[参考译文] INA826：应用恒定输入时、INA 826提供不规则或可变输出

您好、Tarun、

您可以与我们分享原理图吗？  

您是否意味着某些制造电路板会出现"输出电压饱和或输出电压逐渐降低或放大器不响应施加的输入"问题？ 其他 PCB 是否正常工作？

这是一个推测-->请保持制造的 PCB 清洁，不要焊接助焊剂、残留物、指纹或其他污染等。 制造的电路板应经过超声波清洗循环、以去除不需要的异物。 如果问题与推测不同、请向我们提供更多详细信息。  

最棒的

Raymond  

您好，Raymond，

感谢您的回复。

我已经组装了大约40个 PCB 板。 在40个 PCB 板中、发现23个板正常工作。 在剩余的17个电路板中、每个电路板都有不同的问题、例如输出逐渐下降、某些电路板始终处于饱和状态等

我怀疑 PCB 质量和组装 的 AD8421位于同一位置、所有17个电路板都能正常工作。 请查找随附的原理图。 我已将 R2 0E、R5 220E、R6 12E、R7开路。 这是针对213增益计算得出的、其中我的输入为12mV、输出为2.56V。

另一点是为仪表放大器提供的电源是双路输出直流/直流转换器。

您好、Tarun、

您是否也可以展示称重桥的原理图？

您是否已正确过滤直流/直流转换器输入和输出引脚？ 直流/直流转换器因产生大量恼人的噪音和纹波而闻名:-(

您是否有电源电压的示波器图？

Kai

您好、Tarun、

电路的 Rg 为232欧姆。 增益= 1 + 49.4k Ω/232 = 213.93。为了使 INA826饱和、差分输入(V+IN - V-IN)差分必须高于70mV (15V/213.93 = 70.12mV)。  

正如 Kai 所建议的、我将查看包括激励 Vref 电压在内的惠斯通电桥的模拟前端。  

1.重量桥传感器的激励基准电压有多稳定。

激励基准电压上的纹波电压是多少？ 差分滤波器截止频率约为440Hz。  

3.假设 INA826的 PIN6连接到稳定 AGND。  

4.如果您使用交流/直流或直流/直流稳压器，请正确滤除开关噪声。 请使用低 ESR 陶瓷电容器消除稳压器输出端的高频开关噪声。  

每个电路板都有不同的问题、例如输出逐渐下降、某些电路板始终处于饱和状态等

请将有问题的主板分成多个组、并一次对一个组进行故障排除。 这样做可能更容易。 如果您无法确定、请向我们发送一些示波器截图。   

最棒的

Raymond

您好、Tarun、

您是否在对17个有问题的 INA826 PCB 进行故障排除方面取得了进展？ 希望我们提供的信息对您有所帮助。 如果您需要任何助手、请告知我们。  

最棒的

Raymond

您好、Raymond & Kai

很抱歉耽误你的回答。 我离开工作几天了。

1.提供给称重桥的激励基准电压是稳定的。 我测量了纹波并附加了屏幕截图。

在我的原理图中、REF 引脚连接到稳定的模拟接地。

3、IAM 使用微型开关将电源电压从230V 转换为24V、然后使用直流/直流转换器将双电源电压从15V 转换为24V。 我测量了两个电源的纹波并连接了示波器快照。

此致  

Tarun

示波器截图

+15V 示波器快照

-15V 示波器快照

您好、Tarun、

嗯，这对我来说太吵了

所有电源电压必须干净、稳定且噪声较大！ 我建议增加电源电压滤波:-)

在这里、使用开关生成电源电压可能不是最佳主意、因为您的信号非常低、您必须进行超高放大。 这仅适用于使用 Pi 滤波器的复杂且优化的低通滤波。

您能否显示完整的原理图？

Kai

您好、Tarun、

我同意凯的意见。  

惠斯通电桥的输入信号在标称工作电压下仅高达12mV。 激励 Vref 输入的电压纹波约为 +6mV 至-11mV。 +15Vdc 的电压纹波范围为+15mV 至-12mV、-15Vdc 的电压纹波范围为+7mV 至-12mV。 这些纹波噪声数值对于重量测量应用而言太大。  

Kai 在另一个论坛中建议了一些电源稳压器滤波方法、请参阅以下链接。 我认为您的+/-15V 电源轨可能需要帮助进行此类调节。 这是滤除电压纹波方法的电容乘法器。 2.2k Ω 和2.2uF 电容器为 LPF 滤波器、T1和 T2为串联稳压器(您也可以使用2N2222或2N3906或其他 BJT)。 消除大多数电源噪声会带来很多惊喜。 如果电路实施后输出电压仍有噪声、请将2.2uF 增加 到10uF 以滤除额外的噪声。 配置后、LPF 截止频率约为33Hz。  

由于电流消耗要求较低、该方法仅适用于 INA826电路。 如果您需要使用电路驱动更高的电流、则可能必须加强串联晶体管以处理更高的功率耗散。

BTW、惠斯通电桥电路需要超低噪声和稳定的 Vref 激励电压。 +/-15Vdc 或 Vref 的绝对值不是很重要、但必须保持稳定、因为 INA826仅测量其输入端惠斯通重量传感器的差值。 如果您能够修复 INA826器件的电压纹波、则上述观察到的大多数问题都应消失。  

https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14/p/972992/3596631#3596631

如果您需要额外的助手、请告知我们。

最棒的

Raymond

感谢 Raymond & Kai 的支持。

我将尝试电源稳压器滤波方法、如果需要任何其他帮助、请与您取得帮助。

此致

Tarun

您好、Tarun、

您能否展示开关部分的原理图？

Kai

您好 Kai

找到以下原理图

此致

Tarun

您好、Tarun、

基于开关电源的模拟前端、您没有足够的滤波器来消除电路中不必要的噪声。 在+/-15Vdc 端，有一个极点接近1/2*pi*sqrt (10uH*100uf)=5.03kHz。 因此、LC 滤波器仅在大约5kHz 后对输入信号进行衰减、并且不会将低频噪声衰减到5kHz 以下。 LC 以-40dB/十倍频程的速率滚降、在40kHz 左右后不会滤除更高的噪声。   

此外、在5kHz 时 LC 滤波器中存在 Q、请参阅下图。 即使您插入较大尺寸的电解电容器、它也可能无法消除所配置的 Q。 顺便说一下、WRA2415S-3WR2在+/-15mA 时仅能提供大约100mA (最大值)的电流、  

现在、您需要先对 LC 输出滤波器进行降级、然后将极点移至<50Hz (我相信您的交流输入为220Vac @50Hz)。  

这是另一种方法、因为您已经构建了50个单元。 我不想在这个交叉点大幅改变设计。

1.将10uH 电感器替换为100欧姆功率电阻器，大约2W。 (这基于100mA 输出电流)。 (您可以堆叠多个低功率 SMD 电阻器以共享热耗散)。  

 2.将100uF 电容器更换为低 ESR 的较大电容器，如果可以的话，则更换为470uF 电容器。 或在+/-15Vdc 输出端并联多个低 ESR 电容器(如果没有备用焊盘、您可以将 SMD 电容器堆叠在彼此的顶部)。  如果您能够在+/-15Vdc 的输出端添加更大尺寸的电容器、LPF 滤波器的性能将更好。  

 3.在 INA826 IC 侧、如果能够的话、您需要插入多个低 ESR 陶瓷电容器、例如1uf、100nF、1nf 等。  

这可能有助于电路滤除大部分不必要的低频噪声。  

我希望这些变化足以消除您的问题。 否则、您可能必须改进 π 型滤波器并减少24V 直流输出端的电压纹波。  请确保您的10VDC 激励基准电压具有更低的惠斯通电桥传感器电压纹波。  

如果您进行其他改进、您将完全改变电路。 由于有32个单元在"工作"、我假设直流/直流转换器的性能可能足以满足您的设计要求。  

如果您有其他问题、请告知我们。  

最棒的

Raymond

您好、Raymond、

像这个这样的小扼流圈、例如

eu.mouser.com/.../

通常提供足够的串联电阻来抑制 LRC 滤波器的谐振：

e2e.ti.com/.../raymond_5F00_ina826.TSC

当串联电阻 R > SQRT (2L/C)(在这里大约为0.5R)时、可防止谐振。

Kai

您好、Tarun、

切勿忘记开关的两个信号接地端(引脚1和引脚7)之间的 Y 电容！

布线两个本地接地平面而不是普通的铜线迹非常重要、一个绕线引脚1连接到引脚1、另一个绕线引脚7连接到引脚7。 让它们几乎接触到以太网、然后将 Y 形电容器安装在两个本地接地层之间的小间隙中。 这大大减少了 Y-cap 连接的迹线电感。 相反、布置传统铜迹线会完全破坏 Y-cap 的有效性。

在我的电路中，我总是将两个 Y 形电容器并联，以进一步降低电容器电感的负面影响:-)

Kai

尊敬的 Kai：

感谢 LRC 滤波器的阻尼电路和仿真。

谢谢、

Raymond