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[参考译文] INA821:如何为采用单电源的 INA821选择 LDO

Guru**** 545180 points
Other Parts Discussed in Thread: INA821, TPS7A47-Q1, ADS1256, REF5050
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/1114672/ina821-how-to-choose-an-ldo-for-the-ina821-with-a-single-supply

器件型号:INA821
主题中讨论的其他器件: TPS7A47-Q1ADS1256REF5050

我有一个 INA821仪表放大器、他说他在0.1-10Hz 时的输出噪声为2.5uV (假设输入信号噪声低于2.5uV)、我对 INA821使用10V 的单电源。 那么、我应该选择噪声小于2.5uV 的 LDO 吗?
或者、电源噪声实际上是否不会影响仪表放大器最终输出的噪声?
为了实现 INA821的性能、我应该选择哪种 LDO?

P.S.我的输入信号介于0.5-20Hz 之间 
谢谢!
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    您好!

    为了实现 INA821的性能、我应该选择哪种 LDO?

    如果您正在寻找低噪声 LDO、可以查看 我们的 LDO 站点。 由于我不知道您的输入和输出电压范围、因此我不会使用滤波器来缩小选择范围。   

    https://www.ti.com/power-management/linear-regulators-ldo/products.html?keyMatch=LDO&login-check=true#p1128=0.001;15&sort=p1128;asc

    通常、您更喜欢将串联线性 LDO 稳压器用于低噪声应用。 但是、INA821在低频下具有出色的 PSRR、如下图所示。 因此 LDO 的选择并不是很关键、但 TI 确实有非常广泛的 LDO 可供您用于应用。  

    例如、假设 INA921 的电源轨在其电源轨输入端具有10mVpp 的60Hz 噪声;并假设 INA821在增益= 100V/V 且 PSRR_min = 130dB 的情况下运行。 在大约10mVpp/10^(130dB/20)= 3.2nVpp 时、PSRR 对输出的影响不大;根据示例、最大电压纹波将在 INA821的输出端看到。   

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond  

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    非常感谢您的回复。

    很抱歉忘记添加、我的输入电压为12V、输出为10V、超过100mA (感谢您的提示、我想我知道如何查找 LDO)。
    我不太确定 PSRR 的计算。
    假设频率为10Hz、现在我使用 TPS7A47-Q1 LDO、根据图1、在10V 输出时噪声约为7.5uV。
    当 G=1时、INA821的 PSRR 大约为120dB。 图2.

    因此、根据计算结果、TPS7A47-Q1 LDO 影响仪表放大器输出的最终噪声如图3所示。
    我的想法是正确的吗?

    Figure 1.

    图1.

    Figure 2.

    图2.

    Figure 3.

    图3.

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    您好!

    请发布原理图、了解您如何处理 INA821的 REF 引脚以及 LDO 的电源电压在何处进入信号链。

    Kai

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    尊敬的 Tingwei:

    我的猜测是、您有兴趣计算低频应用(0.5-20Hz)中 INA821的总噪声。 正如 Kai 所建议 的、最好是上传原理图、而不是推测您要做的事情。   

    当您讨论噪声时、您需要注意单位和频率范围等。   尽管 PSRR 具有类似的含义、但 LDO 和运算放大器之间的 PSRR 测量技术略有不同。   

     TPS7A47-Q1 LDO 中的7.25uVrms 噪声集成在10Hz 至100kHz 范围内。 因此、我们需要知道 LDO 和 INA821的应用频率是多少。 我非常确定 LDO 的 LPF 将被限制在100Hz-1kHz 或更低的范围内。  

    对于 INA821 IA、下图是 Vnoise 和 Inoise 频谱密度噪声系数。 假设 Vnoise 噪声和电阻器噪声是您的设计中的主要变量、我们需要知道 INA821中的工作频率范围、以便我们可以根据应用估算或仿真总噪声。  

    根据 INA821中120dB-140dB 范围的 PSRR 数据、我不相信 LDO 的噪声在您的应用中会很明显(0.5Hz-20Hz)。 您可以消除或忽略 由于 INA821电源轨而产生的 LDO 噪声(根据您的 LDO 选择)。 但是、我们想知道如何在 INA821配置的其他位置使用 LDO、也许我们可以提供一些额外的建议。 请向我们提供原理图、应用和/或设计要求。  

    我不太确定 PSRR 的计算。

    随函附上供您参考的链接。  

    https://training.ti.com/ldo-basics-power-supply-rejection-ratio-psrr#:~:text=This%20ratio%20can%20be%20expressed,PSRR%20value%20is%20in%20decibel。

    https://training.ti.com/ldo-basics-power-supply-rejection-ratio-psrr#:~:text=This%20ratio%20can%20be%20expressed,PSRR%20value%20is%20in%20decibel

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-power-supply-rejection?context=1139747-1139745-14685-1138802-669722

    最棒的

    Raymond

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    您好~感谢您的回复
    下面是我的原理图。 我的信号端是一个具有两个相反信号的传感器。 我想使用共模抑制噪声、以增加感应的动态范围。
    信号为0.9V、以+-0.2V/单位值为基准。

    该传感器的噪声约为2*(10^-4) V、我们希望消除共模噪声以达到4*(10^-6) V 

    我们主要测量0.075-20Hz 范围内的信号、并使用 ADS1256进行200Hz 采样。

    很抱歉,我们无法公开说明它是哪一个传感器,因为我们正在进行关于新技术的学术研究,对不起。

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    感谢您的专业回复、原理图已在其他帖子中回复。
    我将详细阅读您提供的信息、并祝您愉快。

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    您好!

    至少有三个误差项:

    电源电压噪声、

    2.来自传感器或电桥的共模噪声和

    VS3连接到 INA821的 REF 引脚时的基准电压噪声。

    所有这些误差项都必须单独计算。

    请记住、电源电压噪声在10V/V 增益下被抑制130dB 因此、信号链中仅引入非常小的电源电压噪声。 但 REF 引脚上的基准电压噪声会在没有任何抑制的情况下引入信号链!

    Kai

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    好的、我理解~我忘记将 REF 引脚更改为 REF5050连接~
    很抱歉、我给出了一个错误的电路、我会根据您提出的错误对其进行修改、如果有任何问题、我会再次提出。 再次感谢您的提醒和回复、祝您愉快。

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    您好!

    还有另一个陷阱:

    INA821的共模抑制对于平衡源阻抗而言非常大、增益为10V/V 时为120dB 在高达20Hz 的频率范围内、共模抑制甚至会非常高、并且源阻抗存在一定的不平衡。 请参阅数据表的图17和18。

    但请记住、在桥配置中、任何桥臂电阻不平衡都会完全破坏共模抑制。 由于一个桥臂的电阻与其他桥臂的电阻相差仅1%、因此桥电压的任何噪声将转换为仅抑制52dB 的差分信号。 通过 INA821的超高共模抑制、不再将电桥的电压引入到要抑制的信号链中、而是通过减小抑制因子、例如52dB:

    由于不平衡会将共模噪声转换为差分噪声、因此无法再消除该噪声。 它已成为信号不需要的一部分。

    电桥中的低通滤波也是如此。 滤波电容器的任何不平衡都会完全破坏 INA821的共模抑制。 因此、最好保持 INA821输入端共模信号低通滤波的转角频率相当高、以仅防止 INA821解调 EMI 到达输入端。

    您还应考虑在 ADS1256的输入端安装抗混叠滤波。

    Kai

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    好的、谢谢您的提醒、我将尝试修复电路~谢谢