[参考译文] INA163：INA163、除了 ESD、什么会杀死它？

再次向 Barry 问好！

除 ESD 外、可能有几种原因会导致放大器损坏。 如果输入超过电源轨、保护二极管可能会形成一条通往 V+/V-的低阻抗路径并损坏。

另一个潜在的原因可能是高增益下的差分电压较大。 这是我们使用 INA849 观察到的结果、INA849 具有类似的用于增益级放大器的低反馈电阻器。 基本上、如果电源电压足够大、电压差足够高且增益设置电阻足够小、则会通过 RG 路径引起过流事件。 我不确定 INA163 对这种情况的易感性、因为它是采用较大几何形状工艺的较旧器件、因此它可能对这种情况更耐受。

这是我能想到的头两件事,从我的头。

如何在 40dB 增益和（我假设）单位增益之间打开和关闭？

此致、
Gerasimos

该设计具有一个用于将其设置为开路的模拟开关或 59 Ω。  但是、开关由来自 FPGA 的信号进行设置、因此我有两根 2 英寸左右的导线、可以将其打开或接触在一起来模拟模拟模拟开关。  我刚刚更换了 INA163、并对 59 欧姆电阻器进行了硬接线、接下来将重试。
“

启用 59 欧姆 40dB 模式时、将 APX555 分析仪正弦波作为平衡源连接至电路板。  我运行 2mV 信号。  我发现我必须给它 600mV 的偏移才能使输出信号出现。  我想知道这是否是原理图中 R12 的用途。  我没有展示、但有一个模拟开关可以将其连接到 V+。  此外、我们的 V+/-实际上为+/–11V。  我将尝试将其连接到 V+、看看这样是否消除了信号失调电压。

嗨、Barry、

我移动了您所包含的电路、提高了易读性、并注意到两个输入之间存在阻抗不匹配问题。  

看起来电路的 IN+没有偏置电流返回路径。 这可能会导致 IN+输入级的偏置电流将 CM 驱动到线性范围的边缘。

此外、数据表中有一个关于使用具有低源阻抗输入的 INA163 的小注意事项。 请参阅下面的数据表摘录。

此致、
Gerasimos

我将电源修改为实际+/–11V。  顶部 412 欧姆电阻连接到 V+。

我发现我们的输入开关继电器未在电路板上正确实现、会在我目前遇到的问题中发挥重要作用。  我看到了有关防止振荡的内容、并将包含这些部分。  实际上、我们目前在输入端有铁氧体磁珠。

尊敬的 Barry：

将输入上拉至 V+可能会导致问题、此时在正极侧超出输入共模范围。 您的麦克风是设置输入共模、还是设置为浮动输入？ 我建议将 R12 连接到 GND、而不是将 V+连接到 CM 范围的中心。  

此致、
Gerasimos

该电路旨在与动态和电容式/驻极体麦克风兼容。  问题是大多数人都使用音频分析仪作为输入源。  有一个 1000:1 的板盒用于模拟我尝试使用的麦克风。  我认为继电器接线是故障。  我应该在一天结束时将它接线。

更新时间：下午 4：05：继电器电路现在正常工作、但仍需要对来自音频分析仪的平衡音频信号进行–600mV 偏移才能获得输出波形。  尝试将上部 412 欧姆电阻接地、而不是连接到 V+。

更新 4：55PM：从+11V 中删除了上部 412 欧姆电阻、并连接到地。  无需输入信号失调电压、因此您认为这是正确的。  我没有找到谁知道为什么它最初是这样设计的人…

我能够连接一个低电平动态麦克风并从 INA163 获得音频 — 问题是存在~200mV HF 噪声。  我将尝试使用更好的示波器探头技术、看看是否可以将其降低。  我还将查看下游音频增益电路并检查噪声、并尝试使用分析仪发出的低电平信号代替麦克风。

嗨、Barry、

感谢这里的更新、您知道 HF 噪声的频率是多少吗？ 是高频可闻噪声、还是在示波器上看到了这种噪声？ 您可以调整输入滤波。  

您在哪里找到了所工作的基准电路？ INA849 数据表中提供了一些性能提升、优于 INA163（输出级噪声更好，THD 更好等）。  

此致、
Gerasimos

噪声在 1.4MHz 附近。  我们有一个处理器板和 FPGA、它们共享背板、因此很可能来自它们。  我还没有把它拔出来。

该电路几十年来一直保存在我们的记录中。  我和其他人认为 V+选项的电阻用于驻极体麦克风的直流偏置，但现在我不认为这样 — 根据上述电路，如果没有交流耦合，则没有意义。  我已经找到了一些可以处理此类麦克风偏置的电路。  我还发现了一个耳机与我使用的耳机有一个麦克风胶囊像我的,但后面是一个放大器有点不同。   您是否发现将 412 欧姆电阻器接地到 10uF 电容器时有任何问题？  考虑到目前的设计、这就是工作配置。  我认为我们几乎可以解决这个问题 — 我认为我没有损坏原始的 INA163、我对 412 欧姆电阻器的配置方式有了错误的了解。  接下来我将寻找 HF 噪声源。

嗨、Barry、

电阻器和 GND 之间的 10uF 的主要问题是它会破坏 IN+上的偏置电流返回路径。 如果我们移除连接到 IN+的 412 欧姆电阻上的 GND 连接、则必须有一条路径来提供偏置电流并设置输入上的共模电压。 查看连接到 IN+的所有路径、我们可以看到没有偏置电流返回路径。 二极管不会提供偏置电流返回路径、因为最终偏置电流会将输入拉低至输入级线性范围的底部、然后停止传导电流、因为它将不再处于预期的工作模式。 它不会将输入拉低到足以通过外部二极管创建传导路径。

至于 RC 网络的用途、坦率地说、如果没有一些串联输入电阻、答案是肯定的。

添加少量串联电阻会显示一些低通响应、但由于两个输入上连接的不平衡阻抗、滤波器响应也会出现很大的不匹配。 这可能会出现问题、因为不同的噪声频率将在每个输入端被不同的衰减量、这将导致输入电压差、而 INA 会放大该差值。 这是匹配阻抗对仪表放大器很重要的原因之一。

重新排列输入滤波后、我们可以看到两个输入上都有匹配的滤波响应。 此外、我认为 220mF (C11) 是一个拼写错误、可能是 220nF。 此外、这种变化通过 R12 建立到 GND 的偏置电流返回路径。

此致、
Gerasimos

我有一个重新绘制/更新的原理图。  如何将原始文件替换为原始文件（或添加文件）？

我找到了驻极体麦克风/耳机、并在禁用+40dB 的情况下尝试了它。  它具有适当的音频幅度、并且基本输出电平约为 4.2VDC。 不过、我的电路的 TI 仿真侧重于接地。  偏移来自驻极体的什么位置？  （我的工作电路未包含下表中的所有部件）

更新：我将耳机（驻极体）从电路中拉出、输出变为 V+。  因此、我可能应该添加一些东西、使输出保持在接地中心。

尊敬的 Barry：

要上传新文件、您可以单击“插入“、然后单击“图像/视频/文件“、然后单击“上传“的文本。 在这里、您可以导航到 TINA 文件所在的文件夹、并上传新版本。

驻极体麦克风可能在端子上有一定的直流差、这可能会导致偏移。 通常、对于麦克风前置放大器电路、我在输入端看到了直流阻断电容器来解决这些失调电压中的任何一个问题、因为您实际上只对更高频率的差分信号感兴趣。

此致、
Gerasimos