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[参考译文] INAEVM-SO8：通过仪表放大器进行差分测量

admin
Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: INA828, INA129
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/973399/inaevm-so8-differential-measurement-by-means-of-instrumenation-amplifiers

器件型号：INAEVM-SO8

您好！

为了实现模数转换(至少-6V 至+6V 的输入范围)、我想检查并调查一些用于驱动 ADC 的仪表放大器。 因此，我使用了 INAEVM-SO8„通用仪表放大器评估模块”。 在双电源配置下对 INA129UA 和 INA828IDR (GAIN=1、Vref 至 GND)仪表放大器进行了评估、并在单端输入(误差小于1mV)的情况下表现良好。 在测量差分输入信号方面、结果并不令人满意、放大器的输出电压(电源=+/-12V、共模偏移= 6V)。 永久发生至少2mV (而不是大约3mV)的误差。 例如：

输入：0.05V ->输出：0.046V

输入：3.25V ->输出：3.2465V

输入：5.2V ->输出：5.197V

由于我只有3通道电源、因此我使用了2个、1个用于电源电压、1个用于输入信号。 如所附图片所示、将1.004V 而非1V 转移到放大器输入端(上部电源)。 也许这是放大器输出信号偏差的原因、但我不确定导致这种影响的原因(评估板上的电耦合？)。

也许有人可以帮助我通过仪表放大器确保在测量差分信号时获得更好的结果！

(如果不适合在数据采集系统中将上述仪表放大器用作 ADC 驱动器、请通知我。)

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    TI__Guru**** 664280 points
    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。

    您好、Simon、

    您是如何将所有组件连接在一起的？ 您能显示计划吗？

    Kai

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    TI__Guru**** 664280 points
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    您好、Simon、

    感谢您发帖。 我可以为你效劳。

    我从您的帖子中收集了以下信息：

    • 增益= 1V/V  
    • REF = 0V
    • 电源=+/-12V
    • Vcm = 6V

    您能否向我发送每种配置的原理图-单端输入和差动输入？ 请包含每个输入电压范围。 您还能展示如何将一切连接到设备吗？

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    TI__Guru**** 664280 points
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    感谢您的帮助。  

    在这里、您可以看到我是如何执行测量的：

    黑色电路表示 INAEVM-SO8评估板及其组装方式(Rg DNP 可获得增益1； R5=0r 可将 REF 设置为 GND)。  对于 U1、我使用了两个内部放大器 INA129和 INA828、如前所述。 使用外部电源时、我施加了+/-12V 电源电压(蓝色信号)、另一个电源电压施加了输入电压(绿色信号)。

    如果是单端测量、IA 输出相对准确地与输入匹配、如果是全差分、则会发生几毫伏的误差。

    Simon

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    TI__Guru**** 664280 points
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    您好、Simon、

    与全差分测量相比、单端测量可抑制的共模输入电压更小。 这就解释了在全差分测量中输出失调电压误差略高的原因。

    但误差电压过高(高于数据表中规定的值)的主要原因可能是测量设置不当：我看不到输入电压信号的任何屏蔽

    缺少屏蔽、再加上缺少输入低通滤波以及 INAS 极高的输入阻抗、可能会导致由 EMI 导致的输入级解调相关误差电压击非屏蔽输入电压线路。 解调效果表现为不可解释的失调电压降级：输入或输出失调电压高于指定值、甚至可以显示"消失"。 不仅输入电压线路易受 EMI 导致的解调影响、而且输出线路...

    最后但同样重要的是、由于可编程直流电源和电压表的精度有限、它们也会导致失调电压"误差"。

    Kai   

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    TI__Guru**** 664280 points
    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。

    尊敬的 Kai：

    感谢您的建议、我看到输入信号应该被屏蔽并更具体地调整。

    您能否更准确地解释一下我如何在理想情况下针对此电路实现此功能？ 我假设每个输入上一个简单的一阶 RC 电路作为低通滤波器运行、可能是过滤信号的一种不复杂的解决方案。 但是、您可能会推荐并展示一个方便的输入级电路(用于屏蔽、滤波等)。


    另请注意：
    此评估板已经提供输入滤波(共模和差模滤波)功能、也许使用它就足够了。

    Simon

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    TI__Guru**** 664280 points
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    您好、Simon、

    R1和 R2应足够小、从而不会因输入偏置电流的压降而产生额外的失调电压。 ARROUND 2k2可能适用于此处。

    然后、转角频率不应高于单位增益带宽的1/10左右。 100kHz 的转角频率可能在这里工作。 因此、C1和 C3的1nF 似乎是一个不错的选择。

    C2的值大约为 C1的十倍、从而产生10nF 的值。

    对于 C1至 C3、我会为2k2电阻器(+/-0.1...1%、+/-25...50ppm)和+/-1% NP0电容采用精密薄膜电阻器。

    请参阅电缆屏蔽、使用 RG-58或类似工具(不需要很昂贵)、并通过 J3将屏蔽件连接到 J1处。 保持直流电源上的屏蔽未连接。 如果需要、您可以将来自直流电源的信号接地通信连接到这些屏蔽层中的一个(但仅一个)。

    和：将 RO 增加至100R :-)

    Kai