[debug001]_RC复位电路下冲问题探讨

---

---

一、问题描述

客户接了这样的一个RC电路，用作按钮开关。当按下按钮的时候，有几率把IC打挂了。IC进入不可知的状态，十分奇怪。

---

二、复位电路波形

复位电路从波图上其实有2个容易发生问题的点，一个是抖动，另一个是下冲。

1.抖动问题

通常几十μs到几十ms之间，接触不良引起的。

物理按键按下瞬间波图：

物理按键弹起瞬间波图：

整体波形长相：

通常抖动不会引起IC的异常，没有往这方面考虑。

2.下冲问题

客户提供的波图，没有异常的。非常标准的，又是理想的波图。

但是这边应当注意到此时示波器的采样率极低仅有10ksps，存储深度极低10k，看的出来这是一台泰克的而且有统计功能的中端windows界面的示波器。这种采样率下看不到波形的细节。

三、定位故障

在与资深member讨论了，这个GPIO靠近IC内部的bonding pin，很有可能这个复位信号干扰到了另一个bonding pin，导致IC进入测试mode。
而这种干扰通常发生在波形跳变的时候对邻近线的影响。

1.下冲波形整体与细节

如果需要查看波形细节，必须缩小时基，让示波器进入一个高的采样率，以采集波形细节。这样采得信号整体如下图所示：

当我们打开波形下冲的细节时，发现了一个非常严重的下冲：

最终实验证实这个下冲就是罪魁祸首，而且超过了IOPAD SPEC规定的振幅。

四、原理描述

1.RC button电路及其等效模型：

这边是将C1用等效模型展开，当初定位bug的时候展开了，后来发现并不是电容的问题。

正解：考虑K1开关所引入的寄生电感L2与C1、R3，在环路loop1内形成的RLC谐振。三者参数均会影响下冲幅度，频率。

五、下冲消除方法实验

采用客户的RC button电路的R1、C1值，改变M0、M1节点处的阻尼电阻R5，测RC button波形。

1.改变电阻R5的阻值

1.C1=100 nF，R1=4.7 K，R5=0 ohm

2.C1=100 nF，R1=4.7 K，R5=1 ohm

3.C1=100 nF，R1=4.7 K，R5=33 ohm

4.C1=100 nF，R1=4.7 K，R5=100 ohm

2.实验总结

随着阻尼电阻R5的提高，下冲缩小，IC不再进入异常mode。

这边直接给出实验阻值供参考，实测 1 ohm的电阻即可解决下冲问题。

六、为什么是概率性的故障

客户反应这个按钮按下去不一定能trig到故障，这边直接给出解释：
开关按下接触电阻不同，对谐振的阻碍效果不同，有的下冲大有的下冲小。

我们看下2次按键下冲的波图：

理由：下图2次谐振频率未改变，证明寄生参数L与C没有改变，仅有接触电阻变化。

---

欢迎关注我的公众号：沈土豪的书屋