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[参考译文] INA240:为什么 Tina 单向直接输出图为低电平

Guru**** 1078800 points
Other Parts Discussed in Thread: INA240, TINA-TI, LM317, INA240-Q1, INA282, TIDA-01141
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low

器件型号:INA240
主题中讨论的其他器件: TINA-TILM317INA282TIDA-01141

它看起来是电流发生器 IG1正弦波输入、而 REF1、2单向未绘制具有2 m Ω 分流器的正确输出信号。 然而、当 REF1、2设置为中间电源1.65v 时、电流发生器 IG1会按预期工作。 在 REF1、2=GND 时、分析似乎表明+in/-in 不接受双向分流信号?  

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    您好、GI、

    正确的是,当 REF1、2=GND 时,+in/-in 不接受双向分流信号,因为负方向被削波。

    此致、Guang

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    因为它是一个差分放大器、所以这会在我的脑海中起一些技巧。 那么、来自 IG1的输入测试信号必须全部高于接地?

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    更令人关注的是、即使通过 IG1将输入削波至接地以下、50A 输入信号的输出也仅为49mV。 然而、实际的输入信号是双极或过零分流器。

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    [引用 userid="48581" URL"~/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low/3644556 #3644556"]更多相关信息是通过 IG1传输的50A 输入信号的输出仅为49mV

    同样、"dang 电流发生器 IG1 DEC 级别"复选框会忽略 REF1/2设置。 必须使用任何输入值来检查直流电平、正弦波设置为1mA 左右。 当未选中复选框的值时、上述49mV 输出默认为 IG1的1mA 直流电平。

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    尊敬的 GL:

    以下是一些您可能认为有用的仿真:

    e2e.ti.com/.../gl_5F00_ina240_5F00_1.TSC

    Kai

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    您好、GI、

    听起来这不是 INA240器件/模型问题、而是与 TINA 通用组件相关的问题。  我将查看随附的文件 Kai。

    此致、Guang

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    与电池电源相比、通过电压放大源(VAS)将 TI 仿真似乎默认为 REF1/2、这可能会导致高于 IG1直流电平? 对于上述布置图、我将 VAS 电平设置为0V 进入 ref1/2。  

    然而、根据 REF2/2放大电压源、对于2m Ω 分流器、O得 是轨到轨输出电平的输入缩放不一致。 我们在双向模式下释放了大约±10安培的窗口、而不是单向模式。 是否注意到电池 Ref1/2的情况?

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    用于 REF1/2输入的电压放大源似乎不准确、并且会放弃正确的输出图。 注意:起亚删除了替换为电池电源的内容、但没有提到 IG1 DC 电平框是否未选中。 这可能解释了为什么 在 Tina 绘制的结果与实现现实世界不同。

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    无论 VAS 或电池0V=REF1、接地符号都不绘制0V。 也许 INA 模型 {Tina9-TI-06162016-125730}正在反馈或泄漏到 REF1、2中? Vref-1图示为600.0µV、但直流探头显示为0V。

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    尊敬的 GL:

    因为我仍然不知道您的确切意思、所以我再次发布一些仿真结果

    e2e.ti.com/.../gl_5F00_ina240_5F00_2.TSC

    使用 TINA-TI 版本执行的操作:

    {Tina9-TI-05062016-162132}

    Kai

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    您好、GI、

    我同意 Kai 的说法,请发布相关的模拟文件,我们很乐意查看。

    此致、Guang

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    但是、我的 INA 宏模型似乎过时或存在 REF 引脚问题。

    Guang 请发布链接以更新宏?

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    [引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low/3646040 #3646040"]

    使用 TINA-TI 版本执行的操作:

    {Tina9-TI-05062016-162132}

    [/报价]

    起亚我对您的模型文件进行了瞬态分析、但问题相同、GND 是浮动电势600µV。 输出图 VF1 600µV 显示了接地电位。  无论输入电压 REF1、2是多少、当两者都是放大的基准源 VAS 或电池所共有的时、电势都将保持。 然而、直流探针计算节点电压显示电压引脚表 VF1为0V。  

    "浏览以上传 URL"按钮在对话框中再次缺失!  

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    尊敬的 GL:

    [引用 userid="48581" URL"~/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low/3647252 #3647252"]请发布链接以更新宏?

    我不是光、但请允许我回答这个问题

    只需打开

    INA240 TINA-TI 参考设计(修订版 A)

    并使用那里的模型。 TINA-TI 参考设计中使用的模型始终保持最新。

    Kai

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    您好、GL 再次、

    血腥地狱,你在哪里看到“600µV”?

    Kai

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    你(们)好,GI

    我会再次建议参考 Kai 的建议/原理图(不是 Kai!)。 并使用不起作用的 TINA 文件/结果进行回帖、以便我们可以快速解决问题。  

    此致、Guang

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      将会发生什么情况?

    通常、REF1、2通过 TI 原始240示例从 VAS 电路获取电压。  看起来 REF 引脚泄漏会反馈到绘制的信号中。 我的第一个布置图显示了 VRef1= 8.4µV 当 VAS = 0时、将串联电感器退出到 REF1、2中。 我至少知道为什么它绘制600µV 因为 VREF1可能是接地漏电?

    e2e.ti.com/.../INA240_5F00_Tina9_2D00_TI_2D00_05062016_2D00_162132.TSC

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    你(们)好,GI

    Y 轴标度只是 TINA 绘制波形的一种方法。 直线处于0V、而不是600uV。  

    此致、Guang

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    [引用 userid="218039" URL"~/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low/3647793 #3647793"]Y 轴标度是 TINA 绘制波形的一种方法。 直线处于0V、而不是600uV。  [/报价]

    请查看此文件、其中 VF1保持浮动、+1.25V 基准未对±30安培输入电流的输出电平进行分压。  

    e2e.ti.com/.../0451.INA240_5F00_Tina9_2D00_TI_2D00_05062016_2D00_162132.TSC

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    BTW 接地为0V 电位、在任何瞬态分析软件中均不为600µV Ω。 将光标放在行上、现在在下窗口显示中读数为0µV。 但情况并非总是如此、并且在同一600µV 图线上具有正弦波。

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    你(们)好,GI

    是的、光标有助于找出实际值。 感谢您确认问题现已解决。  

    此致、Guang

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    尊敬的 GL:

    这就是 TINA-TI 在运行仿真时向我展示的内容:

    但我可以随时修改缩放比例、例如:

    仿真结果的外观在很大程度上还取决于 TINA-TI 子菜单中的设置:

    有时甚至按时间顺序执行仿真  

    周末愉快!

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    自 COvid19问世以来、即使在疫苗之后、周末也有数百万人在这里度过。 想知道如何将图比例设置为0mV。 此外、+1.25V 基准未移动垂直刻度、两个 REF1、2 +1.25V 输出削波均接地。 对这个问题有什么看法?

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    你(们)好,GI

    如果您发现输出在 GND (或 Vs)处削波、首先要检查的是确保输出在范围内。 换句话说,如果 REF+GAIN*Vin 大于 Vs 或小于0,则输出将被削波。   

    此致、Guang

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    [引用 userid="218039" URL"~/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low/3649141 #3649141"]首先要检查的是确保输出在范围内。

    这是+1.25V REF1、2输入的问题、A1器件的输出保持为0V 向上。 返回到示波器捕获时、发现实际信号从+1.25V (A1)开始、对于连接在一起的 REF1、2输入、负极小部分<1.25V。 然而、A2确实在+1.25V 时分离输出 VS 3V3电源轨。 A1 REF 的运行方式似乎与上面图表中显示的 Tina 不同。  

    A1实时+1.25V REF 输出最终会因超出 VS 分离轨的信号过多而驱动故障比较器。 一段时间后、切换到2m Ω 分流器(A1)、但绝不重新检查+1.25V 基准。 另请注意、A1在 Tina 瞬态分析中未保持一致的范围、不确定 A2。 出现 A1模型时、双向和单向模式之间的满量程损耗大于20%、这增加了混淆。    

    使用500µohm Ω 分流低侧监控器时、低于+1.225V 的信号非常小。

    A1器件、REF1、2 =+1.225v:

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    这是+1.25V REF1、2输入的问题、A1器件的输出保持为0V 向上。

    今天的图是正确的、因此它肯定是 IG1堵塞输出的软件问题。 在实际的 A1器件上、+1.225v REF 负半部分看起来仍然很浅、从低侧位置进行监控。

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    您好、GI、

    我假设问题已根据您最新的帖子和“现在它正在绘制正确的图”的评论得到解决。

    此致、Guang

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    您好、Guang、

    右 Tina 现在看起来还可以。  然而、Y2上发布的实际捕捉远高于+1.225v REF1、2引脚输入、大约为100mV。 然而、+1.225v 精密基准测量值为± 几毫伏。 基准被共用 x3 INA 器件、每个器件在 REF 输入附近有0r/100nF 输入滤波器。

    您能否详细说明在上面的捕捉中输出信号采用大于1.225v 基准的原因?(Y2)   

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    尊敬的 GL:

    看起来像是动态覆盖 INA240的输入。 遗憾的是、INA240的带宽不是超高的。 INA240是一款速度相当慢的芯片。 因此、我要向输入添加低通滤波。 我还记得我们两个人过去曾讨论过这个问题吗?

    您能否布置共模信号的示波器图?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    我更担心的是、3个 INA 器件之间共享+1.225v 精密基准、每个器件之间的厘米。 对于每个 REF 输入、100nF 可能是很大的旁路滤波器。 CH1上方的分流捕获没有差分探针、这是低侧开尔文。  

    下面是靠近3个 INA 器件的电源稳压器部分。

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    发现的大多数过去的精度问题是、ADC 循环 FIFO 序列发生器并不总是与3个模拟信号同相。 该部分现在似乎已经足够接近了。 我有一些时间再次尝试+1.225v 基准以获得更小的反向电流周期。 原理图具有10欧姆分流滤波器、但在抑制电流瞬变方面几乎没有什么影响、而通过10nF 电容器则更糟糕、现在省略了。

     下面未显示的电路被用于并联分支电流检测、但仅组装了一半。 来自第一个 INA 的第二个 INA (DNP)和输出信号通过在每个分支中短接第二个 INA 的2个焊盘。

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    尊敬的 GL:

    通过将 LM4041替换为 LM317或1.5V AA 电池(例如 eneloop)、可以发现 LM4041是否是此处的问题。

    我不认为每个 INA140上的100N 是过多的旁路滤波器电容。 正好相反。 LM4041数据表的图2显示了 LM4041在1µF Ω 钽电阻时的输出阻抗。 从这个图中、我建议将 C115增加至1µF μ F 钽。 我要通过将 R166从6k8降低到2K0、将 LM4041的空闲电流从300µA μ A 增加到至少1mA。 尝试一下、看看会发生什么。

    我想知道 TS105在这里是否会成为一个问题。 3.3V 瞬态电压抑制器在阈值电压下通常没有明显的拐点、并且看起来可能会部分导通、从而显示巨大的泄漏电流、即使指定的阈值电压远远高于3.3V 也是如此。 然后、该泄漏电流可能具有很强的温度相关性。 我将移除 TS105进行测试。  

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    部分问题是、我不知道 INA 全范围 R2R 输出标度相对于 REF 引脚配置发生了很大变化。 切换电流检测 REF 模式时、必须更改所有 ADC 固定变量。 不确定数据表中显示的输出 R2R 漂移是如何的、但 Tina 分析 IG1显示了这种漂移是如何发生的。 TI 可能需要添加通用脚注 REF 引脚部分当 REF1、2时、R2R 电平会动态变化

    回忆一下过去降低 R166值(2k)、从未更改过原理图。 6K8的原因是为了从 LDO 3V3输出上的噪声中获得隔离。  另一个可能的噪声源是将 U7连接到 AGND、而 U34左侧显示的 DGND 要安静得多。 电容器全部是陶瓷电容器、回想一下、C115在某一时刻为4.7uF、INA 输出上的瞬态变得更糟。

    我提到的100nF 电容器位于 REF 引脚上、请注意其他论坛海报使用的是100pF 旁路。 TS105开始导通>6V 的电压、通常说可以实现>13KV 的瞬态、并且电容极低。 后来添加了它、但它被添加到了一个侧迹线3V3直流总线位置。

    我无法发布 INA 原理图、因为对话框中再次缺少上传按钮。  

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    尊敬的 GL:

    C115需要足够的 ESR 来防止振铃。 这1µF 了数据表中推荐的 μ L 钽。 使用陶瓷电容器而不是钽电容器时、请添加一个小串联电阻以模拟钽的 ESR。 0R22...1R 应该起作用。

    Kai

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    1µF 引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers/f/amplifiers-forum/986348/ina240-why-tina-unidirect-output-plots-low/3660746 #3660746"]这就是数据表中建议使用 μ m 钽的原因。[/quot]

    我必须错过这一点。 我有一些6.8uF 16V 钽电容器可以很好地焊接在0402焊盘上。 REF 引脚电容为100nF、这次将降低至100pF。   

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    奇怪的 LM4041 CIM3的最小工作电流为45µA μ A、6K8时超出容差范围、 约为40µA μ A。 R166 3K9提供+5V/3V3 LDO 开关噪声隔离和85.6µA μ A 的最小工作电流。 较旧的原理图仅显示 R166=10k、因此从未像预期的那样使用2k 进行过测试。  奇怪的是、图16显示了30K 测试电路、最小工作电流远低于数据表 规格。  

    另请注意、值得注意的是、INA 数据表没有 REF 引脚电流负载的信息。 如果我的数学方法正确、+1.225v REF 的 REF 引脚 Vos_TOTAL 为7.5µV Ω、并且 Error_VOS= 0.375%(使用2 m Ω 分流器)。 总误差甚至大于%、因此当使 REF <1.65v 或>0V 时、输出满量程会产生直接影响。 INA240-Q1数据表第8.4.4.2节在发布后的某个时间添加到更像 INA282数据表,但没有提到误差% REF=0V 与 VS/2。  

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    考虑到较大误差0.375%、将 REF 设置为中间电源(+1.65v_)似乎很谨慎。 然而、TIDA-01141 100A 电流监视器使用+1.225V 基准、但使用 A2器件和330µΩ μ A。 当<+1.65v 时、SHUNT +满量程值都影响 REF 误差%。

    我首先使用 REF1、2 +1.225v 和500µΩ Ω 分流器测试了 A2、但 R166的最小值为6K8 < 45µA Ω。 实际上不需要监控大于80A 的峰值绕组电流。 实际监控器 P2P 电流小于40A (单向)和80A 峰值、这只能通过双向模式实现。 该术语相对于数据表中的参考配置而言缺失。 当文本状态低至-4V 时、从未在 CMM 中提到低于0V 的±Ω 正在参考集单向的输出上被削波。  

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    您好、GI、

    第8.4.1节介绍了如何根据个人需求配置 REF 引脚。 我个人认为这项工作做得很好。 但是,我们始终对建设性意见持开放态度,目的是使其更易于理解和使用。  

    此致、Guang

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    您好、Guang、

    也许、在分流电压中添加关于不同 REF 模式如何影响相对于±μ V 的输出刻度的词语可以帮助任何读取器。 当 REF 切换到中间电源时、输出刻度不一致、会出现大于10%的损耗到峰值电流检测范围。 该范围损耗未在 REF 误差公式部分中披露、只有 Tina 似乎能够揭示通过将输出削波至低于三次谐波而产生的任何电流范围损耗。

    当需要监控>40A 的 P2P 时、这可以帮助读者确定 A2优于 A1。