摘要：即便正常状况下，传感器和扩大器间也或许呈现毛病，该毛病或许是由过错运用、所在的运用环境、低品质的组件或其他原因引起的。本文将介绍常常发作的毛病类型，并举例阐明这些毛病是怎么导致过错的丈量成果。分立式计划能够检测这些毛病，但会影响体系的功能。本文将给出外表扩大器的毛病检测电路以及各毛病的检测办法，别的还会说到一种检测毛病的自我测验程序。文中最终还将评论选用分立式计划检测毛病时对体系功能的影响。
LMP8358的片上毛病检测特性简化了产品设计过程中的FMEA（毛病形式和影响）剖析。毛病检测也使体系设计者能够为终端用户供给更多价值。终端用户可确保他们的设备体系在运转中不会发作毛病，假如的确发作了毛病，修理技术人员可获得重要信息以协助排除毛病，这将大大缩短设备修理的时刻。
运用外表扩大器的传感器或许在传感器与扩大器之间发作一系列毛病。这些毛病或许发作在4个点上，如图1所示的A、B、C、D。A点或许发作的毛病是电源和电桥之间开路或许衔接情况恶化使电桥和电源之间发作电阻。相同的毛病也会发作在电桥和接地之间的B点上。C点和D点则或许发作如下毛病：即电桥和扩大器之间开路，衔接情况恶化使电桥和扩大器之间发作电阻，对电源短路或对地短路，别的一种或许则是C点和D点之间短路。
图1 潜在毛病区域
这些毛病都影响体系的功能。
例如，正常运用时，假如电桥没有应变，扩大器的输入则应为V+/2。假如输入在C点和D点短路，扩大器的输入仍是V+/2。可是当电桥应变时，扩大器输入端将不再呈现电压差，每路输入电压都将保持在V+/2。该毛病可用如下办法检测：在C点注入小电流，之后丈量压降。假如没有短路，扩大器会测出电桥内电阻上的压降；假如在C点和D点短路，压降就会十分小。
上面所列的每种毛病都可用下列三种办法之一进行检测：
1. 丈量外表扩大器输入引脚处的电压（不是外表扩大器输入处的差分电压）；2. 注入电流，之后在外表扩大器输入引脚处丈量电压；3. 注入电流，之后在外表扩大器输入引脚处丈量差分电压。
表1给出了每种毛病及其相应的检测办法。例如，假如B点的衔接开路了，外表扩大器的两个输入端电压都会被拉到V+。经过丈量外表扩大器的一个输入，只需该输入的共模电压不是预期的V+/2，就阐明的确发作开路了。
表1 毛病列表
图2 毛病电路框图
这些毛病能够在外表扩大器输入端运用分立电路来进行检测。独自运用外表扩大器则不能检测出这些毛病，由于正常运用时外表扩大器是用来丈量差分输入电压的，而不是每个引脚处的电压。当运用分立电路时，需求留意几点。首要，添加分立电路会添加寄生走漏和电容。它们会影响外表扩大器的功能。其次，检测办法需求与毛病电路进行通讯，并在需求时将其移出或移入体系。第三，假如外表扩大器用来检测毛病且毛病共模超越了外表扩大器的输入共模电压规模，读数将不再精确。此刻需将输入拉回到外表扩大器的输入共模电压规模内。
美国国家半导体（ N S ） 的LMP8358是一款含有内置毛病检测电路的外表扩大器。该电路不影响元件功能，且当超越输入共模电压规模时仍可检测电压。
LMP8358包括三个部分： 一个外表扩大器、一个答应用户设定内部寄存器（ 它设定扩大器的状况）的操控模块和一个毛病检测模块。毛病检测模块包括一个可注入电流的电流源、一个在外部输入引脚和内部外表扩大器输入引脚之间的多路复用器和一个能够刺进到信号途径中的50分频模块。内部寄存器能够操控毛病检测特性，设置增益和扩大器补偿，及发动省电和零校准状况。LMP8358内部寄存器和外部主机之间运用SPI总线（串行外设接口总线）进行通讯。毛病检测电路的简化暗示图如图2所示。
接下来的比如阐明晰毛病检测电路是怎么作业的。
假如图1中B点断开，点C和点D的电压都为V+，这超出了LMP8358的输入共模电压规模，在+5V供电的情况下后者为- 0.1V < CMVR < 3.6V。
假如LMP8358内部寄存器装备为运用多路复用器的第5路（如图2），那么外部+IN引脚处的输入电压就需除以50，从而使输入回到内部外表扩大器的共模电压规模内。内部外表扩大器的负输入将连到电源负极。外表扩大器增益设为50，输出就表明了外部+IN引脚处的电压。如图3所示。
图3 电桥底部开图
别的一个比如是图1中的C点开路。外表扩大器输入的起浮会引起输出起浮。该毛病可经过下列办法检测：将50分频模块刺进信号途径，增益设为50，然后在输入引脚处注入电流。如前例，50分频模块将确保输入在外表扩大器的输入共模电压规模之内。电流会使输入拉高到V+，输出也为V+，图4暗示了这种设置。
图4 开路输入
毛病检测电路还可用来确认体系状况。例如，在体系上电的时分就须查看体系。能够在固件中写入程序，它经过运转毛病设置，检测出或许的毛病，然后将LMP8358的输出与一个表格进行比照，最终指示体系是可用仍是存在问题。假如存在问题，该程序相同会使修正愈加简单，由于它能够奉告现在呈现了什么问题。表2给出了一系列的数据，能够用来确认体系是正常作业仍是存在问题。
表2. 发动程序值
榜首行标有“ 无毛病”，表明LMP8358输出运用了8种测验设置，而体系并无毛病。前两项设置都是正常运用设置，接下来六个都是毛病检测设置。留意到该表给出的值都与电桥有大约4mV的违背。
0000h设置将其扩大了10倍到40mV输出，而0003h则扩大了100倍。榜首行余下的值则是六个过错测验下的典型值。表中2~14行框中粗体字的值是在特定毛病下LMP8358的输出。例如，假如+IN引脚短路到V+（第7行），当LMP8358寄存器设为0082h时输出即为V+。
发动时， 程序会运转这8 项测验。假如输出值接近于榜首行所列的值，那就证明没有毛病。假如2~14行中粗体字表明的值呈现在输出端，就阐明呈现毛病了。终端用户也能够经过自我测验选项来完结该项测验。
