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[参考译文] INA149:差分输入电压范围

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: INA149
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1486545/ina149-differential-input-voltage-range

器件型号:INA149

工具与软件:

您好、TI:

我们在电路中使用 TI INA149、见下文提到、我需要有关最大差分输入范围的建议。 我们使用这个具有3V 至大约6V 差分输入电压的电路还可以、但是我们想在差分输入电压为22.5V 的情况下使用它。 是可能的
 
数据表指出差分输入电压比电源轨高1.5V、但我看到 PG -13的说明、关于将内部应用器的输入保持在电源电压的1.5V 范围内。

使用等式 VOUT =(+IN)–(–IN)+ 20 × REFA–19 × REFB、我填入下面原理图中的值、以22.5V 的输入我得到7.3V、内部放大器的输入会远低于1.5V。

在该应用中、这是否是可行的解决方案?

谢谢你

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    嗨、Karl、

    这里需要考虑两个增益。 有共模增益和差分增益。 共模将衰减20、这使输入保持在线性工作范围内、但是、差分增益为1。 因此、如果您要在输入端输入22.5V 的电压差、您将需要22.5V 输出。

    但是、您现在会遇到放大器的输出限制。 输出不能超过电源轨(实际上、它也必须保持在电源轨的1.5V 范围内)。 在您的设计案例中、您必须保持在-1.5V < Vout < 8.5V 的范围内、或者增加电源电压才能支持22.5V 的输出电压。

    此致!
    Gerasimos

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    您好 Gerasimos、  

    感谢您的答复。 我想我理解您的回答、然而我使用 RefB 输入来抵消22.5V 差分、小心看、我得到0.8V 电压。 使用数据表中的公式、我得到:

    VOUT =(+IN)–(–IN)+ 20 × REFA–19 × REFB
    VOUT =(22.5V)–(0V)+ 20 × 0–19 × 0.8V
    VOUT = 7.3V

    我是否有误解?

    谢谢你

    此致

    Karl

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    嗨、Karl、

    抱歉、我漏掉了0.8V 基准。 正确、这就像电压的加权加法器、并使输入 CM 和输出保持在有效范围内。

    Vout 公式可以将放大器视为加权求和电路。 除此之外的唯一一点是检查输入 CM 是否在有效 CM 范围内、该范围由差分放大器的 IN+和 RefA 定义。 IN+ CM 将由输入分压器设置、随后将尝试通过 IN-上的加权求和电路强制达到该电压。 如果这已经很明显、可以随意忽略。

    检查输入共模电压和输出电压有效性的另一种快速方法是使用输入/输出校验器工具。 该设计 可从产品页面上下载并可在 TINA-TI 中进行仿真

    此致!
    Gerasimos

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    感谢 Gerasimos 的解释和示例。

    我还想看看当 IN-处为45V、IN+处为22.5 V 时会发生什么情况、但我不了解如何设置 VCM 值。 你能向我解释一下吗?

    此致

    Karl

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    嗨、Karl、

    Vcm 是两个输入电压(33.75V)间的中点、而 Vdiff 为-22.5V 电压差分、其原因是 IN-高于 IN+。

    即使电路显示"不要触摸",它只是一个文本框,而不是法律:)。 您可以删除电压差分电路(VCVS5、6、7和8)、然后根据需要重命名 VCM 和 VDIFF 并将其连接到不同的节点(请参阅下面的示例)

    IN+端22.5V 可提供22.5*19k/399k (IN+分压器) 1.071V 的输入共模电压。 现在、INA149将尝试在标记为 VM 的节点处强制施加1.071V 电压。 为此、当 VM 为1.071V 时、流经连接到放大器 IN-的每个电阻器的电流必须总和为0。

    IN-上380k 电阻器两端的电流将为(45-1.071)/380k = 115.6uA、来自 RefB 的电流将为(0.8 - 1.07)/19k =-13.57uA、因此放大器输出需要 从 VM 节点灌入115uA - 13.57uA (102.03uA)。 将其转换为电压、Vout 需要为(Vout - 1.07)/380k =-102.03uA。 求解 Vout 时、您将得到 Vout 所需的-37.7V 输出电压。 这远低于 V-电压、并且是无效输出。 交换输入、使 IN+为45V、IN-为22.5V

    交换这些输入后、您会得到有效的输出、输入共模电压现在为2.14V、Vout 必须为7.3V 才能在 VM 节点上强制为2.14V。

    请告诉我这种解释是否合理、或者我是否有任何其他方法可以帮助您!

    此致!
    Gerasimos

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    你好,再次 Gerasimos 和谢谢你这么多!

    您似乎主动意识到我问错了问题->"交换输入、以便 IN+为45V、IN-为22.5V"

    你是第二张图片、正是我要问的。

    您已经回答了我的所有问题。

    此致