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[参考译文] INA125:INA125P提供与数据表中提供的参考电压不同的参考电压

Guru**** 1624230 points
Other Parts Discussed in Thread: INA126, OPA191, INA125
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/665911/ina125-ina125p-giving-a-different-reference-voltage-than-what-is-being-given-in-the-data-sheet

部件号:INA125
主题中讨论的其他部件:INA126OPA191

在过去的六个月里,我一直在使用INA 125 P放大器。 我面临的问题是,在数据表第13页的图6中,针脚14和4已连接,由于这种连接,我们将获得2.5V的参考电压(如图所示)。 实验中,我也进行了相同的连接,但得到的参考电压为1.44V。 为什么当我的电路中的一切都正确时会出现这种异常? 请帮助。

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    您好,

    请发布您的示意图副本,以便我们诊断问题。
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    您好,Zak,

    谨随函附上该示意图

    我确实建立了这些联系。 但我的问题是,在突出显示的地区,我得到的电压是1.44V,而不是2.5 V。 引脚12,3已连接到Wheatstone桥接器的接地。 在引脚1处,我提供数据表中提供的5V电压。 针脚2已连接到针脚1。

    我的问题是,我想得到2.5 V电压,这电压会刺激Wheatstone桥。

    此致,

    船长

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    扎克
    我正在上传示意图,但在发布时,该示意图没有出现。 我试过几次。 因此,您是否可以提供您的邮件ID,以便我可以直接向您发送该图。 如果没有,你能否建议其他办法?

    Saurav
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    扎克
    这一次来了。 我希望我的问题现在能更容易理解。

    船长
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    您好,

    您的桥有什么阻力? 如果断开网桥,是否会看到预期的2.5V输出?
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    扎克

    电桥的有效电阻(或等效电阻)为109.091 欧姆。 如果我断开桥接器,我会得到预期的2.5 电压。

    谨随函附上图表

    因此,我的电桥的净电阻应该是多少,这样我就可以获得预期的2.5 电压或数据表中给出的任何其他参考电压。

    此致,

    船长

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    通常,数据表应指定参考的驱动器功能,但由于某些原因,INA126没有这样做。 我可以自信地说,对于驱动参考而言,100欧姆的桥接电阻过低(大约需要25毫安),但很难说出您需要的最小电阻是多少。 如果您可以灵活地增加电桥阻抗,我建议将电阻提高到超过2.5kOhm,这样基准不需要提供超过1mA的电流(这通常是一个安全的参考限值)。

    或者,您可以添加晶体管,如数据表中的图4所示,以提高输出电流。
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    您好,Zak,
    由于一些实验限制,我几乎不可能将桥的阻抗增加到2.5 千欧。 当然,我会考虑使用晶体管,然后再找你们。
    但是对于我目前的问题,我需要获得高电压(在2.5 到10伏之间)来刺激Wheatstone桥,你能建议任何其他的仪表放大器或运算放大器,在那里我可以得到这些电压,而目前的桥阻抗是109.091 欧姆。
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    如果您尝试在~100欧姆之间获得10V电阻,那么您需要提供100mA的电流,要获得此电流,您必须开始查看功耗运算放大器。 但是,电源运算放大器的直流性能不会很好。 我没有任何东西可以提供能够驾驶这座桥的车载参考。 如果您不想使用晶体管来提高电流,则可以考虑使用OPA191这样的器件来缓冲基准。 这是具有65mA最大输出电流和良好直流精度的运算放大器。 我的建议是以较低的电压(接近2.5V)运行电桥,并在需要时将增益分成多个阶段。
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    海泽
    在INA 125数据表的图4中,您所看到的晶体管是TIP29C。 但市场上有两种不同类型的TIP29C。 在其中一个TIP29C中,HFE为75,而在另一个TIP29C中,HFE为15。 REST所有参数都是等效或相同的。

    在这两个问题中,你能建议哪一个更好地解决我所面临的问题。

    其次,您能否详细说明,放置晶体管如何能够将桥接阻抗增加到2.5 千欧,而不会产生显著的电位下降,例如高值电阻。即,它会增加阻抗,但会产生明显的电位下降。 从而进一步降低激发电桥所需的电压。

    此致,
    船长
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    一般而言,晶体管的HFE并不重要,并且会波动很大。 更大的HFE意味着您具有更大的直流电流增益,因此您不必将更多电流驱动到基座中以获得所需的输出电流。 您应该对任何一个晶体管都很满意,但由于我们不确定参考的驱动能力是什么,如果您需要更多的保证,请选择具有更高HFE的版本。

    添加晶体管不会增加桥接器的阻抗,它会增加运算放大器看到的阻抗,并使用能够提供更高电流输出的晶体管补充运算放大器的输出级。 您不一定需要使用TIP29,您只需要一个晶体管,它可以承受您打算为桥接器提供的最大电流,并且击穿电压大于您的电源。 只要按照数据表中所示进行连接,晶体管就会处于运算放大器的反馈回路中,因此不会对桥接器上的参考电压造成任何重大误差。
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    您好,Zak,

    在昨天的答复之后,我尝试用另一个晶体管代替TIP29C。 我使用的晶体管是2N2222。  我的第一个问题是我不能理解图4中涉及晶体管的电路图。 (随函附上)。 发射器和底座部分是清晰的,但在收集器区域中,仅写入V+。 我想要2.5V的激励电压。 那么,V+的适当值应该是什么?在哪里连接V-?  V -是否连接到插针4,如图中蓝色线所示?

    请给出建议

    此致,

    船长

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    V+是您要从中获取额外电流的正极电源。 这可能与INA125使用的电源相同,但您仍应确保该电源可以提供您需要的电流,以便为桥接供电。 电源必须大于电桥参考电压,因为必须有一些电压通过集电极至发射极,晶体管才能工作。 此电压将是您的V+和电桥电压之间的差值,因此您必须确保保持在晶体管的功耗限制范围内。
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    您好,Zak,

    首先,非常感谢。 你已经逐一回答了我的所有问题。

    我已将电源的V-接地,并将V+连接到收集器,如INA 125数据表中的图4所示。 现在,我得到了数据表中给出的激励电压,即(2.4786 伏特)

    但现在我面临另一个问题,我的rg (在引脚8和9之间)是1千欧。 所以,我得到了一个65的放大因子。 但当我将rg设为120欧姆时,放大因子不是500。 它在1.18 伏特下饱和。  放大器的输入电压为11mV。 因此,放大后,电压应该是5500mV,但我得到的是1180mV。 我给INA 125和晶体管的电源为5伏。 为什么会发生这种情况? 请帮助。

    此致,

    船长  

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    您好,

    没问题,这就是我们的服务!

    这是交流还是直流输入信号? 增益为500时,您的带宽限制为900Hz,因此如果您的信号变化速度超过此速度,则会出现衰减。 此外,INA125的输出摆幅仅在正极轨电压约0.8V范围内(1.2V最小值),这意味着对于典型设备,与导轨的距离不能小于4.2V (或3.8V最小值)。 如果您按照前面的接线柱所示进行连接,则您的负极输出端子将提升至2.5V,这意味着在达到输出限制之前,您只能适应1.3V至1.7V的增加。 我认为这是你问题的根源。
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    您好,Zak,

    我要放大的信号是直流输入信号。 因此,我认为我的问题不会有任何带宽问题,因为频率为零赫兹。 我不理解您的第二和第三行回复。

    所以,我再次告诉大家,我的rg是121欧姆。 因此,AF是500。 放大器的输入电压为10-12 mV直流。 因此,放大后,电压应为5000-6000 mV6000 mV直流。 但放大后得到的电压小于理论值。 晶体管和放大器的供电电压为5伏。

    我只想举一个例子。

    放大器的输入电压=10 mV直流

    输出放大电压= 3.1 V DC

    在这种情况下,我只给出每个引脚相对于接地的电压

    所以,你能建议我如何获得与理论值相匹配的输出放大电压吗?

    这些连接与前面的帖子中讨论的相同。

    此致,

    船长

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    这里有几个问题,我将尽力解释:

    1)您在引脚5处测得的电压表明您没有在发射器上敲过晶体管,而是在参考电压运算放大器的输出上。 2.5V晶体管输出是您想要使用的精确参考。 但是,如果您只应用了一个不会改变极性的直流信号,则您甚至不需要像图6所示将输出偏置为伪接地,并且您可以将负载参照设置为接地。 请参阅以下内容进行比较:   

    2)您不能期望输出电压超过,甚至等于您的电源电压。 任何运算放大器都不能真正摆动至供油轨。 偏压引脚5意味着引脚10必须接至IAREF + 5V,这意味着您需要更大的电源电压。 因此,如果IARref具有2.5V电压,则输出需要摆至7.5V以产生5V差动输出。 除此之外,最坏的情况是INA125只能在正轨的1.2V范围内摆动,这意味着在同一情况下,您实际上需要8.7V的电源电压才能获得5V输出。

    简短的回答是,如果您将电源电压提高到大约10V,那么您应该不会遇到任何问题。

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    您好,Zak,

    我进行了必要的修正,例如将引脚5连接到晶体管的发射器,这样引脚5始终处于高于实际接地的2.5 电压。 我也可以理解你上次答复中的重要事实。 但现在的问题是,我能够得到一个65和500的放大因子,而不是1000。 我会给三个例子:

     对于所有这三种情况,放大器的供电电压为15.6 伏,晶体管的供电电压为5.2 伏。

    同样,增益为500

    增益为1000,

    在第二和第三种情况下,我们可以看到测得的放大因子与理论放大因子之间存在很大差异。 如果出现电压饱和,则应以10伏左右的电压开始,但在第三种情况下,电压饱和为6.008 伏

    我的主要目的是将信号放大到100倍或1000倍。 请帮助解释为什么饱和如此早发生。 在数据表中,我们可以放大到1万,但在这里获得500和1000的持续增益变得越来越困难。

    请帮助

    此致

    船长

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    您好,船长:

    无法达到500或1000增益的原因是您正在使内部A2放大器饱和。 10kΩ 数据表第11页"A2的输出电压可表示为:V02 = 1.3 *(VIN-)–(Vdiff)(μ S/RG)(电压参考IAREF端子,引脚5)

    内部运算放大器A2与A1相同。 其输出摆动仅限于正极电压约为0.8V,负极电压约为0.25V。' 10kΩ 参考电压,表达上述方程式的更简单方法是V02 = 1.3 (VIN-)–(Vdiff)*(μ S/RG)- 0.3 * IAref。 当您输入15mV并尝试以具有2.5V参考电压的500增益运行时,内部A2放大器希望驱动至-416mV,如下所示。

    同样,在增益为1000时,A2尝试驱动至-1.67V,如下所示。  

    在这两种情况下,由于您没有负电源,A2无法实际驱动此电压,因此它在大约250mV时饱和,并导致无效输出。 如果您不想增加负电源,我的建议是将IAREF接地,而不是将其提升到2.5V,并将桥电压提高到5V (这将为您提供2.5V共模)。 这可保证两个增益范围内的两个内部放大器都保持在其输入/输出限制范围内。

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    你好,船长
    我们尚未收到您的回复,因此我们假设您能够解决您的问题。 如果不是,只需在下面发布(如果此线程因超时而锁定,则创建新线程)
    谢谢
    Dennis
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    您好,Zak,

    将近一个月后,我给你写信。 根据您上次的回复,我将引脚5接地,并将桥电压提高至5V。 之后,我得到了所需的放大输出电压。

    但现在只是为了了解技术细节,我有两个问题:

    1)内部A2放大器已饱和。 但在上述示意图中,IOP2/A2的Vsupply是什么。 因为我们只能在输出电压比A2电压更强时讨论饱和度。

    2)原理图1和2 (您的答案的上述原理图)的原理图3和V1中的共模电压(VCM)是什么。 原理图与数据表中给出的完全相同,但原理图3中的VCM和原理图1和2中的V1除外。 根据我的理解,电路中不提供VCM和V1,因为数据表中没有这些信息。

    请帮助

    此致,

    船长

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    您好,船长:

    A2放大器不使用您向INA125提供的任何电源。 如果没有负极电源,则不能像所需的那样摆动负电压。 上述模拟使用理想的运算放大器运行,它将摆动到产生正确输出所需的任何位置。

    由于您使用的是网桥配置,因此输入共模为网桥电源电压的一半(假设是平衡网桥)。 我使用VCM和V1设置共模电压,而不是建立桥接电路。
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    您好,Zak,

    实际上,现在我的问题是,自从我可以将1.44 的激励电压提高到2.5 或5伏以来,我已经看到通过测量针脚5和11获得的输出电压随着时间的推移而发生偏移。 我正在使用ADC转换器在我的PC上获取结果。

    假设我记录10秒的值,采样率为1000,那么输出电压从0秒的6.79 伏特到10秒的6.85 伏特不等。 有时,这种漂移会大得多,并在10秒内发生。

    当激励电压为1.44 伏时,这种漂移问题就不存在了,对于记录数据10秒,用于振荡平均值的值没有漂移。

    但我观察到,随着桥的激励电压增加,放大器输出电压的漂移会增加。

    我想摆脱这种漂移。

    请帮助

    此致,
    船长
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    您好,船长:

    如果您要使用一个5VDC的109R桥接器,则桥接器必须散热230mW。 这是相当多的。 您是否确定您的桥梁可以承受这种高温而不会出现巨大的温度漂移?

    你使用什么类型的桥?

    Kai
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    如果您能提供更多详细信息,我们可以推荐一些电路创意。

    有什么电源电压?

    您是否尝试将一个电路调整为2.5V至10V以用于桥接激励?

    您所看到的差分输入电压范围是多少?

    使用任何仪表放大器时,您的输出电压摆动和共模输入范围与增益将受到限制。

    以下链接提供了用于TI仪表放大器的CM电压计算器。

    随附的演示文稿详细介绍了仪表放大器的CM电压限制。

    e2e.ti.com/.../INA_5F00_Vcm_5F00_vs_5F00_Vout_5F00_01.pptx

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    您好,船长:

    我建议直接使用万用表或类似工具查看引脚,以查看是否观察到相同的漂移特性。 我怀疑您的漂移可能实际上是由于在ADC中设置了误差,直接测量它可以让您确定是否是这种情况。

    正如Kai所说,您还会看到桥中如此大的功率耗散所产生的一些非线性。 您可以在网桥连接的顶部和底部添加一个串联电阻器以降低网桥电流,但这也会降低网桥自身的压降,您将失去一些分辨率。
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    船长

    我们尚未收到回复,因此我们假设您的问题已得到解决。

    谢谢
    Dennis
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    首先,我感谢凯,蒂姆和扎克的答复。

    他在答复中表示,该桥正在散热230毫瓦,这是一个相当大的数值。 除此之外,扎克在最初阶段也告诉过,流经桥的电流最好不应大于1mA。 好的,我正在研究增加桥电阻的可能性。

    但我想知道的是,桥中功耗的阈限是多少。 我知道230 mW的耗散功率相当大。 那么功耗应该少多少? 如果可用,您还可以在桥接器中附加一些有关最佳功耗的研究材料。

    我已准备好增加桥电阻,但桥电耗散应限制在哪个值?

    我希望大家都能理解我的问题。 请一如既往地提供帮助。

    此致,
    船长
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    您好,船长:

    电流限制通常由电桥制造商提供。 它主要与散热有关。 您可以产生这样的印象:一个非常小的桥可能不会散热太多,并且很容易过热。 另一个问题是非线性。

    您使用哪种类型的桥?

    Kai
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    我使用的是一座惠斯通桥。 我在面包板上做了这座桥。  您能否详细说明非线性零件。

    Saurav