings haben wir festgestellt, dass durch die Sensorverkabelung
Störfrequenzen bei der Messung entstanden sind. Diese waren nur indirekt
nachweisbar, da durch den Anschluss irgendeiner Messapparatur die
Störungen verschwanden/minimiert wurden.
Also doch gefrickelt.
Lösung: Verkabelung besser abschirmen/filtern. Entsprechende Tests
zeigten eine 100% Erfolgsquote.
Durch bessere Abschirmung der Leitungen holt man vielleicht die letzten paar dB an Signal-Störabstand heraus, aber die von Dir gezeigten ADC-Werte spielen in einer ganz anderen Liga. Die Schaltung und/oder der Aufbau selbst ist ziemlicher Schrott, weil da mit Sicherheit alle möglichen Filter und eine saubere Masseführung fehlen.
Keine Sorge, da ist nichts gefrickelt. Heute liefen nochmal duzende
Tests und ein Fehler auf dem Board/SOM konnte nicht gefunden werden.
Allerdings haben wir festgestellt, dass durch die Sensorverkabelung
Störfrequenzen bei der Messung entstanden sind. Diese waren nur indirekt
nachweisbar, da durch den Anschluss irgendeiner Messapparatur die
Störungen verschwanden/minimiert wurden.
Also doch gefrickelt.
Lösung: Verkabelung besser abschirmen/filtern. Entsprechende Tests
zeigten eine 100% Erfolgsquote.
Durch bessere Abschirmung der Leitungen holt man vielleicht die letzten
paar dB an Signal-Störabstand heraus, aber die von Dir gezeigten
ADC-Werte spielen in einer ganz anderen Liga. Die Schaltung und/oder der
Aufbau selbst ist ziemlicher Schrott, weil da mit Sicherheit alle
möglichen Filter und eine saubere Masseführung fehlen.
Ich verstehe Deine emotionale Aufregung und leite deinen Hinweis an Analog Devices weiter, von denen der Aufbau (inkl. Filter) stammt.
Die wissen sowas bestimmt gut zu schätzen.
Ich glaube dir nicht, dass Analog Devices dir die ganze Anlage samt Aufbau verkauft hat. Du bildest dir immer noch ein, dass nur die Teile auf dem Board relevant seien. Dem ist aber nicht so.
Hättest du Fotos gezeigt, könnte man dir wesentlich nützlichere Hilfe geben, als bisher. Wenn du selbst wüsstest, welche Infos nötig sind und was relevant ist, dann hättest du diesen Thread hier gar nicht begonnen, sondern das Problem schnell selbst beseitigt.
Nach deiner Erfolgsmeldung bleibt nun das ungute Gefühl, dass der Aufbau im Moment mit viel Glück funktioniert - in ein paar Wochen vielleicht nicht mehr.
Ich glaube dir nicht, dass Analog Devices dir die ganze Anlage samt
Aufbau verkauft hat. Du bildest dir immer noch ein, dass nur die Teile
auf dem Board relevant seien. Dem ist aber nicht so.
Leute! Ist gut jetzt. Was ich mir einbilde uns was nicht, weiß ich selbst am besten. Das über einen Forumspost einzuschätzen ist vorsichtig "gewagt".
Ebenso zählt zu den eher hellseherischen Kräften, wenn man eine Schaltung als Schrott bezeichnet, ohne diese je gesehen zu haben. Derartige Äußerungen sind sowohl unkonstruktiv als auch unprofessionell und haben hier m. M. nach nichts zu suchen. Entsprechend entgegne ich dem (oder auch nicht mehr).
Ich bedanke mich noch einmal für die vielen Tips und Hinweise und klinke mich dann mal aús diesem Thread aus.
Der Thread kann gerne geschlossen werden, oder für off topic Themen offen bleiben, für alle, die sich unbedingt noch abreagieren müssen (war bestimmt für viele ein anstrengender Tag)
Ich bin keineswegs "emotional aufgeregt", weil es nicht mein Projekt ist. Aber ich benenne Pfusch eben als solchen, auch wenn heutzutage nur noch weichgespültes Geschwurbel (sog. "wertschätzende Gesprächsführung") angesagt ist. Leider stehst Du mit der Schrottelektronik nicht alleine da. Immerhin besteht ein Teil meiner Kundenaufträge darin, solche Geräte dann zu untersuchen und Korrekturen zu erarbeiten. Und das führt in vielen Fällen eben auch zu einer ziemlichen Verärgerung unbelehrbarer Entwickler, die ihren Pfusch nicht einsehen wollen. In einem konkreten Fall hat der betreffende Entwickler sogar noch während der Abschlussbesprechung die auch von ihm selbst schon befürchtete Kündigung erhalten. Natürlich nicht von mir, sondern seinem Arbeitgeber.
