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[参考译文] INA338:需要 SPICE 模型

Other Parts Discussed in Thread: INA338, INA337, INA326, ADS131M06, LM7705, 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/1110010/ina338-spice-model-required

器件型号:INA338
主题中讨论的其他器件: INA326ADS131M06INA333INA337

您好!

我对 INA338仪表放大器有一些不确定之处。 是否有经过验证的 SPICE 模型? 我想对我的电路进行仿真、以便在订购 PCB 之前对其充满信心。

提前感谢、

Stanislav

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     您好 Stanislav、

    是否有经过验证的 SPICE 模型?

    遗憾      的是、我们没有 TINA INA337/INA338 PSpice 模型;但是、我们有一个适用于 INA326的模型、这与 INA338类似、请参阅以下链接。  

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/918676/ina337-ina337-output-information?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=ina337#

    下面是 INA338的 VCM 与 Vout 图、用于创建从输出到输入的线性响应。 您可以通过以下链接下载该工具。   

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

    如果您有任何其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    您好 Raymond、

    感谢您的回复。 虽然此工具可能很有用、但恐怕并非我所需要的全部工具。 从理论上讲、我可能会从 INA326的仿真中学习其余内容-但该器件在电源轨附近的输出摆幅范围方面有所不同。

    我将解释我需要什么。 电源电压5V。 在输入端、我想连接 VCM 为 2.5V 的称重传感器、Vdiff 为+-5mV 满量程。

    在输出端、我想连接 ADS131M06 (提供3.3V 电压)。 我打算将 IA 的基准和 ADC 的反相输入连接到 ADC 的基准。 然后将 IA 输出转换为 ADC 同相输入。 在这里、我需要知道由5V 单电源供电时 IA 的允许输出范围、以正电压为基准。

    我还对如何将基准电压正确连接到 IA 感到困惑。 我将在 INA338的数据表中对此进行解释。  在第9页的图1中、使用并联 RC 元件将引脚5 "直接"连接到基准电压。 至少这是我的理解方式。 我怀疑这不需要接地、因为此连接与单/双电源供电无关。

    不过、下面是第12页的图6、其中提到了使用分压器的输出范围基座。 在这里、我完全不理解差异在哪里、以及在我的场景中需要什么。

    Stanislav

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    您好  Stanislav、

    这是设计要求。

    单电源轨:5V 直流

    2. INA338的输出电压:3.3V_max  

    VDIFF_max = 5mV 且 VCM = 2.5VDC。  

    增益估算:3.3V_max/5mV = 660V/V_max   

    如果您的0<= Vdiff <= 5mV、则需要较小的 Vref 电压、例如0.1至0.25VDC。 如果您的200uV<Vdiff <= 5mV、则您可以将 Vref = 0 Vdc。  

    模拟工程师计算器中演示了这两种场景。   通过增大 Vref、您可以更改应用的输入和输出范围。 这些是简单的比较。   

    我将使用 INA326仿真增益=~600V/V 且 Vref = 0.25VDC 的条件。

    每个仿真的最终增益为570V/V、我没有对其进行进一步微调。 您可以对其进行调整并根据需要进行调整。  

    BTW、该电路可能需要在 INA338的输出端添加额外的 LPF 滤波器、以便正确连接 ADS131M06。 请向 ADC 支持团队寻求其他支持。  

    e2e.ti.com/.../INA326-5Vdc-for-INA328-06162022.TSC

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    最棒的

    Raymond

     

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    您好 Raymond、

    现在、我了解了如何使用该工具。 只有一点、它是否检测到 IA 参数的所有违规行为? 更具体地说、我对0V 输出附近的行为感兴趣。

    但是、在向 IA 施加基准电压时、我仍然感到困惑。 您能解释一下我上一篇文章中提到的数字之间的区别吗?

    Stanislav

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    您好  Stanislav、

    它是否检测 IA 参数的所有违规行为?

    是的、VCM 与 Vout 工具会考虑 INA338数据表中的所有线性运行参数。 您可以浏览 INA338的数据表、您会发现该工具使设计更加简单。  

    更具体地说、我对0V 输出附近的行为感兴趣。

    如果您希望 Vout = 0Vdc 且 Vin = 0Vdc、则可能必须使用数据表中所示的负电源轨。 您可以使用 开关 电容器电压逆变器 LM7705在 V-电源轨上施加-0.232V 或更低的电压。 根据数据表要求、Vout 在整个温度范围内为 V-+ 0.25V。 我建议在 V-上施加-0.4Vdc 至-0.5Vdc、这样当 Vin = 0Vdc 时、Vout 有一个设计裕度降至接地或 Vout = 0Vdc。   

    或者、当 VDIFF_INPUT = 0mV 时、您可以使用我使用高 Vref 进行仿真的结果。  

    但是、在向 IA 施加基准电压时、我仍然感到困惑。 您能解释一下我上一篇文章中提到的数字之间的区别吗?

    IA 的传递函数为 Vout = GAIN*(Vin+- Vin-)+ Vref。 在仿真示例中、 (Vin+- Vin-)= 0mV 且 Vout= 0.25V (当 Vref 针对单电源轨配置为0.25VDC 时)。 对于双电源电压轨或非对称电源电压轨、Vout =  GAIN*(Vin+- Vin-) 、Vref = GND = 0Vdc。  

    下面的应用手册介绍了如何设计和运行两个运算放大器 IA。 您可以围绕附加的仿真来更好地了解它 的工作原理。

    e2e.ti.com/.../OPA192-2_2D00_op-amp-IA-06162022.TSC

    https://www.ti.com/lit/an/sboa281/sboa281.pdf?ts=1655417707671&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    最棒的

    Raymond

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    您好 Raymond、

    很遗憾、您仍然没有回答我的问题。 现在、我相信我知道答案。

    我问的是、我可以看到您使用分压器向引脚5施加电压。 这只是为了从更高的电压中产生更低的电压吗?

    在仿真中、我只使用单个电阻器(及其滤波电容器)施加了我的基准电压、即使没有分压器、它也能正常工作。 这是 ME 的首选设置、我确实需要基准电压源、原因更多(包括 ADC 基准)。

    Stanislav

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    您好  Stanislav、

    INA338是一款2运算放大器仪表放大器、请参阅下面蓝色的增益公式。 在2运算放大器 IA 电路中、增益= 2 (R2/R1)。 如果没有 R2电阻器、则无法配置增益。 这就是在2级运算放大器 IA 电路中配置时实现 Vref 增益的方式。  

    下面是3级运算放大器 IA 电路。 我认为您提到的是3运算放大器 IA、而不是2运算放大器 IA 类型。 是的、在3运算放大器 IA 中、Vref (低阻抗节点)可以直接应用于引脚5、如 INA333的数据表所示。  

    这只是为了从更高的电压中产生更低的电压吗?

    实际上、这是一个副作用、因为 IA 的传递函数是 Vout= GAIN*(Vin+- Vin-)+ Vref。 随着 Vref 升高、Vout 也会增大。  

    您是否在单电源轨配置中更改了 INA338 VCM 与 Vout 图中的 Vref? 请注意之前回复中标记的参数。 图边界内的任何 VCM 与 Vout 条件都被视为线性运行、这与 INA338数据表中提供的性能数据相同、请参阅下面捕获的图像。 当更改 Vref 时、其他 IA 设置固定时、请注意 VDIFF_MIN、VDIFF_max、VOUT_MIN 和 VOUT_max 范围。  

    最棒的

    Raymond

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    您好 Raymond、

    我们仍然不能相互理解。 我知道 R2是 实现增益所必需的。 我还了解 Vref 对 Vout 的影响。

    这是我的原理图、我想确认一下。 请注意、我不使用 R2'电阻器。 R2电阻器的一端连接到 IA:7 (使用 MSOP-10中的 INA338)、 另一端 连接到基准电压(来自另一个电路板上的基准电压源)。

    相反、数据表和原理图中的一些图使用额外的电阻器 R2'、该电阻器将基准电压施加到 IA:5 (分别在 INA338上为7)、R2接地。 R2'是强制的、还是只是一个技巧、可以通过一些更高的电压(可能是电源电压)生成更低的 Vref 电压?

    Stanislav

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    您好 Stanislav、

    R2'是强制的、还是只是一个技巧、可以通过一些更高的电压(可能是电源电压)生成更低的 Vref 电压?

    好的、我知道您的问题是什么。 您应该已经从 Get-Go 发布了原理图。  

    引脚5是一个节点可以在 V+轨之上摆动+100mV、在 GND 或者负电源轨之下摆动-20mV、如 INA338数据表中所述。 换句话说、R2或引脚5上产生的电压必须能够拉取或灌入电流(2I_R1的拉电流高达-20mV/R2、灌电流高达+100mV/R2)。 此外、接地连接是 INA338的电流共模基准。   

    INA338的内部电路(与 INA326相同)、如" INA337内部"部分所示、反馈为电流而不是电压。 如果您在引脚5节点处注入低阻抗 Vref、电路可能仍会工作、请参阅橙色电路(相当于分压器)。  

    如果 Vref 信号从 R2的另一端注入(如原理图所示)、 则运行可能会产生 错误。 它可能仍会运行、但可能会产生未知错误(2I_R1和 IAcommon 错误)。

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    最棒的

    Raymond

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    您好 Stanislav、

    [~ userid="503457" URL"/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forumers-foruma/1110010/ina338-spice-model-required/4115650#4115650"]是否必须使用 R2'、或者只需通过更高的电压(可能是电源电压)生成更低的 Vref 电压?

    从更大的基准电压生成小基准(伪接地)只是一个诀窍。

    Kai

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    您好 Kai、

    感谢您的回复。 这是我要确认的。

    Stanislav