工具/软件：
尊敬的团队：
正在寻找一款 可用于可在1.8V 至5V 输入 VBUS 输入电压范围内运行的电流检测放大器的超低噪声、高带宽精密放大器。
计划在单电源配置中使用、请提供最合适的去安全运算放大器(一款高精度、低偏置电流器件)、并 采用具有4个电路的仪表放大器 IC 封装。
如果我们想在负电压(如-1V、-2V 等)下使用-VS 电源、而不是 GND、那么我们何时需要将它用于在单电源模式下进行高侧电流检测？
请 为此应用提供最合适的器件或建议。
注意：本应用将探讨上述器件型号、并 在创建新主题时添加该器件型号
此致、
Bharath
您好 Bharath、
对于仪表放大器、当您尝试感应 GND 附近的共模电压时、双电源最有用。 通常、输入共模电压不应接近电源轨。
这有两个原因：
从下图中可以看到、内部节点中每个 Q1和 Q2的输入端、以及 A1和 A2的输出端将有一个有效输入电压范围。 数据表中的 VCM 与 Vout 图对这一点进行了很好的描述
如此处所示、对于采用+/-5V 电源的 G1、可提供最宽输出电压范围的共模范围为-1.5V 至1V。 这会将 G100的电压增加到-1.5V 至3.5V。
也就是说、对于高侧检测、您可能需要提供比输入共模电压高几伏的输入电源电压。
我们速度超快、性能超高的仪表放大器将具有8V 的最低电源电压(单电源)、并且可能需要更大的电源电压来更大限度地提高输出摆幅。 下面是3个不同电源的 INA849 Vcm 与 Vout 关系图。
性能会稍低一点、对应的是 INA821、带宽较低、噪声略高、但能够在最低4.5V 的电源电压下工作。同样、可能需要提供一些额外的电源电压来增大输入共模范围。
INA823具有更低的带宽和更低的最小电源电压。 该器件的最低电源电压为2.7V、电源电压为5V 时、具有很好的输入共模电压范围。
对于所有这些器件、输入共模范围不会扩展到 V+、因此您可能需要为仪表放大器提供一个单独的电源轨、该电源轨的电压将高于要检测的输入共模电压。
在放大器的 V+附近产生共模电压也会限制对运算放大器的选择、因为它们大多数主要围绕输入 PMOS 级进行设计、而 NMOS 级通常的性能会下降。 为此、我会寻找一款零交叉器件、因为它们通过将输入差分对偏置到比 V+更高的电源来克服这种限制、从而确保 V-< VCM < V+时具有良好的性能。 此外、有些器件具有输入至 V+的共模、通常只有 NMOS 输入级(双极放大器为 NPN)。 接下来由分立式放大器团队进行进一步评论。
此致、
Gerasimos
嗨、Bharath、
可以精确放大的最小压降取决于各种因素的组合。 首先、失调电压是与最小输入电压范围最直接的耦合形式。 对于 INA849、最大电压误差为75uV、通常约为10uV。 然而、由于这是直流误差、因此可以轻松地进行校准。
接下来是温漂、当器件暴露在不同的温度范围内时、该漂移就会发挥作用。 这可能更难校准、因为不清楚失调电压将漂移哪个方向、并且输入级和输出级可能会在不同的方向/斜率上漂移、并可能导致线性校准或两点校准变得困难。 然而、漂移往往明显小于绝对失调电压。
这还需要考虑噪声。 您的 INA 不仅会有输入噪声、而且输入电阻器也会有热噪声、系统中还会有其他噪声。 TI 高精度实验室的噪声系列更详细地说明了如何将噪声频谱密度转换为峰峰值噪声、我将在下面链接此内容。
https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-op-amps.html?videoId=4078827152001
还有其他误差会导致以输入为基准的失调电压、CMRR 是失调电压随共模变化的变化、但这种误差通常不会在电流检测应用中占主导地位、因为您不会大幅改变共模(共模的较大变化意味着电阻器上出现较大的压降、这意味着系统中会出现较大的功率耗散和损耗)
没有什么方法可以将器件规格直接转换为可检测的最小输入电压、因为对许多此类问题的回答取决于应用特定的因素。
此致、
Gerasimos
Bharath
这是一个开始。 所有信号都相对于高电源轨。 检测电阻上的电压由121放大、带宽高达500kHz
OPA2388的失调电压(失调电压误差)非常好。 为了减小增益误差、电阻器需要优于1%。
