[参考译文] INA333：INA333输入偏置电流返回路径

Maciej

为了防止INA333的正极输入处的输入共模电压发生变化，您必须提供直流电流接地路径-请参阅下面的文本。  如果没有它，典型的磅值+/-70pA将随着时间的推移为样品充电并保持盖子，从而改变差分输入电压；这反过来会导致输出电压下降，如图所示。

请注意，INA333是一种斩波稳定器件，这意味着实际IB主要由来自前端开关关闭/打开的频率为125kHz的短持续时间(几毫微秒)电流峰值控制  峰值的大小可以是数十nA，因此，为了防止这些电流峰值在输入电阻器之间转换为电压峰值， 选择采样和保持电容以及直流路径电阻器的值时，必须创建切断频率显著低于125kHz的低路径滤波器，或者能够承受更高的电压噪声。

您好，Marek：

感谢您的回答。 我当然认为我应该为偏流提供路径，但我也想了解这个问题，以确保它得到解决。

说实话，我不认为保持电容器的放电与INA333偏压电流有关。 保持电容器是陶瓷10uF，+/-X6S 10 % ，具有50MOhm最小绝缘电阻。 1.5V时为50MOhm，可提供~30nA的放电电流。 我知道绝缘电阻可能更高，但我怀疑它比指定值高2个数量级。  

即使我们计算了电容器的最坏情况初始值和直流偏置电容变化(没有温度补偿，因为测量在实验室约25摄氏度时完成)，我预计至少会有6uF的有效电容。 INA333的增益设置为101，我们看到输出电压至少有50mV/ms的变化(对于1.4V共模电压)，因此它将在输入上转换为~500uV/ms。 要达到这种6uF电容器的放电速率，您需要按单uA顺序的泄漏电流。 所以我真的怀疑我所看到的影响是由保持电容器的放电引起的。 我更希望INA333中会出现某种饱和，这是由于正输入的高阻抗造成的。  

最后一个问题是：您是否认为有任何其他方法比在保持电容器和INA333输入之间添加运算放大器来生成偏置电流路径？  

此致，

Maciej

Maciej

您最初的问题与INA333输入偏置电流直流路径有关，但现在您似乎正在研究Vout偏移过大的潜在原因。  我看到问题的几个潜在原因，但要找出问题的最根本原因，最好的方法是用一个范围来监控INA333每个输入端的电压电位，而不是仅仅查看Vout。

首先，您不能显示INA333输入处的初始电压是多少，从1.5V的初始输出电压判断，它们的电位不是相同的-它们是否在TI工具中所示的允许电平范围内？

其次，根据TI Vout vs VCM工具，对于您使用的G=101，Vin输入范围非常窄，有效范围为：从1.387V到1.412V (最大Vin差值仅为25mV)，我担心您在线性范围之外工作。

此外，OPA2170具有指定的输入共模电压范围(从负轨至Vcc-2V)，在Vcc = 3.3V单电源上，您在应用中使用的电压意味着它仅在0V至1.3V之间有效-您似乎在1.4V的范围以上工作

您不会显示OPA2170周围的电阻值或闭环增益，也不会显示您尝试监控的电流级别–电流级别的任何变化都将直接影响您的测量。  我假设您不使用零初始电流进行测量，因为这会尝试将OPA2170的输出电压驱动至地电位–即使输入共模电压可能一直摆动至地电位， 其输出仅在高于地面350mV时才会线性摆动(参见AOL条件)。

顺便提一下，所有OPA2170规格都定义为最小电源电压为4V，而您只使用3.3V；此外，为什么您使用具有2mV Vos的通用OPA2170，然后使用 具有25uV最大Vos的高精度INA333 (如果有的话)， 第一个增益阶段的精度应高于第二阶段，因为第一阶段的误差在第二阶段的输入时增加。   

以上都说了，我不明白，如果你只是想测量电流，为何要使用这种精密电路呢？  如何在如下所示的反阻抗配置中使用我们的高精度低电压OPA376？  我还附上了TINA-TI原理图，以便您可以根据您尝试测量的电流水平调整射频电阻器的值。

e2e.ti.com/.../Maciek-Circuit.TSC

您好，Marek：

感谢您的回复。 实际上，INA333线性操作的共模范围是在1.6 - 1.7V左右，如果我想使输出范围达到3V (顺便说一下：3V是ADC的参考电压)。 但在您所看到的测量数据中，输出电压约为1.5V，这意味着在此特定情况下，共模范围要宽得多：从~0.9V至~2.4V。

1.387V和1.4128V是INA333输入上的电压，用于在1.4V的共模电压的线性范围(2.6V)内实现最大输出电压。 至少这是我从TI工具中了解到的。  

回到电路：我用电阻值和第二个OPAMP更新了电路图(我没有将其包括在第一张图纸中，因为我认为它不相关，但它将提供额外的见解)。 您可以在下面找到绘图。

我同意OPA2170在这种情况下可能不是最好的选择(或者至少我可以选择更好的选择)，但如果你看一下重要的项目： 在非反相操作模式下，OPA2170的增益为~4 (R1 = 27k，R2 = 9.09k)，因此OPA2170的共模电压介于0.35V和0.4V之间-在0-1.3V范围内。 据我在数据表中看到的，OPA2170建议的最小电源电压为2.7V (第6.3 章)，我没有注意到所有规格都是为4-36V范围定义的。 关于OPA2170的偏移电压：这不是问题，因为我使用SNH并放大与INA333的差值，相同的偏移正在添加到两个电压(在声明SNH之前和之后)，因此它不应影响测量。

关于INA333的共模电压：正如您在更新的图纸中所看到的那样，我实际测量的电压与使用单独ADC的INA333输入上的电压相似(在组件容差范围内)-它被标定为(V0 + V1) / 2，其中V0是初始电压，V1是我正在测量的电流变化后的电压。  

大家可以看到，我想测量电流中非常小的变化，我对绝对值不感兴趣，这就是为什么我使用带仪表放大器的SNH。 由于电流源是有限电压，因此第一阶段仅为INA333实现良好的共模电压。 由于第一阶段的任何偏移都是INA333的通用模式，因此我决定重新使用OPA2170，这已在设计中。 我以前也曾考虑过在TIA模式下使用OPAMP，但由于我的当前源输出正电流，我需要在设计中引入负轨，选择不同的INAMP等。 这似乎并不值得。  

总结一下：我同意OPA2170不是最佳选择，但我认为电路目前应该在原则上工作，而且我仍然不理解某些共模电压的时间降。  

此致，

Maciej