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[参考译文] INA240：电流感应放大器-一般问题

admin
Guru**** 2382480 points
Other Parts Discussed in Thread: INA240, THS4551, OPA320
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/1490146/ina240-current-sensing-amplifiers---general-questions

器件型号：INA240
主题中讨论的其他器件： THS4551、 OPA320

工具与软件：

您好！  

在许多参考设计或应用手册中 使用了术语"最小可检测电流"或"最小感应电流"、例如 SBAA243A。 这主要与所用 CSA 的 Vos 有关、对我来说有点令人困惑。

让我们考虑一个 CSA 、其中 Vos 为500uV、 增益为100V/V、是双向的、并且我们有 Rsens 10mR。 在此讨论中、不会考虑 CMRR ane PSRR。 在这种情况下可以检测到的最小电流为50mA。 我们假设 Vref 是2.5V。 对于0A 负载电流、CSA 的输出应为 Vref +/-CSA*GAIN Vos = 2.55V 或2.45V。

如果负载电流现在为25mA、则输出电压将为：

a) Vref + ILOAD*R*GAIN +/- Vos 增益= 2.525V+/-0.05V = 2.575V 或2.475V

或者  

  • B)对于任何小于50mA 的输入电流、输出将保持在2.55V 或2.45V。  

此处的正确答案是什么？  

如果负载电流现在为100mA、则输出电压将为：

c) Vref + ILOAD*R*GAIN +/- Vos 增益= 2.6V +/-0.05V = 2.65V 或2.55V

或者  

D)输出将仅看到负载电流、因为它高于 Vos 电流、这意味着2.6V？

在这种情况下、正确答案是什么？  

从我的观点来看  、术语"最小可检测电流"对于单极测量来说是合理的、在这种测量中、输出电压摆幅限制将限制最小输入电流、因为只要输入电流生成的输出电压小于相对于电源轨的输出低摆幅、输出就不会改变。 这意味着来自电源轨的低压摆幅将"屏蔽"输入电流。

  • 对于双极测量、Vos 电流将始终加到输出中或减去该电流、而 "最小可检测电流"令人困惑、因为不会检测到电流。

BR

Josko

  • 0
    TI__Guru**** 2382480 points
    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。

    a)和 c)正确。 即使对于单极测量、REF 输入(许多但并非所有 CS 放大器都具有)也允许提高零电流输出电压。 因此、即使在这种情况下、负偏移电压也会使输出看起来像是负电流的结果。

    总之、您是正确的、该术语不一致。 (恒定)输入失调电压将在输出端导致(恒定)误差。 我想"最小可检测电流"只是指即使在最坏的偏移误差情况下也能获得可用输出的最小电流。

  • 0
    TI__Guru**** 2382480 points
    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。

    尊敬的 Josko：

    这一概念实际上与您刚才提到的摆幅限制非常相似。 基本上、如果差分电压较大、失调电压会屏蔽输入差分电压。

    这个思维模式假定我们在采用差分输入前不会考虑输出。 换句话说、我们不知道失调电压是多少、而仅在施加输入后才查看输出。

    您针对特定器件计算的结果是正确的、并假设偏移已知为500uV。  

    此致

    Guang

  • 0
    TI__Guru**** 2382480 points
    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。

    您好、Clemens、您好、Guang、  

    感谢您的回答、我很高兴我的计算是正确的。 关于500uV、我刚才举了几个例子来简化计算。  

    我的想法是根据随附的方框图构建真正的零单向电流测量。 因此、为了更好地理解该概念、我在前面提出了一些问题。 在这种情况下、可以在继电器打开期间的任何时间执行 Vos 0A 校准、对吧？  

    我 在 TINA 中对 4个工作点的 INA123基准电路进行了直流分析、我认为这应该效果很好。 您对方框图或仿真结果有什么建议或评论吗？  

    Unknown 说：
    这个概念实际上与您提到的摇摆限制非常相似。 基本上、如果输入差分电压较大、偏移就会屏蔽它。

    这张图片中展示了我对这一点的理解。  

    如果我们再次返回使用 INA240A1的 SBAA243A、INA240的 Vos 为25uV、对于选定的 Rs =10mR、它得出的最小电流为2、5mA。
    OPA320具有150uV 的失调电压和 THS4551 175uV、它们共同为我们提供320uV、等于1、625mA、以输入为基准。 如果数学正确、它可以总共得到4个125mA 失调电流。 我很好奇、如果偏移引起的总电流误差 约为4mA、则为什么最小电流以50mA 表示。  
    那么、我们应该如何在未校准的系统中定义 MinCurrent？ 是否存在失调电压导致的误差小于10%的电流？
    或者、如果我们的系统有 X [%] FSR 增益误差、则最小可检测电流 应是总 Vos 除以 X    

    编辑：与此同时、我在这里找到了这篇文章、它提供了有关 SBAA243A 的更多信息。
    e2e.ti.com/.../ads8694-accuracy-reacheable-based-on-sbaa243

    BR
    Josko

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    TI__Guru**** 2382480 points
    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。

    是的、您可以通过强制电流为零来校准失调电压误差。

    在未校准的系统中、您不知道实际失调电压误差、因此不知道实际最小电流、只能进行最坏情况下的估算。

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    TI__Guru**** 2382480 points
    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。

    尊敬的 Josko：

    我认为校准方框图应该起作用。

    您可以更正的是、最小可检测电流取决于各个应用的精度要求。 因此、即使使用 同一个放大器、  两个项目的定义也可能不同。

    以 INA240为例、Vos 对应于2.5mA。 测量2.5mA 时、我们得到的值介于0mA 和5mA 之间(其他一切都很理想)。 这对应于100%的误差。 但在50mA、误差变得更可控5%。

    此致

    Guang