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[参考译文] INA122在单电源模式下的行为

Guru**** 663810 points
Other Parts Discussed in Thread: INA122, LM2776, LM7705
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/1089976/behavior-of-the-ina122-in-single-supply-mode

主题中讨论的其他部件:INA122LM2.7762万LM2.7761万LM7705LM2776

我一直在使用TI INA122的一些源。 此问题的配置是单电源,引脚4接地,引脚3保持在3.3V,引脚5保持在2.5V,引脚7保持在5V。 引脚1和8未连接,因此增益为5。 引脚3和4通过一对10K电阻器连接到接地(尽管我尝试过其他电阻器),当然引脚3和4连接到电源。
我使用了两个来源。 第一个是Arduino驱动的9833板,其设置为以10 Hz提供正弦输出。 此配置可生成600 mV交流信号以及较小的直流信号。 我在输出上插入了一个0.1 微法拉帽,以获得仅交流信号。 第二个音频源是10 Hz的音频源。 9833源并非真正隔离,因为存在接地回路,而电话源与接地之间没有任何连接。

当我使用Geophone源运行放大器时,我得到一个以2.5 伏特为中心的信号,它以预期的1和5 V限值剪辑
但是,当我连接正弦音源时,我的输出被固定到5V,完全驱动到5V导轨。 我还尝试使用我的示波器中的信号发生器,结果相同。 就在我的本能上,我拉了122A引脚3的3.3V引脚,我得到了输出正弦波形,以2.5V为中心,放大了5,在示波器上从1到4 V。 根据我的理解,此配置不应起作用。
然后,我在VCM (引脚3)= 0的情况下尝试了双模式下的122A (V+ 5V,V--5V)。 我又得到了预期的结果,一个以2.5 伏特为中心的放大正弦波。 我必须说,我为解释这种行为而迷失了方向。 我感觉某件事一定是与地面不一样的,在某处。 9833装置唯一的优点是它有一个数字和模拟接地,它们被连接在一起。
我加入了一些数字来展示我所看到的。 感谢您提供的任何帮助。
我要包括一些数字,我希望这些数字会有所帮助。 图1是以单电源模式显示INA122的英语源的轨迹。 对于正弦波源,我没有包含一个显示正极导轨驱动输出的数字,因为它只显示5V。 但是-图2显示了从针脚3拔出3.3V VCM后的正弦波源的单电源配置。 最后,图3显示了来自相同配置的输出,但使用双+5V -5V电源,而针3上没有3.3V电压(显然)。
我还提供了一张用于单电源操作的有线原型的照片。 黑色为接地,黄色前景为3.3V至引脚3,白色为2.5V至引脚5,而在背景中为输出的正负引线。 输入针位于照片的左侧中间。

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    Bob,您好!

    然后,我在VCM (引脚3)= 0的情况下尝试了双模式下的122A (V+ 5V,V--5V)。 我又得到了预期的结果,一个放大的正弦波以2.5 伏特为中心....

    以下配置已正确配置。 使用双电源轨时,允许使用VCM,其中INA122中的VCM与Vout将线性运行,请参见模拟中的传输功能。 在标记的蓝色矩形框中,Vin_min和Vin_max是为红色矩形框中显示的给定输入设置派生的。 在右侧 ,INA122的输出电压以蓝绿色显示 ,可驱动至约±4.9V。  

    如果您对TI的模拟工程师计算器感兴趣,可以从以下链接免费下载。

    https://www.ti.com/tool/ANALOGUE-ENGINEER-CALC

    e2e.ti.com/.../INA122-E2E-331.2022万.TSC

    对于单电源轨,需要具有正确VCM的输入信号,如下面的模拟所示。  

    e2e.ti.com/.../1803.INA122-E2E-with-single-Vcc-rail-03312022.TSC</s>331.2022万

    如果您还有其他问题,请告诉我。  

    最佳,

    雷蒙德

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    Raymond,您好!

    非常感谢, 我拥有这两种工具。 我今天看到了这个例子。 它看起来与几天前的不同。 我想我的困惑来自与122A的同相输入相关的偏置电压的放置。 有趣的是,可以通过应用于非反相输入的共模偏置直接在输入之间连接一个电话源(真正隔离的交流电源),一切正常工作。 与9833正弦波源相同的布局并不能以相同的方式工作。 我仍在尝试弄清楚为什么电流直接夹到5V导轨上。 我将尝试一下今天从您的上述回答中看到的单个电源的电路。

    此致

    Bob Edwards

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    Bob,您好!

    对于单个电源,您需要正确配置VCM或共模偏压输入。 请使用TI模拟工程师计算器验证INA122的输入和输出范围。 如果您需要其他帮助,请告知我们。  

    如果输入的VCM较低,您可能需要使用双电源电压轨或使用非对称电源轨来适应输入设置。  

    最佳,

    雷蒙德

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    谢谢Raymond。 我发现找到一个工作范围使放大器保持在线性区域是多么困难。 由于我将此INA定位于与电话源配合使用,因此当放大器由单个5V电源驱动时,我将满足于应用适合的VCM和Vref值,因为电话是真正的隔离交流电源。 Vref = 2.5V,VCM = 3.3V在多个增益范围内工作正常。

    我希望我不会浪费你的时间与非隔离式电压源进行斗争,但现在我将坚持哪种方法有效。 我将问题标记为已解决。

    最佳,

    Bob Edwards

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    Bob,您好!

    你很好! 我们在此为客户提供支持。  

    如果您的输入信号中很难有已知或固定的VCM,则双电源电压轨是最佳选择。 如果您的PCB上只有单电源轨,您可以通过正电源产生负极电源电压,如LM7705,LM2776,LM2.7761万,LM2.7762万产品中的产品,它们是我们的充电泵LDO产品。 以下是LM7705中的应用说明。  

    https://www.ti.com/lit/an/sbaa373/sbaa373.pdf?ts=1649116674450&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    如果您有任何其他问题,请告知我们。  

    最佳,

    雷蒙德

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    Raymond,您好!

    今天,我找到了一种方法,通过INA 122单电源设置获得我的.6V P-P 9833正弦波信号。 我在9833输出中有~600 mV的直流偏移, 伴随10 Hz交流信号。 由于VCM源没有额外的直流偏置,也没有Vref,我在线性范围内获得了默认增益为5的正弦输出,没有失真。

    当我之前检查122的工程师工具时,我发现线性范围是可以使用0.6伏的VCM的。 源代码中的直流组件完成了这项工作,这是非常幸运的。 我现在可以理解这些输入对INA的重要性。 由于我将使用带有音频源的放大器,提供合适的共模偏移对于单电源操作来说是没有意义的。

    感谢你的帮助。 我想我学到了一些关于这个主题的知识。 认为此问题已解决。

    最佳,

    Bob Edwards