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INA301: 对于电流检测类的放大器,一般芯片内部集成了增益电阻器,使得运放的增益是一个固定值,那对于这类运放的增益有没有明确的定义呢,计算增益时需要考虑实际输入端的差模输入电压误差吗?

Part Number: INA301

TI 工程师,您好,我有一个困惑,希望可以得到你们的帮助:

对于电流检测类的放大器,一般集成了增益电阻器,使得运放的增益是一个固定值,那对于这类运放的“增益”有没有明确的定义呢?

100倍固定增益的放大器,如不考虑输入端差模输入电压误差时,计算增益直接用输出电压值除以差模输入电压值(VOUT/VDM),如果在输入端有很小的串联电阻,

由于电阻不完全匹配,此时偏置电流作用在于IN+和IN-两端串联电阻上,会造成较大的输入差模电压误差,也就是增加了较大的额外的失调电压,实际上应该VOUT=(采样电流*RSENSE + Vos)*Gain,

此时若不考虑Vos,直接用VOUT/VDM(VDM为采样电阻电压)可能就没有100倍了。且随着输入串联电阻越来越大,增益越来越远离100倍。计算增益时需要考虑实际输入端的差模输入电压误差吗(也就是说采样电阻两端电压和芯片近端的差模电压是有误差的)

  • 您好,

    下周一我会具体看下您的问题,很抱歉对您造成不便。

  • Hi Myron,

    很抱歉现在才回复您

    这类运放的“增益”就是运放输出电压与两输入管脚差分电压的比值。因此如果在输入端引入了很小的串联电阻,那么运放的输入将是被采样电流在采样电阻Rshunt与此串联电阻Rs上产生的电压Vshunt。这相当于运放的输入引入了误差。运放的增益不变,输出会因输入引入误差而改变。

    计算增益时需要考虑实际输入端的差模输入电压误差吗(也就是说采样电阻两端电压和芯片近端的差模电压是有误差的)

    如上所述,这是输入引入了新的误差,不是增益误差,当然增益本身也存在误差,如下截图所示:

    误差还包括输入失调电压,非线性误差,PSRR引入的误差、CMRR引入的误差等,这些参数不同的芯片其值是不同的,datasheet 给出了典型值和最大值。因此您可以计算由此测量芯片引入的最大误差,判断下是否满足您的测量精度要求,如果不满足设计需求,那么需要考虑其他更高精度的测量芯片。

    由于电路设计引入的串联电阻,如果这个电阻是未知的,那么也是误差,设计时应尽量避免,计算总误差也需考虑进去。如果这个串联电阻是已知的,那么可以将此考虑为Rshunt电阻的一部分。

  • 明白了,太感谢了!