Other Parts Discussed in Thread: INA149, TINA-TI, INA148, INA823, INA121
我使用 IN149AMDREP 来测量电阻器上的压降、该电阻器上通常具有2.00v 电路最初使用 IN148UA 设计、但供应链导致了 IN149A 的开关。 当我跨引脚2和3进行测量并与引脚6进行比较以接地时、 我在测量2.00v 输入时会看到27mv、82mv、20mV、23mv、59mv 的误差。 数据表中规定3500uv (3.5mv)为最大失调电压和0.047%的最大增益误差。
您发现问题的最可能原因是 您运行的 INA149超出其线性输入/输出电压范围。 对于电源+/-15V 和 VCM=REFA=REFF=0V、有效输入/输出 电压范围如下所示、但如果您更改这些条件、范围也会改变。
对于上面数据表表表中显示的默认条件、您的电路应该可以正常工作。 －参见下文。
但是、如果您使用不同的电源或基准电压、您需要告诉我们您使用的条件-请使用随附的 TINA-TI 原理图进行更改。
这是我的设计的副本。 我用+15和0v 偏置 INA149。 我将测量与连接到42V 隔离电压的2个100K 电阻器串联的 R23 (10K)两端的电压。 我的预期是 R30两端的电压(~2.2V)应从引脚6变为 GND。 我有5个具有测量结果的原型模块。
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和功能 |
R23上的电压 |
电压引脚6至 GND |
Vin 至 Vout Δ V |
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1 |
1.957 |
1.930 |
0.027 |
|
2. |
1.956 |
1.874 |
0.082 |
|
3. |
1.972 |
1.952. |
0.020 |
|
4. |
1.954 |
1.931 |
0.023 |
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5. |
1.960 |
1.901. |
0.059. |
我获得的误差电压超出了规格。 我的原始设计使用 INA148、误差很小。 由于电源更改问题、更改为 INA149。
Bob、
问题是您未正确使用 INA149差分放大器。 您可以在使用仪表放大器时使用非缓冲电阻输入分压器(因为它具有非常高的输入电阻)、但在使用输入电阻低得多的差分放大器时不能使用-请参阅左侧的下文。
因此、为了解决该问题、您需要缓冲输入-请参阅下面右侧的。
使用 INA148会使误差更小、因为它具有更高的1Mohm 输入电阻器-请参阅下文。
Marek
我将转向电阻更改为较低的阻抗、以补偿 INA148的较低输入阻抗。 根据仿真、结果对于我的应用是可以接受的。 我使用新值修改了我的一个原型。 上表中的模块1。
测量结果：
R3电压= 1.977v
VOUT 至 GND = 1.950
偏移误差= 0.027v
仿真不会镜像真实器件。 错误是相同的27mv
问题
Bob、
请查看以下我 的答案：
它是电阻器的比率、而不是正在修整的绝对值。 这就是为什么您在使用时会看到不同商品的变体商品-请参阅下面的内容。 在左侧、您可能会看到由于电阻器绝对值变化1%而导致的 Vout 变化、而在右侧、INA149输出不会随着电阻器增加1%而变化-这就是您需要缓冲输入的原因。
Bob、
我确实在降低输入电阻分压器值时接通了、但希望确保传达为什么仍然存在较大误差。 传递函数公式仍然有效、G = 1、但由于输入电流导致的误差、您的输入电压不是20V 和22V -请参阅下文。 这就是差分放大器前面不能有电阻分压器的原因、您需要一个具有更低 Ib 的仪表放大器。
尽管如此、使用10k/1k/10k 分压器时、您可能会看到高达20mV 但不会出现80mV 的误差、除非您的电阻器具有高达+/- 5%的匹配或基准电压未直接接地-请参阅下文。
总之、如果您无法添加缓冲器、解决方案是使用25V-30V 单电源切换到 INA823或 INA121等仪表放大器-请参阅下文。
Bob、
我看到另一个可能的问题、它可能会解释您的仿真与测量不匹配的原因-违反输入范围。 正如您在下面看到的、在 VREF 接地的+/-15V 电源上、差分信号被指定为+/-13.5V -这是来自任一电源轨的1.5V。
但是、在您的条件下、Vin 小于电源轨的1V、这会导致输入级在非线性区域中运行-请参阅 Vin=854mV 和 Vinp=847mV -这是7mV 误差、转换为增益误差。 因此、您需要将 Vin 电压升高到1V 以上-一种方法是将输入电压 VG1增大到63V、同时将100k 电阻器更改为150k (或10k 至15k)-请参阅下面的右侧 增益变为1。
如果您无法更改 VG2、则需要 不匹配 R6和 R11电阻器、以便将 Vinp=Vinn 增大到1V 以上-请参阅下面的内容。 这样做可消除输入级的非线性- R11为15k、R6为5k Vin=~1.5V、G=~1 -这可能是缓解问题的最佳方法、因为它只需要不同的电阻器。
Marek
实际电路上的情况。
根据您的建议，使用了15K 1K 5K，以增加 Vinp = Vinn > 1.49v。 仍然具有~30mV 的偏移。
将 电压源提升至49v、以增加 Vinp Vinn. 根据下面的 sims、Vinp = Vinn= 1.75V。 仍然具有~30mV 的偏移。
已断开引脚4与 GND 的连接并连接至-15V。 偏移消失、工作正常。 电压为42V 或49V 时发生器偏移消失。
在我们开始"高输出"之前 、您能 提供一些解释吗？ 此修复程序不容易执行。
Bob、
没有30mV 的失调电压、而是由非缓冲输入电流引起的30mV 输入电压误差；因此、电路在 G=1时工作正常-请参阅下面的内容。
下面是显示输入电压误差原因 的简化电路-请参阅下文。
这就是我一开始说必须缓冲差分放大器以消除 输入误差的原因-请参阅下面的内容。
因此、输入电压误差 是由差分放大器的非缓冲输入引起的-请参阅下面的内容。
由于您说过、除了电阻器值之外、您不能更改任何其他值、因此您必须 将1k 输入电阻器降低至~983ohm 以获得2V 输入-请参阅下面的内容。
Bob、
您的应用程序有两个问题：
由于 INA149差分放大器前面的非缓冲电阻分压器、输入电压不是2V (因此输出不能为2V)
2. INA149 Vinp 线性范围比负电源高1.5V、但使用100k/10k/100k 或10k/1k/10k 输入电阻分压器时、您会超出此范围。 如果您使用-15V 负电源、则可以消除此问题-请参阅下文。 BTW、我使用了低于较高值 的电阻 分压器、这只是为了使我的观点更清晰、因为它会导致较高的误差、但使用10k / 1k/10k 电阻分压器时、同样的问题也会在较小的程度上出现。
我已通过单独的电子邮件向您发送了我的联系信息。
