TI E2E 英文论坛海量技术问答的中文版全新上线,可点击相关论坛查看,或在站内搜索 “参考译文” 获取。

This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] INA2181-Q1:, INA4181-Q1 --增益值的热稳定性

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/763202/ina2181-q1-ina4181-q1-----thermal-stability-of-the-gain-value

部件号:INA2181-Q1

在这些放大器的输入处添加外部电阻器以进行滤波时,预期的热稳定性/增益值漂移是多少? (例如,两个10欧姆电阻器,根据9.1 Tm3信号滤波的数据表示例)

据了解,在此配置中,增益将有一个额外的初始误差约为-% 0.83 ,这在我们的应用中并不重要,因为它将被校准出来。

但是,我们对上述配置中增益的热漂移幅度感兴趣;数据表中没有该参数的指示。  

显然,"增益误差与温度"(1.5 ppm/°C典型值,20 ppm/°C最大值)的出色数据表值无法保持。

从各种AppNotes和报告中可以看到,内部电阻器经过优化,可实现极其严格的热跟踪,但板载电阻器的绝对值可能相差多达+/- 30%或更多。

此外,对增益的影响完全来自输入处的偏置网络(等效电阻为1250欧姆?) 该偏置网络的TCR价值是多少?

  • 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,Victor,

    INAx181系列采用零漂移技术设计,这就是实现超低漂移的原因。 内部1250电阻漂移通常以较低的单位ppm /摄氏度计算。因此,出于实际目的,可将其视为温度过高平坦。 因此,您可能能够仅根据外部电阻器来估计系统误差漂移。

    内部电阻器绝对值可能随20 % 而变化。 如有必要,请将此考虑在内。

    如果您还有其他问题,请告知我们。

    此致,Guang

  • 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,Guang

    感谢您的快速响应。

    遗憾的是,您说的太好了,不能说是真的... :-)

    在芯片上不能集成具有单ppm /°C热漂移的电阻器。 如果情况确实如此,则所有精密电阻器制造商(Vishay,Ohmite,Riedon,Susumu,Panasonic, Yageo——我相信我错过了几个)很快就会失去业务。 即使对他们来说,制造单ppm / °C电阻器也是一个大问题,通常涉及具有特殊处理的异域金属和氧化物,这在IC上是不可能的。 而且它们的尺寸很大...

    集成在IC中的电阻器更符合每  °C +1700 ppm至-650 ppm的热漂移。

    现在,INAx181设备的差分输入电阻可能根本不是物理电阻,而是某种开关电容器电路产生的等效电阻。 INAx181放大器必须如此,因为它看起来至少有一部分(重要)电源电流是从输入上的共模电压中抽取的,一旦它超过IC的电源电压。 从"输入偏置电流与共模电压"和"IQ与共模电压"图表中可以清楚地看到这一点。 必须有一个充电泵装置为IC的部件提供工作电流,并且充电泵非常高效,它不是一个内置LDO,在从26 V为5 V电路供电时会浪费大部分能量

    在这种情况下,热漂移取决于集成电容器(它们也不是很稳定,但可能具有比集成电阻器更好的TC)的值漂移,以及内置时钟的频率。 时钟本身将取决于至少一个电容器和一个电阻器,或者在某些环形振荡器方案中可能取决于门延迟。

    仔细的IC设计可能会尝试通过时钟频率的变化来补偿电容器的漂移,但将其调整为单ppm并不是真正可行的。

    所以,这就是为什么我说IC输入处的等效差阻的单ppm漂移听起来太好了... :-)

    您提到的零漂移技术肯定仅适用于输入偏移电压的稳定性和漂移,也可能适用于增益值的稳定性和漂移-输入处没有额外的电阻器。

    如果可能,请联系原始设计和表征团队,并向他们询问我正在处理的问题:

    简单地说,我们对差分输入电阻对增益热稳定性的影响感兴趣,这是在额外的电阻器与输入串联的情况下。这种情况基本上发生, 由于等效 差动输入电阻与在输入处添加的额外电阻一起形成简单的分压器, 因此等效 差动输入电阻的热稳定性将对整体增益值的热漂移产生很大影响。

    请询问:

    1) 是否有任何表征数据(可与我们共享)支持任何规定的漂移水平。

    2) 我们实际上并不关注 漂移的绝对值,而只是关注IC在大型生产批次中该值的变化。

    正因为如此,我们计划使用IC的"A1"型(具有20 V/V增益),电流感应将在靠近IC GND引脚的共模电压下完成(例如,低侧感应),IC将以5 V供电

    我们的应用是大容量汽车;INAx181-Q设备非常适合,几乎完美,除了我提出的问题。 要想使用该设备,我们必须证明它在应用程序中正常工作,在实验室中不能进行试错或表征。

    您是否还可以回答以下(可能)相关问题:在 INAx181-Q部件的SLYS018A–2018年4月–2018年7月修订数据表的图21 (第11页)中 ,显示了关闭条件下的输入偏置电流与共模电压。 您能解释一下,当 µA其电源电压为零,共模电压也为零时,IC如何能够产生一些(公认的小,约-6 μ A)电流? 此电流来自什么电源/电源连接? INA设备是否具有嵌入式能源? :-)

    随附有问题的图表(如果未能通过,请按上述说明进行查找: INAx181-Q数据表第11页图21)。

    感谢您的帮助!

    e2e.ti.com/.../Fig-21-re-question-to-TI--for-INAx181_5F00_Q1.pdf

  • 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,Victor,

    正如您所提到的,在数千个PPM中,肯定存在具有TC的电阻器。 这正是我说过的原因,出于实际目的,您可能只需要关注这些外部电阻器的TC。 INAx181内部电阻器确实很好。 如果您必须有一些与之相关的数字,则范围为±25ppm/⁰C。 ⁰C是-3ppm/μ m,这就是我之前说它是平的原因。 我认为这回答了您的问题2)。 但是,对于您的问题1),没有表征数据,因为Fab PDK保证了这一点。

    对电阻供应商来说,他们确实提供了具有超低TC的多种电阻选择,这里是 Digikey的链接。 显然,我们不是唯一知道如何制作好电阻器的人。

    关于-6uA电流的问题–芯片内有感应电路(1250电阻器是其中的一部分)。 输入和VDD之间存在路径。 这就是为什么输入偏置电流图的外观与它的外观相同。 负号只是表示电流流出设备,而不是流入设备。

    此致,Guang

  • 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,Guang

    感谢您的回复!

    不幸的是,您的解释是:在关闭模式下0共模时的偏置电流--不是真正合理的。 即使输入和Vdd之间存在连接,也特别声明Vdd对于此图表为零,因此不会出现泄漏。

    但是,我相信我们已经弄明白了。。。 在第11页(图表所在的位置)的顶部,有适用的测试条件,除非另有明确说明。

    当电源条件(vs = 5 V)被Vs = 0的断电状态取代时,Vref = vs/2的条件在Vref = 2.5 V的意义上可能仍然适用

    电阻约为500 k的2.5 V电位(从Vref引脚到Amp+的一个电阻器,然后从Amp+到Input+引脚的较小电阻器,如数据表的断电部分所示)将产生-5 µA的泄漏。

    当我放大图表并使用标尺测量相关点时,0 V共模电压下的估计泄漏值约为5.14 µA --足够近...

    这也解释了当共模电压(也使用图21中的标尺测量/估计)时,偏置为零的原因 是一些1.48 V。这是一个由来自Vref和Vout的内部电阻器组成的分压器施加在输入上的电压。 它不完全是Vref的1/2,因为从输出引脚到GND的连接(如数据表断电部分所述----低阻抗)在大约250 k时不是很低; 在断电情况下,输出很可能只是偏置一个二极管,在GND以上大约0.46 V。  此时来自Vref的电流将仅接近2 µA。

    这也解释了为什么在1.21 V的共模电压下,图20 (通电条件)中的偏置为零。通电时,装置将主动驱动输出至0 V,因此不再出现二极管下降。 从Vref到Vout的分压器将参考电压精确地分为一半(嗯,1.21 V与预期的1.25 V足够接近,并且可能还有一些从输入到GND的其他分钟泄漏路径来降低此电压)。

    谜题解决了...

    感谢您的Digikey链接--我完全不知道Digikey,Mouser等销售高精度电阻器... :-)

    我还有一个问题:当输入偏置高于Vs时,输入端的配置是什么,它会消耗额外的偏置电流? 请看所附的草图--我只看到三(3)种可能性,请告诉我实际使用的是哪一种--输入端是否有实际的物理电阻器,还是由于开关盖泵的作用而具有明显的等效电阻?

     ⁰C ⁰C实际电阻器,我将假设,正如您在前面的消息中所说,这些电阻器的TCR最大为±25 ppm/μ A,典型为-3 ppm/μ A。

    谢谢!e2e.ti.com/.../Q-to-TI-re_5F00_INAx181_5F00_Q1-input-bias-configuration.pdf

  • 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,Victor,

    一如既往,很高兴能以我们所能提供的任何方式提供帮助。

    关于您的问题:“当输入偏置在Vs之上时,输入处消耗额外偏置电流的配置是什么?” –配置A是实际电路的最接近表示,只有每个电阻器为1250。 让人印象深刻的是,您能够了解IC的许多内部工作原理。

    是的,这两个电阻器是我们前面谈到的关于扁平TC的电阻器。

    此致,Guang

  • 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。

    谢谢你,Guang,我认为这个线程已经解决了!