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[参考译文] OPA2188:仿真和测试电路输出不匹配

Guru**** 1144750 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2188, TINA-TI, OPA4188, INA333, INA827
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/1001532/opa2188-simulation-and-test-circuit-output-mismatch

器件型号:OPA2188
主题中讨论的其他器件: TINA-TIOPA4188INA333INA827

我已经尝试了 RTD 仿真器参考设计 SNOA838来替代 OPA2188、它在仿真器和测试电路中都非常出色。 当我尝试将同一电路转换为电流测量4-20mA 时、我发现它可以与 TINA 仿真器配合使用、但测试电路无法正常工作  

对电路所做的更改不是使用内部电流源、而是使用外部电流源4-20mA 和固定电阻12欧姆、而是使用 RTD 传感器

下面是 TI 参考设计的链接。

 https://www.ti.com/lit/wp/snoa838/snoa838.pdf?ts=1620651177753&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

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    您好、Shwetal、

    您的描述使我感到困惑。 您能否发布原理图?

    Kai

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    https://ibb.co/bvpX7cP

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    您好 Kai

    感谢您的回复

    请查找随附的原理图链接。

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    您好、Shwetal、

    仍然使用 A1和 R8? 您的信号接地连接在哪里?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    由于 我们在应用中测量外部4-20mA 电流、因此不使用该恒流源(A1和 R8)电路

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    信号来自另一个源的外部4mA 至20mA、因此该 电路中未连接信号接地

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    您好、Shwetal、

    由于 A2和 A3的输入偏置电流、这将不起作用。 您必须为它们提供信号接地路径。

    Kai

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    我尝试添加电阻器 R8 2.5K、但它未解决我的问题。 您能不能建议更好的信号接地方法

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    尊敬的 Kai:

    我检查了 Ib 最大值为18nA、因此我们添加了 R8 2.5k 电阻器来解决偏置电流问题、但我不明白为什么会这样解释

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    R8有何帮助?

    为什么不这样做或类似:

    e2e.ti.com/.../shwetal_5F00_tlv9001.TSC

    Kai

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    您好、Shwetal、

    如果您从电路中移除 A1和 R8、则当 Kai 指出输入放大器将失去其输入偏置电流返回路径时。 发生这种情况时、运算放大器输入将移至其尝试灌/拉输入电流时必须达到的任何电压电平。 这几乎肯定会导致电路运行不正确。  

    在 R8处包含2.5k 电阻器可为输入偏置电流建立返回路径、电路运行应该正常。 当我运行电路的 TINA-TI 仿真时、结果如下所示。

    此解决方案的问题是在4至20mA 输入电流范围内出现的输出电压范围。 4mA 的 Vo 电流显示为约81mV。 OPA4188线性  kΩ 电压(在开环增益(AOL)规格中指定)的输出电压为(V–)+ 500mV < VO <(V+)–500mV (RL = 10k Ω)。 很明显、接地上方500mV 远超过电路的81mV 至418mV 输出。   下面显示的输入放大器 U2、U3和输出放大器 U1在其输出端具有20k 负载。 这可能比10k 负载提供的摆幅更大一点、但 问题仍然存在。

    Kai 更简单的电流到电压转换 器可以解决输出电压问题;但是、输入电流以接地为基准。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

    e2e.ti.com/.../OPA188_5F00_4_5F00_20mA_5F00_02.TSC

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    Thannks 起亚

    我将尝试这种方法、但我正在寻找仪表放大器作为输入、以便能够将我的电路切换为与4线 RTD 和4-20mA 电流源一起使用、并进行切换选择。

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    尊敬的 Thomas:

    我尝试过该电路、结果相同、但我有一个问题。

    我的电路不包括标准仪表放大器增益计算 Vo= R2/R1 (1+2R5/R6)(输入电压差)

    在本例中、输入电压差为48mV

    Vo = 10K/10K (1+(2*10K/3.205k))* 48mV

    Vo = 7.24 * 48 mV

    Vo = 347.53mV

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    您好、Shwetal、

    如果运算放大 器在规定的线性范围内工作、并且电路不存在其他一些电气问题、您所陈述的增益公式是正确的。 当然、由于电阻器不精确、可能会出现正常的增益误差、但否则、增益应遵循公式。  

    您是否考虑在仪表放大器功能中使用低电压集成仪表放大器而不是高电压运算放大器? 我建议您查看低电压、轨到轨输入/输出(RIRO)仪表放大器、例如 INA333。 它非常适合5V 电源、  对于10千欧负载、额定输出范围在电源轨的50mV 以内。 与任何运算放大器电路一样、它将需要返回输入偏置电流。

    INA333集成设计包括精密修整电阻器、其性能和精度远远高于由单独的运算放大器和电阻器构成的分立式仪表放大器。 您可以通过一个 RG 电阻器将增益设定为所需的任何值。

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina333.pdf

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    您好 Thomas

    我在 TINA 中尝试过此电路仿真、但没有按预期执行、甚至没有解决我的问题

    您能解释一下出错了什么、为什么?

    对于我的应用来说、INA333是一个更昂贵的选项、您可以为我提供任何具有成本效益的选项。

    此致、Shwetal

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    您好、Shwetal、

    好的、我仔细检查了 INA333电路、有两个细微的错误 会阻止电路正常工作。 第一个是在回路电阻器与 INA333 +IN 输入连接的情况下、尝试强制-IN 电压变为负值。 这种情况不会发生、而且会超出 INA333的共模输入电压范围。 第二个是我对以下事实的监督:低端上的 INA333输入共模电压比负电源(0V)高+100mV。 因此、在不使用负 V 电源的情况下、输入不能以0V 为基准。 INA333不适合该应用。

    我搜索了我们较新的仪表放大器、寻找一个共模输入电压降至0V、此时-V 也是0V。根据  图9、INA827的 VCM 工作输入范围低至0V、Vs =+ 5V、 Vref = 0V。我使用 INA827重新设计了您的4至20mA 电流感应电路、结果令人鼓舞。 为了更好地平衡电路、我决定在每个输入端使用一个100k 输入偏置电流返回电阻器。  我认为该电路应该能够满足您的需求。

    e2e.ti.com/.../INA827_5F00_Cur_5F00_Sense_5F00_01.TSC

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

      

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    您好 Thomas

    很抱歉、延迟回复将立即尝试  

    感谢您的回复

    此致、

    Shwetal

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    谢谢起亚  

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    谢谢起亚