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[参考译文] INA326:缓冲模式下 INA326 的输出线性度

Guru**** 2897200 points

Other Parts Discussed in Thread: INA326

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/1640250/ina326-output-linearity-of-ina326-in-buffer-mode

器件型号: INA326

我已按如下所示配置了 INA326、并希望它在缓冲模式下运行。 不过、我观察到、当输入电压超过约 1.1V 时、输出端呈现非线性。R1、R2 和 C2 的值是根据数据表建议选择的。 什么可能导致此输出突然跳至 1.1V 以上?

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    尊敬的 Rohan:

    我认为您所使用的器件超出了线性工作范围。 仪表放大器具有独特的输入/输出电压要求、因为内部使用了多个放大器、每个放大器都有自己的输入/输出限制。 下面的 展示了一个 工具 、您可以下载该工具并使用它来查看电路是否以线性方式运行。

    此处显示了您提供的电路设置、并表明输出可以在 0.1V 至 1V 之间摆动。

    为了解决这个问题、有两个选项可以解决这个问题:要么将负电源扩展到较低的电压、要么添加正基准电压(但是这会使输出偏移)。  

       

    如果您想添加基准电压、可以相应地执行以下操作:

    如果这对您有帮助、或者您有任何其他问题、请告诉我。 该器件是我们更独特的器件之一、因为它 不是传统的仪表放大器。 如果这样做没有任何帮助、我建议在可能的情况下发送原理图以获得进一步支持。

    此致、

    Taylor Allan

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     Taylor Allan 

    更新:考虑到所附的原理图,您能检查这是否是正确的仿真吗?

     

    我已附上设计的原理图。 输入电压范围为 0.5V 至 4.5V。R1 和 R2 值是根据数据表建议选择的、电源电压也在器件的指定工作范围内。 但是、我仍然在输出端观察到非线性。

    我想确认这个问题是特定于我的电路实现、还是与在该配置下运行的 INA326 有关。 我知道、INA326 可能不打算在这种类型的配置中使用、但该器件已组装在 PCB 上、因此在此阶段无法进行替换。

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    尊敬的 Rohan:

    所附图像仅 在原理图的 V2 为 5V 时正确、因为 VCM 的计算公式为 (Vin+ Vin-)/2。 所以对于 V2 的电压范围、当 Vin-接地时、VCM 的范围为 0.25V 至 2.25V。  对于该范围、您可以查看每个边缘情况、以了解器件是否会在整个输入范围内线性运行。

    下面的显示了 VCM 为 0.25V 时的情况。 您可以看到最大 Vout 仅达到 0.3V、这意味着电路将像您希望输出 0.5V 一样非线性运行。

    下面的显示了 VCM 为 2.25V 时的情况。  您可以看到最大 Vout 仅达到 4.3V、这意味着电路将像您希望输出 4.5V 一样以非线性方式运行。

    此问题 在此配置中很常见、但仅当 INA 的电压基准不以 1/2 Vs 为中心时才会出现。 前面列出的选项(降低负电源或增加基准电压)都是可以解决此问题的方法。 您是否能够测试这两种解决方案? 您的电路中固有的任何东西都不会指向非线性运行的电路、因为您已经使用数据表中的建议电阻器/电容器值来设计电路。

    此致、

    Taylor Allan

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     Taylor Allan 总结您的响应:当输入为 0.5V 、输出  为 0.3V、当输入为 4.5V 时 、输出为 4.3V。这对于我的应用来说是可以接受的、因为我可以 在软件中添加 200mV 失调电压来通过 ADC 读取值。 我想确认仿真软件中显示的结果是否会在实际物理电路中复制。
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    尊敬的 Rohan:

    不保证仿真软件能够复制实际的物理电路。 仿真软件基于器件中的理论数学关系、器件的实际性能可能会有所不同。 这意味着您应以仿真为指南;但是、您不应该预计工具和器件之间的性能会有显著差异。 我预计不会出现>100mV 的差异、但我无法保证这一点、因为这是一款较旧的器件、最近未在本例中进行测试。

    我们目前正在寻找更好地测量 INA 边界图的方法、但与此同时、我可以在实验室运行一些测量、以了解该器件与仿真工具相比的性能如何。

    此致、

    Taylor Allan

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    泰勒艾伦, 这将是有帮助的. 感谢您的及时支持。

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    尊敬的 Rohan:

    没问题! 我们目前正在努力根据您的电路获得准确的边界图、我将在获得结果后立即回复。

    此致、

    Taylor Allan

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    尊敬的 Rohan:

    看起来、VOUT 器件的 VCM/VCM 性能比仿真工具中的要好得多。 我们仍在努力将数据转换为可用工具、但我们能够复制您的电路条件、并且在 IN+上为 1.1V 后我们的输出没有出现错误。

    您能否展示您描述的输出跳跃? IN+是否连接到 IN-接地的电压源(如原理图中所示)、或者是否有更复杂的输入电路可简化原理图?

    此外、RC 滤波器之后与 ADC 是否直接连接、如原理图所示?  能否提供 ADC 的器件型号?

    此致、

    Taylor Allan

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    Taylor Allan 

    这是实际电路。 原始电路设计用于放大 RTD 电阻变化、工作正常。2kΩ 和 499kΩ 电阻器是原始电路的一部分、我将分别替换为 400kΩ 和 200kΩ。

    现在、正在通过移除 R4 并在其位置连接电压输出模拟传感器来针对模拟传感器输入修改电路。 传感器输出范围为 0.5 V 至 4.5 V、具体取决于压力。

    在测试期间、我没有更改 3.3V 电源、因此我仅在 0.5V 至 2V 的输入范围内进行测试。 但是、当传感器输出高于大约 1V 时、电路输出突然跳至大约 2.3V 或 3.3V

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    你好 Rohan。

    感谢原理图。 基于此、我在此处再次没有看到会导致问题的任何内容。 我还通过仿真进行了验证。  

    您能提供输出中所看到内容的图像吗? 您还能发送输出电路的原理图吗?  我认为、由于输出配置或测量电路的方式不同、必须存在一些导致该问题的因素。

    此致、

    Taylor Allan