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[参考译文] INA317：INA317输出振荡

admin
Guru**** 1626620 points
Other Parts Discussed in Thread: INA317, OPA317
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/1134202/ina317-ina317-output-oscillation

器件型号：INA317
主题中讨论的其他器件： OPA317

您好！

         目前，我正在使用 INA 317调试电路板。 我发现 INA317输出具有一些80KHz /80mVpp 的振荡、请参阅随附的：

测试条件为：短 VO-和 VO+并连接到 REF2030AIDDCR 输出(1.5V)的 REF 引脚、INA317输出通过 RC 滤波器(100 Ω/22nF)连接到 ADC 输入

然后我尝试了以下操作：

  • 移除 INA 输入 VO-和 VO+(C22)之间的电容器。 -->没有改进
  • 将 ADC 外部电容(C19)的电容从2.2nF 降低到560pF -->一些改进、振荡峰值从80mV 降低到48mV、频率从80kHz 更改为16kHz。下面的两个波形是使用不同光标捕获的相同波形。

  • 然后将 C19更改为100pF -->变差了。 以下两个波形是具有不同水平刻度的相同捕获。

我可以有你的意见吗？  我检查了数据表、其中典型的容性负载驱动为500pF。 这是否意味着我们必须为 INA 使用500pF 负载？

BR、

陈

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、Chen Gao、  

    请发布 IA 的完整原理图并告诉我们有关传感应用的信息。  

    我认为 ADC 前面的 RC 滤波器是电荷桶滤波器、其截止频率相当高、这意味着不应使用大电容器来构建滤波器。 请使用较大的 R 和较小的 C IN 值来构建桶式滤波器。 IA 运算放大器之后的更大容性负载可能是不稳定问题。 500pF 可能是 INA317能够在其输出端驱动的典型最大 C_LOAD、而不会出现运算放大器稳定性问题。

    最棒的

    Raymond  

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、Raymond、

      请查找附件。

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、Chen Gao、  

    我希望您的前端能够看到您的输入共模电压 VCM 因为你没有展示、所以我猜是不是这样。  

    IA 的增益= 67.67V/V、这意味着 BW 大约为4kHz 范围。 最佳 VCM 可在中间电源附近配置、也可在单电源轨的2.5VDC 附近配置。

    不清楚您拥有的是什么。 Vs-是接地还是原理图中有双电源轨？

    我在下面模拟了一个 IA 电路。 我需要知道您的输入信号、传感器的频率响应、VCM 和激励电压(如果有)是什么。  2.2nf 电容负载可能会导致一些不稳定问题、perhpas 可能 还有其他一些因素也会导致振荡或高输出噪声。   

    通过交流分析、我确实观察 到80kHz 范围附近的急剧相位变化。 如果差分输入滤波器配置为低于4kHz、R16从100Ω Ω 增大到~1kΩ Ω 范围、2.2nF 减小到<500pF、则不应在电路输出端看到任何振荡问题。   

    e2e.ti.com/.../INA317-Oscillation-09142022.TSC

    所示为如何配置差分和共模 LPFS 的图像、另请参阅下面的参考链接。  

    https://www.ti.com/lit/ug/sbou115c/sbou115c.pdf?ts=1663087419736&ref_url=https%253A%252F%252Fduckduckgo.com%252F

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、Raymond、  

      感谢您的评论。 为了回答您的问题、VS-通过跳线连接到 GND。 在原理图中、我只提供单电源轨和双极电源轨解决方案。 对于输入信号、我将 VO2和 VO2 +短接在一起、然后像我之前发布的方框图那样、使用1.5V 电源连接到 REF 引脚。 INA 的输出也是直流电。 我将尝试调节输入/输出滤波器、以查看是否有任何改进。  

    BR、

    陈

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、Chen Gao、

    [引用 userid="495436" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134202/ina317-ina317-output-oscillation/4210472 #4210472"]对于输入信号、我将 VO2和 VO2 +短接在一起、然后使用1.5V 电源连接到 REF 引脚、如我之前发布的方框图所示。

    如果没有任何输入共模电压、则无法将输入短接在一起、因为您使用的是单电源轨。 请将两个输入短接并连接至2.5VDC、其中 Vcm = 2.5VDC。  

    通过短接输入、VCM 在绿松石色矩形下方工作、这不是 IA 响应的线性部分。 输入是 VCM 模式之上的 VO2+和 VO2-的差值。   

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    TI__Guru**** 1626620 points
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    您好、Raymond、

       VCM 为1.5V、与 REF 引脚相同、因为它们连接在一起。 无论如何、我还尝试将2.5V VCM 连接到 INA 的输入端、但噪声仍然存在。

       我修改了1kohm/470pF 的 ADC 外部输入 RC。 请在下面找到波形(黄色曲线)，振荡峰值从80mVpp 减少到40mV，振荡频率上升到200kHz 而不是80kHz，振荡重复周期= 16kHz。  

     

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    您好、Chen、

    请50µA INA317是一款功耗极低的仪表放大器、仅消耗1 μ A 的电源电流。 这种仪表放大器无法轻松驱动像 ADC 这样消耗更高电源电流的正常仪表放大器的动态负载：

    您可以从 INA317的超长稳定时间和超低转换率中看到这一点。 您将需要添加一个缓冲器来驱动 ADC、如数据表的图41所示。

    Kai

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    您好、Chen Gao、  

    Kai 有一个很好的观点。 请将输出串联电阻器增加 至5kΩ Ω 10kΩ Ω 范围、并查看它是否仍在振荡。 添加缓冲器将易于在 INA317上加载。  

    最棒的

    Raymond

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    抱歉、我忘记附加 sim 文件：

    e2e.ti.com/.../chen_5F00_ina317.TSC

    Kai

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    尊敬的 Kai：

      实际上、在我的测试中、我没有运行 ADC 采样、这意味着 INA317的负载仅为1kohm / 470pF。 我通过输出上的示波器监测振荡。  

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    您好、Chen Gao、  

    问题是 Riso 仍然太小、无法补偿(Zo + Riso)在470pF 容性负载下产生的极点。 我认为 Riso = 1kΩ Ω 足够大、足以补偿极点、但它没有如下面的仿真所示。 我假设 OPA317用于 IA 的最后一个阶段、但情况可能并非如此。  在任何情况下、相位裕度都不够、因此您可以看到 INA317输出端的振荡。  

    如果我有一个在 INA317 IA 最后阶段使用的模型、那么结论将是相同的。   

    e2e.ti.com/.../INA3-17-3rd-op-amp-w-OPA317-09152022-_2D00_-autosave-22_2D00_09_2D00_15-19_5F00_33.TSC

    如果如以下示例所示、Riso 从1kΩ Ω 增加到5kΩ Ω、则相位裕度从25度增加到大约55度。 由于仿真可能不会反映 IC 内部使用的实际 INA317、因此它可能无法为您提供实际所需的结果。 但是、输出端增加 Riso 的方向是正确的。   

    有关运算放大器补偿方法的这一部分、请访问下面的 PRAMPS 培训视频。 它提供了在驱动容性负载时如何补偿运算放大器的理论和方法。   

    https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-stability-capacitive-loads?context=1139747-1139745-14685-1138805-13952

    最棒的

    Raymond

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    感谢 Raymond、我尝试了10千欧 Riso、振荡消失了、但实际上如此大的电阻会影响我的 ADC 最小采样时间、尤其是实现了过采样。 因此、我认为需要额外的 OPA。  

    。

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    您好、Chen、

    [引用 userid="495436" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1134202/ina317-ina317-output-oscillation/4211967 #4211967">但实际上这种巨大的阻力会影响我的 ADC 的最小采样时间、尤其是实现了过采样。 因此、我认为需要额外的 OPA。[/quot]

    完全正确。

    Kai