放大器测量板的扭曲（不幸的是！）

好吧，这是一个强项，尽管相当简单。有没有人有过扭曲电路板的经验？

我们的电路板设计可以测量称重传感器。我们终于找到了系统精度故障直到放大器IC。当我们扭曲电路板时，放大器IC会改变其输出。

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添加RM：

电路：

数据表在这里

根据数据表p15，增益为100,000 / R7 =〜454.5。

从4个角扭转电路板时，我得到+ 80mV的电压。我使用了用汽车钥匙来解锁汽车的扭曲程度。当我扭转时我得到-80mV。扭曲量与输出电压的变化成正比。

另外，如果我将典型的铅笔压力施加在IC顶部，我会得到+ 20mV。这是靠近引脚1的IC最敏感的角落。

为了隔离放大器电路，我已经将其输入短路并与其他电路断开连接，以便您在图中看到的就是我们正在测试的内容。

我被卡住了。什么物理原理会导致这种情况？我该如何预防？

笔记：

1. 这是系统故障，而不是单板故障。它发生在我们所有的董事会上。
2. 我尝试重新焊接图钉。那不是问题。
3. 不是增益电阻R7。我将其放在长引线上以分别测试其扭曲。扭曲它没有任何区别。
4. 电阻器R7为220欧姆，等于456的安培增益
5. 电源轨AVdd的电压稳定在3.29V
6. 该IC是行业标准AD623ARM（uSOIC封装）
7. 对于那些确实必须看到它的人，这里是董事会-尽管我担心它会引起更多的红鲱鱼而不是答案：

对于高精度电路，需要考虑类似这样的已知影响。热梯度还可能产生不利影响，跨应力或沿应力方向的组件方向以及热梯度等。

当然，我们必须做一些猜测，因为我们无法神奇地知道包装中的内容。但是有根据的猜测是，管芯要么是共晶粘结的，要么是非常牢固地胶合到封装腔体的底部。小型SOIC封装非常不顺应（即，刚性），因此应力直接传递到封装的模腔底部，然后通过管芯附着到Si衬底中。应力会通过影响电子/空穴迁移率而对硅性能产生不利影响，并且硅具有已知的压电电阻（通过类似的晶格变化效应）。

实际上，英特尔使用局部应力来提高某些过程节点上PMOS晶体管的性能。在计算机上布置精密电路时，建议在Si中的灵敏放大器上没有金属层，以免对晶体管造成不利影响。（但这是一个匹配的问题）。

为了检验假设：我建议拆下放大器的焊锡，然后连接短接的PTH（电阻会起作用），以将封装从PCB上抬起，从而应力不会传递到封装中。一旦弄弄了这个然后重新启动它。您应该看到更改，因此需要进行验证。将新的“腿”用作合规成员。或者，如果您想真正带走，请使用焊锡编织。

解决方案？相同零件的DIP版本将不会有太大的问题，因为引线是合规的。在这种情况下，可以使用在包装下使用顺应性的导热胶来散热。

您还应该将电路板设计视为一个重要因素。也许运行加劲肋（在现有设计中）作为测试将有助于消除/研究该问题。我只想看看FR4的环氧硬板（边缘）。

您在运算放大器上获得了相当大的收益。您看到的80mV相当于输入上的100uV！您所做的任何在输入上增加0.1mV的操作都会解释您的观察。即使只是在错误的地方触摸电路板也可能会这样做。

简单的答案是“不要扭曲董事会”。以一种不是问题的方式安装它，也许只需一个角落即可。

我很好奇。您看到的是静态问题还是动态问题？安装电路板是静态的，不应随时间而改变。当您扭动电路板时，所看到的输入失调（如果是这样的话）在此增益下在AD623的规格范围内。如果此处的输出静态STATIC为80mV，则说明您使用了错误的芯片。这并不是说您期望机械干预会改变输入失调，当然，仅此IC会期望达到这种大小的静态失调。

其他一些答案也有很好的建议，但这里还有一个。当我听到物理压力正在改变电路的性能时，我立即怀疑电路板上的电容器。众所周知，电容器对压力敏感，并且由于压力或振动，电容器很容易将信号感应到精密电路中。

但是，您绘制的电路在应该能够执行此操作的位置没有任何电容器。

这使我认为您的电路中有一些电容器尚未绘制。

我想到的是放大器输入（引脚2和3）与附近任何电源或接地层之间的寄生效应。通常的做法是在这样的精密电路中，将电源和接地层中的开口置于任何高阻抗节点下方。对于AD623，输入具有大约2 Gigohm的等效输入电阻，并且您还将对那些引脚上（差分）感应的任何信号施加高增益。

如果您没有从AD623输入引脚（及其连接的任何铜线）下方切断电源/地，则电路板应力将改变寄生电容的值，从而导致电荷四处移动，我可以想象这会产生您看到的一种偏移信号。

考虑到您正在测试输入引脚短路的情况，这种假设不太可能正确，但是如果其他问题没有得到证明，我会进行检查。

好，让我总结一下。关于“应变仪效应”或硅应力对迁移率的影响的答案似乎是正确的。应力对输入的影响乘以放大器的增益。

我已经从板上完全拆下了包装，并通过将引线连接到面包板的方式在没有板的情况下对其进行了测试。单独施加在芯片上的压力仍然具有相同的效果。

我的进一步测试表明，我使用的uSOIC封装（比压力更敏感）比DIP封装差10倍左右（对压力更敏感）。这与uSOIC零件的数据表中指定的差异一致。我认为我可以在下一块板上使用标准的SOIC。

我的一些朋友提供了以下两个答案，供我参考：

[格雷格·鲍尔（Greg Bauer）]：我想知道这是否是由于IC的变形（毫无疑问，您是在想），从而导致了放大器前端硅片中的等效压力表或应变表反应。由于放大器将具有自己的差分输入，因此任何影响该输入不平衡的因素都会导致输入失调电压产生变化，然后将其放大（通过开环增益？），然后放大至输出。

我可能需要再考虑一下。

我知道，在半导体是岩石和恐龙的昔日时代，如果您在2N3055或LM301运算放大器中对硅片施加压力，您会得到一些有趣的效果-实际上，声波指向LM301老式金属罐取下盖子后，拾音器会像非常非常差劲的麦克风一样拾音（早在1976年就在使用这些运算放大器）。

[加里·安德森（Gary Anderson）：听起来像您将放大器用作应变仪。当您扭曲电路板时，您还将扭曲放大器管芯，这将导致放大器内的电阻发生轻微变化。80mV摆幅在该器件的规格范围内。（200µV输入失调电压乘以454 = 90mV。）

您在应用中是否有弯曲板的问题？如果是这样，您可能需要在电路板上布线插槽以减轻敏感部分的压力。最好不要弯曲板子。

您不能期望对电路图中配置的AD623进行明智的测试。尽管输入短路在一起，但它们仍需要能够将其各自的输入偏置电流“释放”到地：-

我并不是说您的实际工作电路在这方面有问题-只是您的测试设置。但是，如果您的“适当”电路没有可以消除这些偏置电流的组件，那么您将遇到此类问题。