MSP430FR6043超声波传感设计

1.前言

最近项目设计了一个超声波传感器 参考TI官方的板子EVM430-FR6043搭建的电路 EVM430-FR6043评估模块是一个用于评估MSP430FR6043 MCU性能的开发平台。

MSP430FR6043 MCU是一款超低功耗器件， 集成了超声波感测模拟前端 用于精确地进行超声波测量。

专为超声波水表、热量计和燃气表而设计， MSP430FR6043 器件采用低功耗加速器 (LEA)， 可实现基于高速 ADC 的信号采集以及后续优化数字信号处理， 为电池供电型计量提供了一款超低功耗、高精度的计量解决方案 应用。

硬件功能： （1）板载分段LCD  （2）板载eZ-FET仿真电路，实现编程和调试 （3）USB供电和外部电源装置  （4）提供连接器，可与不同类型的传感器连接 （5）通过BoosterPack接头连接外板（I2C、SPI、UART和GPIO） 和射频通信模块

板子图如下：

2.遇到问题

现在遇到的问题是， 设计的PCB和官方提供的两个原理图完全相同， 两块板都有相同的固件（USS_02_30_00_03）和配置参数 使用超声波传感设计中心（气体模式）加载。

在两块板上都启用了 5VTX） 在 EVM 和我的定制板（使用相同的 200kHz 传感器）之间进行对比测试， 同样的测试条件发现不同的 ADC Capture 波形。

图 1. 配置参数（EVM 和定制板）

图 2. EVM430-FR6043 ADC 捕捉

图 3. 定制板 ADC 捕获

图 4 定制板驱动器和模拟前端（复制自 EVM430-FR60430） 

现在要找到问题， 为什么我的 ADC Capture 信号和官方的板子差那么多？ （在示波器的帮助下分析了我设计的板子，我一直没能找到问题所在） 我总共焊接了4块板子， PCB是一个 4 层板（模拟 GND 是内部 1）， 所以走线大多很短。

然而，两个电路的布线并不完全对称，并且总长度也不完全相同。 但是为什么 ADC 捕获的波形有如此大的差异？

3.问题分析

首先我认为不同长度的走线应该不是根本原因， 不对称的走线会导致两个波形在零流量时不重叠，但不会导致如此糟糕的波形。

通常，此波形可能在 MCU USS_IN 引脚上有一些未知电容。 经过检查原理图，终于发现错误了。

CH0_IN 耦合电容（我原理图中的 C38）不是 1nF。 也许是 100nF。 换了那个电容一切正常。 确定是这个电容导致信号出现的畸变。