[参考译文] INA186：建议的分流电阻值

您好 TTD、

这是 INA186完全可接受的条件。 它是一款低侧和高侧的 CSA。 它 可 精确感测低至 VCM=-0.1V 的分流电压。

对于 ADC 的选择、您可能不需要非常快的采样、因为 INA186 -3dB BW 最大为45kHz。  如果转换/采集时间太短、INA186也许无法驱动某些 SAR ADC。 采用 Δ-Σ 架构的 ADC 更易于驱动。 由于 INA186 SPICE 模型对闭环带宽和输出阻抗进行了建模、因此可以使用 INA186 SPICE 仿真模型来仿真它驱动 SAR ADC 的效果以及如何调整 RC 电荷桶滤波器。 但可能只需要较慢的 Δ-Σ。 请参阅以下培训材料：

https://www.ti.com/lit/an/sboa443/sboa443.pdf?ts=1663092386044&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs-final-sar-adc-drive-simulations?context=1139747-1140267-1128375-1139106-1134076

选择合适的分流电阻器和 ADC 均受系统限制、例如精度、INA186/ADC 的可用电源电压、信号吞吐速度、允许的分流功率耗散等 INA186应能够轻松准确地测量400：1负载电流动态范围。 如果我制造此电路、我会尝试为 INA185提供最大的与电源电压、因为这有助于扩大精确的动态范围、因此使 Vs=5V。 我将~一个分流器、使输出电压在400mA 时为4.95V (Vs 的最大输出电压摆幅为 Vs-40mV=4.96V)。  如果我使用 INA186A3、则分流器需要为(4.95V/100)/400mA = 123.75mΩ Ω。 如果将其舍入到123mΩ μ V、则 Vout (在 I=1mA 时)=1mA* 123mΩ*100V/V =12.3mV、这可能太低、即使 INA186在整个温度范围内被指定为10mV 的零电流输出电压(Vzl)。 原因是失调电压误差此时可能变得过大、并且器件未指定为如此低的增益误差。

然后、该算法会要求降低 INA186增益、以帮助提供更大的动态范围。 对于 INA186A1、所需的分流器为(4.955V/20)/400mA = 619mΩ Ω 四舍五入。 因此、在1mA 时、Vout = 61.9mV、这会将 Vout 置于线性度更佳的位置、并有助于减小偏移误差。 请记住、器件的增益误差为100mV 至 Vs-100mV。 它可以在 Vout =~50mV 时保持此精度、但不建议降低、因为输出级可能不再呈线性。

根据上述练习、很明显、您需要使用 INA186A1、其工作电压为 Vs=5V、分流电阻为500mΩ~619mΩ Ω。 由于您需要所有可能的动态范围、因此我会尝试将数据表中的摆幅和负载电阻器条件与在满量程时拉取的电流不超过~200uA 的输出相匹配。 (在10kΩ 表中、摆幅规格在 Vs=1.8V 和 Rload=8 Ω 时进行测试、因此满量程时 Iout ~1.8V/μ s = 10kΩ 180µA Ω)。 这相当于您应用的25kΩ Ω 负载电阻器。 具有负载电阻器有助于 Vout 摆动到更接近于接地、但如果负载电阻太小、则 Vout 不能摆动至接近 Vs。因此这是一种平衡、请参阅数据表的图6-5。

此外、我会尝试查看是否可以使用 Δ-Σ ADC 直接测量 Vout、但要准备好使用 INA186和 ADC 之间的运算放大器缓冲器进行需要/验证。

为了了解如何计算总误差、您可以使用本文档。

https://www.ti.com/lit/an/sboa336/sboa336.pdf 

此致、

Peter

尊敬的  Peter：

感谢你的答复。

我想查看您建议的文档。

INA186A1 最适合我的应用。

顺便说一下、 当目标负载处于待机状态时、电流为-1mA 至1mA。

那么 INA186A1 在 Vout = 61.9mV 时从-1mA 感应到 Vout = 123.8mV 时从-1mA 感应到0a、 在 Vout = 185.7mV 时从-1mA 感应到什么？

这意味着为了 保持精度、电流感测最小分辨率似乎为1mA。

或者 ADC 的分辨率很高，例如24位 delta sigma，它是否覆盖低电压范围并 保持精度？

 如果切换适当的大分流电阻值、我认为精度更好。 但电路有点复杂。

然而 、对于-1mA 至1mA 和-1mA 至400mA、电流值与500mΩ~619mΩ Ω 相同、其电路很简单。

此致、

TTD