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STM32G431 内部VREF电压基准抖动不稳定

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vector1 提问时间:2023-7-25 16:02 / 未解决

使用官方NUCLEO-64开发板,仅配置基本功能,使用内部2.9v电压基准,测量电压基准在稳定一段时间后会有无规律跳动,电压基准抖动是芯片自身的问题还是开发板的问题,使用其他开发板也是会有同样的问题,有大佬遇到过同样的问题吗可以帮忙解答一下吗?

收藏 评论19 发布时间:2023-7-25 16:02

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19个回答
yxxh130 回答时间:2023-7-31 08:44:28

xmshao 发表于 2023-7-28 13:02
!(data/attachment/forum/202307/28/130138bcjk0d9jxkjj1zkk.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7Cim ...

[md]这个参数表指的是初始精度偏差,由于器件生产中的离散性,每个电压基准在生产出来之后,都不可能正好是预想值,而是在预想值附近一定范围内, 所有厂家电压基准都是这样,好而贵的电压基准批量初始偏差小,温漂小,但楼主所说的不是指初始偏差而是跳动,因为一个器件被生产出来之后,他的初始偏差就基本是个定值,而且是个稳定值,即稳定的偏大或者偏小,这个是可以通过整个系统最终的出厂校准校正过来的,但是跳动不应该是电压基准所应有的。因为无规律的跳动无法通过校正或其它方法解决。

我手上的开发板测试情况和楼主是一样的,开发板上LDO和TL431这两路电压非常稳定,只有几十uV的波动,而内部电压基准不论选择2.9V还是2.5V,均在稳定几秒到几十秒后就像人抽筋一样,向上或向下跳变零点几到几mV,然后又慢慢恢复,毫无规律,已排除电源干扰、测量误差等,因为同样的设备方法测量另两路就非常稳定,纹丝不动,只是在用风枪加热时温漂大一些;更换各种类型和容量的基准外接电容也没用。

另外内部电压基准在参数上完全比TL431好,为什么还要外置431的基准电路呢,那不失去它存在的意义了吗,还有之前版本数据手册上电压基准是2.95V,新版手册上标的是2.9V,难到这里有厂家没有解决的BUG吗,求官方解答。也请其它各种大佬也仔细测量一下看。

yxxh130 回答时间:2023-7-28 17:14:58

xmshao 发表于 2023-7-28 13:02
!(data/attachment/forum/202307/28/130138bcjk0d9jxkjj1zkk.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7Cim ...

[md]这个参数表指的是初始精度偏差,由于器件生产中的离散性,每个电压基准在生产出来之后,都不可能正好是预想值,而是在预想值附近一定范围内, 所有厂家电压基准都是这样,好而贵的电压基准批量初始偏差小,温漂小,但楼主所说的不是指初始偏差而是跳动,因为一个器件被生产出来之后,他的初始偏差就基本是个定值,而且是个稳定值,即稳定的偏大或者偏小,这个是可以通过整个系统最终的出厂校准校正过来的,但是跳动不应该是电压基准所应有的。因为无规律的跳动无法通过校正或其它方法解决。

我手上的开发板测试情况和楼主是一样的,开发板上LDO和TL431这两路电压非常稳定,只有几十uV的波动,而内部电压基准不论选择2.9V还是2.5V,均在稳定几秒到几十秒后就像人抽筋一样,向上或向下跳变零点几到几mV,然后又慢慢恢复,毫无规律,已排除电源干扰、测量误差等,因为同样的设备方法测量另两路就非常稳定,纹丝不动,只是在用风枪加热时温漂大一些;更换各种类型和容量的基准外接电容也没用。

另外内部电压基准在参数上完全比TL431好,为什么还要外置431的基准电路呢,那不失去它存在的意义了吗,还有之前版本数据手册上电压基准是2.95V,新版手册上标的是2.9V,难到这里有厂家没有解决的BUG吗,求官方解答。也请其它各种大佬也仔细测量一下看。

yxxh130 回答时间:2023-7-28 17:10:36

xmshao 发表于 2023-7-28 13:02
!(data/attachment/forum/202307/28/130138bcjk0d9jxkjj1zkk.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7Cim ...

[md]这个参数表指的是初始精度偏差,由于器件生产中的离散性,每个电压基准在生产出来之后,都不可能正好是预想值,而是在预想值附近一定范围内, 所有厂家电压基准都是这样,好而贵的电压基准批量初始偏差小,温漂小,但楼主所说的不是指初始偏差而是跳动,因为一个器件被生产出来之后,他的初始偏差就基本是个定值,而且是个稳定值,即稳定的偏大或者偏小,这个是可以通过整个系统最终的出厂校准校正过来的,但是跳动不应该是电压基准所应有的。因为无规律的跳动无法通过校正或其它方法解决。

我手上的开发板测试情况和楼主是一样的,开发板上LDO和TL431这两路电压非常稳定,只有几十uV的波动,而内部电压基准不论选择2.9V还是2.5V,均在稳定几秒到几十秒后就像人抽筋一样,向上或向下跳变零点几到几mV,然后又慢慢恢复,毫无规律,已排除电源干扰、测量误差等,因为同样的设备方法测量另两路就非常稳定,纹丝不动,只是在用风枪加热时温漂大一些;更换各种类型和容量的基准外接电容也没用。

另外内部电压基准在参数上完全比TL431好,为什么还要外置431的基准电路呢,那不失去它存在的意义了吗,还有之前版本数据手册上电压基准是2.95V,新版手册上标的是2.9V,难到这里有厂家没有解决的BUG吗,求官方解答。也请其它各种大佬也仔细测量一下看。

USALCD 回答时间:2023-7-25 19:48:05

你用电池供电看一下是否有改善,有可能是电源纹波大

vector1 回答时间:2023-7-26 09:22:23

USALCD 发表于 2023-7-25 19:48
你用电池供电看一下是否有改善,有可能是电源纹波大

使用过电池测试过还是有这种现象,电压基准还是会在稳定一段时间后无规律抖动,还是内部电源基准的稳定度不够只能用外部电压基准吗?

butterflyspring 回答时间:2023-7-26 12:09:58
剛好有这个板子测试了一下,很稳定的电压。楼主可以参考下面的配置,另外量测时要注意拿掉JP8这个跳线。
STM32G431 VREFBUF.PNG STM32G431VERFBUF2.PNG
xmshao 回答时间:2023-7-26 14:40:10
你是说使用内部的VrefBUF作为ADC的基准电压对吧。


它的确也有2.95v那一档。我拿片内的两个内部待测信号


进行ADC测量,经过大半天的长时间测试观察,数据很稳定,波动也就2个单位上下。


说明基准是非常稳定的,完全没有发现无规律跳动。


顺便提醒下:
1、不是所有封装都支持VrefBUF的输出做为模拟参考电压;
2、使用Nucleo板的话,使用内部Vrefbuf做基准的话,把JP8跳线断开,平常是默认外接Vref的。
vector1 回答时间:2023-7-26 18:31:04

xmshao 发表于 2023-7-26 14:40
你是说使用内部的VrefBUF作为ADC的基准电压对吧。</p>
<p>

G431新版手册上不是2.90v的电压基准吗?你是用台表测量的吗?在只开启debug和外部晶振,我在用台表分别测量开发板上的几个电压基准TL431和3.3vldo输出的电压都是稳定的,是0.0几mv的抖动,非常稳定,测量内部电压基准电压不稳定,无规律跳动,如电压会从2.8931v,突然跳变到2.8955v,有时又会跳变到2.8913v,时间间隔大约10几秒到几秒的时间,电压基准就会抖动一下,排除供电和外设的影响后,测量内部电压基准仍有上述情况。

vector1 回答时间:2023-7-26 18:37:00

测量手上G071的官方NUCLEO-64开发板,电压基准也存在这样的问题,电压基准2.5v,初始精度还是比较高,温漂也比较稳定,就是会无规律电压基准突然有几个mv的抖动

xmshao 回答时间:2023-7-27 14:06:18
嗯,2.95是我误写了。三档,2.048v,2.5v,2.9v.


我是根据adc结果来验证基准稳定性的,没有直接去量它。


关于Vrefbuf的输出范围,在数据手册的VREFBUF characteristics有介绍。
正常模式下,波动范围很小的,正负4个mv。 在这个范围的抖动属于正常。


如果应用不接受这个抖动,就不要选它做模拟外设的基准参考。


还要提醒的是,若你希望要稳定的2.9v输出,注意VDDA不得低于3.135,。否则,
2.9v时Vrefbuf输出精度不保证。即对于不同Vrefbuf输出,对VDDA也是有要求的。
xmshao 回答时间:2023-7-27 17:24:29

vector1 发表于 2023-7-26 18:37
测量手上G071的官方NUCLEO-64开发板,电压基准也存在这样的问题,电压基准2.5v,初始精度还是比较高, ...

[md]如果测量没问题的话,抖动在4mv以内属于正常。

数据手册也有描述的。

butterflyspring 回答时间:2023-7-27 17:28:16
通常测量毫伏级别的小信号,测量方式很重要,需要首先检查一下量测方法。长的连接线会耦合进来噪声,看起来电压无规律的变化。切忌用下面的方法量测小信号。
STM32 G431 VERBUF measure.PNG




yxxh130 回答时间:2023-7-28 08:24:54

xmshao 发表于 2023-7-27 17:24
如果测量没问题的话,抖动在4mv以内属于正常。</p>
<p>数据手册也有描述的。

[md]请问具体在手册哪里呢,如果初始电压偏差是可以接受和理解的,但在使用中的4MV的突然电压跳动那没法用了,会导致ADC采集一直在波动,那这说明电压基准有问题啊,看手册上初始电压精度和温漂指标都不错,到头来还不如431稳定,那么他存在的意义是什么,另外官方的开发板上为什么还加了一路431的电压基准,手册上内部电压基准在参数上都比431高,那就没有431存在的必要啊,难到这是厂家没有解决的BUG,还有最初版手册上标的电压基准是2.95V,新版是2.90V。求官方的解释啊!

yxxh130 回答时间:2023-7-28 08:43:47

butterflyspring 发表于 2023-7-27 17:28
通常测量毫伏级别的小信号,测量方式很重要,需要首先检查一下量测方法。长的连接线会耦合进来噪声,看起来 ...

我测试也同楼主一样,已排除测量而导入干扰,因为同样的仪器和测量方法,在测量LDO和TL431这两路电压基准的时候非常稳定,多长时间都没有出现无规律的跳动,几十uV的波动,只不过在用风枪加热时,温漂比较大,而在测内部电压基准时,初始精度很高,但就是像抽风似的,几秒到几十秒钟来个抽动一下,然后又慢慢恢复,就像人抽筋。

xmshao 回答时间:2023-7-28 13:02:09

yxxh130 发表于 2023-7-28 08:24
请问具体在手册哪里呢,如果初始电压偏差是可以接受和理解的,但在使用中的4MV的突然电压跳动那没法 ...

[md]image.png

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