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[参考译文] INA333:基于 INA333 的 EMG 模拟前端设计评审

Guru**** 2680515 points

Other Parts Discussed in Thread: INA333, TLV9062

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/1597891/ina333-ina333-based-emg-analog-front-end-design-review

器件型号: INA333
主题中讨论的其他器件: TLV9062

您好:

我正在使用 INA333 和 TLV9062 设计单电源 (3.3V) EMG(肌电图)模拟前端。 目标是放大来自手臂肌肉的 EMG 信号、并使用微控制器 ADC 输入对其进行读取(0V–3.3V 范围)。

请您就以下几点提供反馈:

1) 在 EMG 应用中、最好在 INA333 级应用大部分增益、还是保持较低的 INA333 增益并在滤波器之后增加额外的增益?

2) 如果 INA333 增益设为高电平、会引起噪声或稳定性问题吗?

3) 我使用 Sallen-Key 高通+低通滤波器实现了一个 20Hz 至 500Hz 的频带。 这种方法是否适用于 EMG、或者 TI 的多反馈高通滤波器拓扑是更好的选择?

4) 围绕 1.65V 虚拟基准的 TLV9062 输出摆幅/余量是否足以满足该 EMG 信号链的要求? 此外、我的缓冲 1.65V 基准方法是否合适?

5) 对于干电极和单电源系统,使用 DRL(驱动右腿)电路是否有意义? 关于稳定性或元件值有何建议?

我会随附原理图、
感谢您的时间和支持。

emg.JPG

  • 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、Ahmet、

    感谢您在 E2E 上发帖! 通常、经验法则是将增益应用于信号链的第一个级、因为下游增益将放大运算放大器噪声和早期级噪声。 然而、实际上、在后续级具有一些增益可能是有益的、因为这会增加低通滤波器高频的衰减量。

    设置 INA333 的增益时、系统中的限制因素可能是输出噪声。 在数据表中增益为 100 的情况下、INA33 在 0.1Hz 至 10Hz 范围内具有 1uVpp 的输入参考噪声。 在增益为 250 的情况下、0.1Hz 至 10Hz 范围内、这将是 250uVpp 的输出参考噪声、并且随着通带的增加、输出噪声将增加。

    对于滤波器拓扑、Sallen-Key 应足够好、若要深入了解滤波器设计、我建议使用以下文档: https://www.ti.com/lit/an/sloa049d/sloa049d.pdf 

    我认为 TLV9062 在输入/输出 CM 上应该有足够的余量来轨运行。还请注意最高线性度/TLV9062 的区域 CMRR。 对于 CMRR、虽然 PMOS 输入级电压范围内的抑制较高(最小值 80dB)、但一旦您从 V+扩展 1.4V 或更低、CMRR 就会因输入级的交叉失真而显著降低。

    同样、对于您的输出、虽然摆幅可以向下至相对于电源轨的 20mV、但您的线性度最高区域在任一电源轨的范围内为 50mV。 这是一个比其他一些放大器低的差异、这些放大器可能会出现 AOL 性能与电源轨相差 100mV、但可能会相对于电源轨摆动 10mV。

    关于 RLD 的需求、我找到了一篇论文、其中描述了如果存在良好的接地、则不需要 RLD、不过、这适用于双电源系统。 对于单电源系统、我建议实施 RLD 以确保输入共模电压对 INA333 有效电位。

    此致、
    Gerasimos

  • 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 Gerasimos、

    非常感谢您的宝贵和详细的解释。 您对信号链中的增益放置、INA333 输出噪声和滤波器增益分配提出的意见对我的设计非常有帮助。

    有关电源轨附近 TLV9062 行为的注释(尤其是在 CMRR 和线性度方面)特别有用。 我还会考虑您关于在单电源系统中使用 RLD 的建议。

    再次感谢您抽出宝贵的时间分享您的专业知识。

    此致、
    Ahmet