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[参考译文] OPA4188:模拟过滤器的输出偏移问题

Guru**** 1815690 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA188, INA326, OPA4188, INA188, INA333
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/596690/opa4188-problem-with-output-offset-of-the-analogic-filters

部件号:OPA4188
主题中讨论的其他部分:INA326,OPA188 INA188INA333

你(们)好

命令附加了正在使用的滤波阶段(由于增益不足,电位计(R19)被修改了200K之一)。 昨天,我对滤清器的所有TP进行了一些测量,并检测到了一些东西。 使用DC中的示波器,我看到了以下情况:

  1. INA326的输出信号偏置几乎为-2.5V (我不明白为什么使用制造商建议的图表)
  2. 高通的输出信号安装在0上
  3. 缺口输出信号安装在0上
  4. 低通滤波器信号安装在0上
  5. 逆变器放大器的输出信号被设置为-200mV电压,电压随增益而变化,但达到-1V (我不理解为什么会发生这种情况)。 在过滤器2,3,4和5中,OPA4188。

根据放大器的增益,加法器的输出安装在1.5 和2V之间,而不是像应该的那样大约安装在2.5 之间。 使用德州仪器(TI) OPA188
我不知道这与事实真相有何相抵。 我已经查看了数据表,但我没有找到该部分...它是否是配置?

INA输出处的信号具有大约500mV的偏移和~60mV峰峰值信号,安装在偏移上,在Pasa Altas中,峰值峰值信号的振幅为~60mV (取决于输入),安装在0上。 在将缺口安装在~-40mV位置后,尽管有单位增益,幅度还是降低了。 低通输出安装在~ 20mV上,振幅减小幅度更大(我们能否将这些损失归因于部件的公差)。

我还会随问题附上图片。  

细观:

偏移来自何处?

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    Miguel,您好!

    我们有几个问题。

    1."安装"是指偏移?
    2. U8是您的"加法"放大器吗?
    3.驱动INA导致-2.5V偏移的输入信号和输入电路是什么? 请澄清这种情况。
    4.此外,您驱动INA的哪种输入信号会导致您连接的直流振荡器测量? 您是如何将所有单独的测试点都放到一个图上的?
    5. ADC_REF2V5引脚是否来自内部缓冲的ADC? 在U8的同相端子处添加此偏移量,可将TP30向下加载。
    6.~60mV峰峰值安装在哪里?

    Peter Iliya
    精密放大器
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    Peter Iliya 说:
    "mounting"的意思是偏移?[/QUOT]

    是的。 IM将信号偏移2.5V,以消除负电压并使用整个信号,因为我需要稍后使用FFT

    [报价用户="Peter Iliya]2. U8是您的"加号"放大器吗?[/QUOT]

    是的

    [报价用户="Peter Iliya]3. 驱动INA导致-2.5V偏移的输入信号和输入电路是什么? 请说明这种情况。[/QUOT]

    使用EMG信号的IM。 我不知道为什么... 自我今天上次测量以来,它发生了变化,信号偏移~500mV。 该电路由TPS7.2325万DBVT和TPS7.9325万DBVR供电。  

    [报价用户="Peter Iliya]4. 此外,您驱动INA的哪种输入信号会导致您连接的直流振荡计量? 您是如何将所有单独的测试点放到一个图上的?[/QUOT]

    我真的放大了噪音。 我没有将任何东西连接到输入端,因为电缆坏了。 但即使有EMG信号,也会出现这种现象。 我刚刚从一个TP快速地转至另一个TP,以便能够展示所有这些内容。 我将时间设置为2秒分区。  

    [报价用户="Peter Iliya]5. ADC_REF2V5引脚是否来自内部缓冲的ADC? 在U8的同向端子处添加此偏移将向下装载TP30。[/QUOT]

    否。ADC_REF2V5来自REF3125AIDBZT。 我附上该图片,供您查看它的连接情况:

    我不理解“在U8负载TP30的非反相端子处添加此偏移”,但电路应该将信号置于 2.5V的中心,这样我可以获得0到5V的信号。 放大器应将信号从+/-mV放大到+/-2.5V。  

    [报价用户="Peter Iliya]6. ~60mV峰-峰安装在哪里?[/QUOT]

    这是TP9上的信号,它正确地安装在0上。  

    信号应安装在高通滤波器,槽口,低通和反相放大器上的0上,直到它安装在最后一级的2.5V上。  

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    您好,Miguel感谢您的回答。

    我问INA326输入电路,因为如果输入偏置电流没有直流/回路,输入将开始浮动或充电。 这最终会导致输出波动,最终会卡入其中一个电源导轨中。 这可能是您在INA326的输出端持续测量不同偏移(例如500mV,-2.5V)的原因。

    您可以在我们的大多数INA数据表中找到有关此问题的说明。 请参阅第11页了解INA326数据表,但我将在下面显示INA188数据表中更全面的数字作为示例。 考虑将并联电阻器连接到每个输入端接地。 您可以从47kOhm开始,但最佳值将取决于您的应用。


    执行此操作后,请尝试将可分辨的信号驱动到您的INA中,以查看电路如何工作,因为您当前示波器图像中的不一致可能与噪声有关。 对于U3反馈电阻,电位计设置为什么?

    此外,您还需要注意8.87M大电阻R7和R10。 OPA188的输入偏置电流通常指定为+/-160pA,这会在U3的输入上产生+/-mV的偏移。

    总的来说,您应该在TP13处获得2.5V的偏移信号,因为在U8的VIN+处,您的2.5V参考将被划分为1.25V,然后通过2V/V增加到2.5V。

    Peter Iliya
    TI精密放大器

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    您好,Peter

    让我看看是否正确。

    I ask about the INA326 input corcas because you do not have DC/ return paths for your input bias current,then your inputs will begin float or charge up。 这最终会导致输出波动,最终会卡入其中一个电源导轨中。 这可能是您在 INA326的输出端持续测量不同偏移(例如500mV,-2.5V)的原因。[/QUOT]

    我需要将两个输入都连接到GND,即使主体也连接到GND?由于电极的存在,EMG信号应该有DC偏移,这是正常的,但如果可能会根据您刚才所说的内容递增。  

    执行此操作后,尝试将可分辨的信号驱动到您的INA中,以查看电路的工作方式,因为您当前示波器图像中的不一致可能与噪音有关。 对于U3反馈电阻,电位计设置为什么?[/QUOT]

    信号是噪音。 IM使用EMG数据拍摄新图像,但问题相同(我可能也会遇到一些连接器问题)。 我不知道放大器上电位计的值,但我知道,昨天,当移动电位计时,信号从-200mV移动到-1V。 它对应于安装在1.5 而不是2.5 上的信号

    此外,您还需要注意大型8.87M电阻R7和R10。 OPA188的输入偏置电流 通常指定为+/-160pA,这会在U3的输入上产生+/-mV的偏移。[/QUOT]

    你是说我应该在这里使用较低的值??

    Peter Iliya 说:
    总的来说,TP13上的偏移信号应为2.5V,因为在U3的VIN+上,您的2.5V参考电压将被细分为1.25V,然后通过2V/V增加到2.5V。[/QUOT]

    在这里我不理解。 您说的是2.5V分一半,而U3在哪个阶段? U3是OPA4188...,U3未连接到2.5 偏移信号... 它在OPA188中,在加法器中。  我不理解最后一部分。  

    谢谢

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    您好,Peter

    我从原始信号中附加图像。 EMG信号

    **编辑:

    我不明白为什么当OPA4188的最大偏移量应为25uV...时,槽口会增加如此大的偏移量。

    如果我添加了一个电容器,并将其输入放大器作为附加的高通滤波器工作,但信号输出在添加配置之前以0为中心,以抵消信号2.5V,那么它是否有效?  

    此致

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    我看到了一篇文章: e2e.ti.com/.../2308.1-dsgn.bmp
    图中,INA是326 (显然),它们(我们只关注输入)是电阻器和电容器,用于去耦。 这是否可用作偏置电流直流路径? (有第三个电极将人连接到GND)
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    我将尝试按顺序回答您的问题。

    - 我不确定如果病人/人连接到接地,这将为INA输入偏置电流(IB)提供路径,但我认为不会,因为这个皮肤接口阻抗可能非常高。 电极可以有直流偏移,但这不是浮动输入导致INA输出引脚波动的原因。

    您从先前的E2E接线柱(http://e2e.ti.com/cfs-file/__key/CommunityServer.Discussions.Components.Files/14/INA326输入)中获得的图像显示,22pF电容器(C2)将2308.1 输入连接到接地,但这些不是IB电流流经的路径,因为这些电容器在直流处是开路的。 我不确定路径在原理图中的位置,但在相同的线程中,提到必须包括这些路径,如本引述所示:

    “您必须在输入端创建直流偏压(即通过上拉电阻器至VREF),以确保IB返回路径,从而确保INA333的线性操作。” –Matt Hann
    https://e2e.ti.com/support/amplifiers/precision_amplifiers/f/14/p/347/22.436万?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=emg#224360</s>22.436万

    总的来说,您必须为通过INA326输入的DC IB连接一些路径,否则您的输出将受到无限期偏移的影响。 无论您是否正在测量噪音或EMG电极,纠正此问题都可能会纠正其他问题,因此我将从这个开始。

    - 我认为最好确定实际电位计电阻,以便了解增益,查看U3安培是否按预期工作,并了解TP30处的偏移量(如果有)

    - 凹口滤波器中的电阻器R7,R10和R61可以降低(电容器增加以保持相同的光纤通道),这将降低U3的偏移,因为其IB (150pA)不会在电阻器中产生大量电压。

    最后 ,我应该纠正自己。 我想说的是,在U8的VIN+,而不是U3时,2.5V参考电压将被划分为1.25V (我回去纠正了这个问题)。  因此,U8 VIN+处的信号偏移1.25V。 然后将其乘以2,在TP13上获得2.5V的安装信号。 TP30应在0伏位置居中。


    Peter Iliya
    TI精密放大器Tucson

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    [QUETE USER="Peter ILIYA"]- 我不确定如果病人/人接地,这将为INA输入偏置电流(IB)提供路径,但我认为不会,因为皮肤接口阻抗可能非常高。 电极可以有直流偏移,但这不是浮动输入导致INA输出引脚波动的原因。[/QUOT]

    好的。 我想我在一本书中看到,从线到GND的电容器用于隔离患者,保护患者免受瞬态电压等。 但让我再检查一次。 我可以使用电阻器,就像您发送给我的示例一样。 麦克风1。 或者是否有EMG信号的示例?  

    E2E POST (http://e2e.ti.com/cfs-file/__key/CommunityServer.Discussions.Components.Files/14/INA326 输入接地)中包含的图像(2308.1)显示22pF电容器(C2),但这些不是IB电流流经的路径,因为这些电容器在DC处是开路的。 我不确定路径在原理图中的位置,但在同一线程中,提到必须包括这些路径,如本引语所示:[/QUOT]

    我认为电容器是为了保护病人。 好的,清除。 嗯,路径必须是接地的电阻器,然后是对吗?

    总的来说,您必须为通过 INA326输入的DC IB连接一些路径,否则您的输出将受到无限期偏移的限制。 无论您是否正在测量噪音或EMG电极,纠正此问题都可能会纠正其他问题,因此我将从这个开始。[/QUOT]

    好的,明白了。 偏移量将始终保持恒定并且不存在任何饱和问题的方式是正确的吗? (如果信号当然不高于电源电压)

    Peter Iliya 说:
    - 我认为最好确定实际电位计电阻,以便了解增益,查看U3安培是否按预期工作,并了解TP30处的偏移量[/QUOT]

    它是77K。  

    Peter Iliya 说:
    - 凹口滤波器中的电阻器R7,R10和R61可以降低(电容器增加以保持相同的光纤通道),这将降低U3的偏移,因为其IB (150pA)不会在电阻器之间产生显著电压。[/QUOT]

    这是否会导致电路的异常行为? 至少是那个特定阶段? 电阻器过大配置正在反转电压并增加如此多的偏移? 您会推荐哪些范围的值?  

    Peter Iliya 说:
    - 最后,我应该纠正自己。 我想说的是,在U8的VIN+,而不是U3时,2.5V参考电压将被划分为1.25V (我回去纠正了这个问题)。  因此,U8 VIN+处的信号偏移1.25V。 然后将其乘以2,在TP13上获得2.5V的安装信号。 TP30应居中于0伏[/报价]

    因此,如果信号以0V正确居中,则输出信号将为2.5V,而不是假设为否?

    谢谢!!

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    我认为没有任何EMG示例,但我认为麦克风示例最好是在电极产生差分电压信号的情况下。

    是的,将这些分流电阻器添加到接地将保持偏移恒定。

    U3 IB和大槽口电阻器的大偏移原因是信号链中携带的偏移,影响直流电平准确度,可能影响交流电。 TP14处的~2mV偏移可能是TP30测量值未安装在0V时的原因。 此直流偏移在U3处增加,使您从0的偏移更糟。TP13测量在2.5V处看起来正确偏移。

    我建议降低R7和R10 (可能是R61),通过IB的U3来降低偏移原因,并通过添加直流电阻路径接地来固定您的INA输入电路。
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    Peter Iliya 说:
    我认为没有EMG示例,但我认为麦克风示例最好是在电极产生差分电压信号时使用。[/QUOT]

    是的... 我一直在寻找一些示例,但没有...甚至在Google上也没有... 我发现了一些类似的电路,但ECG的右腿电路和EMG的其他电路,但没有电阻器。  

    如何计算EMG信号的良好电阻值? 它从1.5 变为15mV

    Peter Iliya 说:
    是的,将这些分流电阻器添加到接地将保持偏移恒定。[/QUOT]

    完美 这样,偏移量将始终保持不变,INA将不会饱和,并始终正常工作?

    U3 IB和大槽口电阻器的大偏移量将是一个偏移量,它会影响直流电平的准确度,可能还会影响交流电。 TP14处的~2mV偏移可能是TP30测量值未安装在0V时的原因。 此直流偏移在U3处增加,使您从0的偏移更糟。TP13测量在2.5V处看起来正确偏移。[/QUOT]

    INA上的偏移通过高通滤波器解决。 TP14处的偏移约为40mV。在低通(TP29)之后,偏移约为20mV。  

    Peter Iliya 说:
    我建议降低R7和R10 (可能是R61),以通过IB of U3减少偏移原因,并通过向地面添加直流电阻路径来固定您的INA输入电路。[/QUOT]

    我会。 我将寻找一个较低的电阻器,以K代替M。我将电路连接到试验电路板中,只是为了检查偏移... 因为实际电路已安装在带有MCU的PCB上,Im正在使用...  

    因此,在输入处添加接地路径将使偏移稳定。 我还需要在那里添加一些电容器以保护病人(如果我将电容器(如所提供的链路所示)与电阻器并联添加,是否可以?)

    然后更换槽口上的电阻器和电容器

    为了确保在放大之前将偏移设置为0V,我可以添加一个附加电容器与放大器的输入串联,将电位计更改为R23,并将一个大固定电阻设置为R18 (R19消失) 要修改增益而不更改附加高通右的切断频率?

    谢谢!

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    您好,

     

    在选择这些电阻值时,您必须做出妥协,因为您不希望它们太小,并且从信号中消耗太多电流,但您不希望它们太大并增加热噪声。 我不能推荐特定的值,因为我不熟悉您的系统,但您可能想在原型中试用。

     

    添加并联电阻器并不意味着INA的Vos偏移将是恒定的。 这可能因来自EMG的信号的频率和共模而异。 如果EMG传感器的振幅过高,您的INA也可能饱和。 实施INA增益时,您需要考虑传感器的可能振幅范围。

     

    将电容器与这些并联电阻器并联接地应该很好。

    [报价用户="Miguel Amezcua Peregreina"]

    为了确保在放大之前将偏移设置为0V,我可以添加一个附加电容器与放大器的输入串联,将电位计更改为R23,并将一个大固定电阻设置为R18 (R19消失) 要修改增益而不更改附加高通右的切断频率?

    [/引述]

     

    我不确定您所指的是哪一个放大器,但如果您在TP29处添加串联电容器,那么在放大信号之前,您可以有效地消除偏移,只需确保电容器的等效电阻至少比R23低十年,以减少U3的增益误差。

     

    如果电位计移动到R23,您也可以调整此增益,是。

     

    最佳,

    Peter Iliya

    精密放大器

    亚利桑那州图森

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    您好,Peter

    Peter Iliya 说:
    总的来说,TP13上的偏移信号应为2.5V,因为在U8的VIN+上,您的2.5V参考电压将被细分为1.25V,然后通过2V/V增加到2.5V。[/QUOT]

    我对这部分有疑问。 这也会修改原始信号NO?的振幅。

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    如果直接馈入U8 IN+的信号峰值为2.5mV且中心在1.25V左右,则TP13将读取以2.5V为中心的5mV峰值。 因此,您的问题的答案是肯定的。