[参考译文] INA240：采样相位

您好！

下面是您在一份问题副本后找到的答案：

问题1：Wiki 在哪个技术方面引领数据表做出(蓝色)和看似虚假的叙述性陈述？如果完全正确、则从 PWM 驱动的电感事件中得出的同步触发 ADC 样本通常会被视为与事件发生的硬件异步。

A1：INA240是一款模拟放大器。 理想情况下、输出是其输入的放大版本。 会出现相位延迟、但仅应在接近3dB 频率和更高频率等较高频率下可见。

Q2：是否由于在典型 ADC 采样窗口之外部分发生的输出事件的 INA 相移、受限带宽(400kHz)可能导致大部分不正确的扣减？  如果硬件尝试通过同步窗口进行采样、则 INA 分流计算器误差百分比似乎会因异步电流事件较慢而呈指数级增长。

A2：“INA 并联计算器”指的是什么？ 此问题的答案取决于您的系统要求、尤其是输入(差分和共模)特性和采样速度/精度。 如果不知道这些要求，答案将是“是”和“否”。

Q3：可以对 INA 进行哪些修改以使输出与 PWM 频率事件时序保持同步？   

A3：如果 INA240能够合理地复制和放大输入信号、则由系统的其余部分和算法来保持同步。

此致、Guang

[引用用户="Guang Zhou "]会出现相位延迟，但只应在接近3dB 频率和更高频率等较高频率下才会明显出现。

在20-40kHz 的较低频率下、TL081图8明显的相移似乎与 INA 相似。 在单个50us PWM 事件之后、INA 无需添加近28、000个 ADC 时钟*(62.5ns)、就能在超过2安培的电流下产生相当精确的结果。 该相移在应是 CBC 逐周期 PWM 同步事件时创建异步 SAR 采集。 同样、讨论电流的 Wiki 在 PWM 频率周期中会变慢吗？ 这种假设可以通过 INA 输出与分流输入信号相位差的最常见方式来实现、相位差约为200µs μ V。 这也反映出返回采样 ADC 的传播延迟较大且未记录。 9.6µs 0.5%的9.5µs 值不表示 μ s 内发生的 ADC 采样所产生的分流精度误差量！ INA 的趋稳值与要求和需要同步 CBC 采样的源 PWM 的输入相移无关。

[引用 user="Guang Zhou ]a2:“INA 并联计算器”指的是什么？

INA240网页错误分析计算器、用于计算用户输入分流值。 ADC 无法从偶数25µs CBC 读取低于7mA 的 INA、故意同步 延迟100µs、这不是一个交易断路器。 但是、对于大于2安培的 PWM 负载、通过相同延迟进行的前端采样需要 ADC 重新校准。 通过 Vs=3V3、输出压摆率通常小于2V、尤其是在 CM 差分相移事件较大时。 在相移期间、初始瞬态响应过大。 因此、它需要放置大电阻的串联 INA 输出来抵消测量流入/流出模拟通道电荷共享的电流。 这再次引入了除 INA 误差分析计算器结果之外的精确误差、适用于2m Ω 分流器(如下所示)。  

/cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/14/6813.Total_5F00_Error_5F00_vs_5F00_Sensed_5F00_Current_2D00_-0.5A_2D00_50A-2mOhm.csv 

[引用 USER="Guang Zhou "] A3：如果 INA240 能够合理地复制和放大输入信号，则由系统的其余部分和算法来保持同步。

以通过分立式放大器提高10倍精度(CBC)的所有精度为代价、INA 被称为替代？ 您似乎不理解50安培窗口内出现的 INA 精度误差量、使用2 m Ω 分流器时采样小于10安培。 我估计32.7µs 相位延迟容易表现为> 200µs CBC 采样精度误差。 这是如何可以接受的、为什么 TI 不围绕 INA 来校正如此巨大的精度误差？   

您好！

请显示 INA240的输入和输出波形，以确定您所讨论的延迟。 这是支持您的论点的最直接的证据。

替代方法是显示与 INA240输出相比的实际电流。 请记住提供与硬件相对应的原理图以及您的设置图片。

正确识别延迟后、即可解决您的其他问题。

此致、Guang

[引用 user="Guang Zhou "]请显示 INA240的输入和输出波形 ，以确定您所谈论的延迟

奇怪的是、没有频率响应图来指示在特定频率下可能发生的输出阻抗变化。 请注意、TL081数据表图8显示、即使 在3MHz 单位带宽下、高差分 CM 也会导致90°相移10kHz -1MHz。 示波器捕获表示随机相移> 200µs μ s、并且信号截断发生在在多个 PCB 中测试的任何 INA 放大器上。 请检查您自己的梯形 PWM 源、并注意模拟输出相对于 PWM 电感源的宽度通常缺少电流周期。 整个输出波形在20kHz - 40kHz PWM 频率输出中缺失瞬态响应周期(截断)。 这是一个更令人担忧的问题、不能轻易地修复输入滤波器！

请注意、整个信号 CH2从触发点 CH1 (上升沿)向左/向右移位、而输入信号的行为无关紧要。 输出 CH2通常会截断相对于 CH1的 PWM 同步时基的若干个周期、这些周期会移动剩余的数据、左侧或右侧。 输出并不总是锁定在输入信号和相移上。 从 ADC 的角度来看、换档会导致超高精度传感器产生较大的损耗-这是唯一重要的损耗。   

 [引用用户="Guang Zhou "]一旦正确识别了延迟，就可以解决您的其他问题。

这个问题不是具体的延迟、而是从右向左的随机相移和瞬态输出截断。 任何人都可以看到自己的示波器缺少如此明显的模拟周期。 差分放大器似乎对输入信号进行了大量的下蹲。 信号捕获中的 INA 没有10欧姆开尔文滤波器。   

CH2 INA 输出截断(162µs Ω)、其中 CH1上升沿触发器被 Tektronix 2430数字示波器捕获。  

您好！

我们讨论的是 INA240，“延迟”应该涉及 INA240的输入和输出。

将 PWM 边沿与 INA240输出进行比较、最好将苹果与橙色进行比较、然后再确保设置没有问题。

请参阅我之前的帖子以了解请求的内容。

此致、Guang

[引用 user="Guang Zhou "]我们讨论 的是 INA240，“延迟”应涉及 INA240的输入和输出。

我们更关心 INA 输出相对于 ADC 采样周期时间范围的相移和丢失脉冲信息。

[引用用户="Guang Zhou "]将 PWM 边沿与 INA240 输出进行比较是在最好的情况下比较苹果和橙子、然后确保设置没有问题

从 ADC 的角度来看、您似乎不理解电流测量必须整体工作、而不是 INA 传播延迟。

仅使用示波器通道触发器无法确定哪个+/-IN (脉冲周期)属于哪个 INA 输出脉冲周期。 所以，重点不是橘子，而是苹果。  

显示 INA 相移在应保持同步脉冲周期时以异步方式发生的唯一方法是从 ADC 触发源的角度来看、而不是+/-IN 输入！  

1.请解释任何显示 INA +/-IN CM 信号在10kHz - 100kHz 频率范围内不会导致输出相移(400kHz -3dB)的数据表图？

2.请解释 INA 输出开环阻抗如何在10kHz-100kHz 的频率范围内不会因+/-in 带宽(400kHz -3dB)而改变？   

您似乎无法回答这两个问题、因为从未进行过与 ADC 同步采样相关的分析。 双时基示波器可以环出相移事件、但只能来自 SAR 源触发示波器双时基独立于每个通道、ALT 触发模式。

您通过+/-in 触发示波器的想法会删除与被采样的 PWM 触发事件相关的 ADC 同步时间周期的所有引用或对 ADC 同步时间周期的引用。 这两个事件都必须是并发的(同步的)、并且它们并不总是保持同步、相对于 ADC 触发器的相移看起来是同步的。 超精密传感器绝不能保持任何此类精度、而是仅限于其自己的基准。 周期 A 必须与样本对齐、周期 B 必须与 B 样本对齐。 当周期 A 与样本 C 或 D 对齐时、ADC 和电流算法会看到、作为 PWM 电流环路中的相移！

相移是开环阻抗缺失匹配的一个原因。 这正是 TI 工程人员需要确认的情况、可以通过从 PWM 源触发的 MCU 嵌入式 ADC 模块进行与创建电感电流包络相同的检查。 INA 和 ADC 必须是同步伙伴、例如、切勿以任何方式将异步转换为电感电流源！ 可以接受微小错误、但这种情况与次要错误无关

您好！

我将用另一种方法来描述-如何将实际电流波形与 INA240输出波形进行比较？ 这是公平的比较吗？

如果出现延迟、以及延迟的大小、应该很清楚。 毕竟、INA240只能尝试放大它被要求的值(也称为输入)。 如果输入真实地呈现到输出引脚上、则完成其工作。

另一方面、如果两个波形显示的延迟如所述较大、我们可以帮助找出原因并解决问题。

此致、Guang

电流钳位与 INA 输出的关系、与所示的同步 PWM 触发源相比、仍然不会显示输出相位角变化 CH1。 我们如何在 INA 输出中去除双极输入信号下半部分、以便尽可能从中间电源 REF 轻松保持精确的相位关系？ 仍然无法了解 ADC 触发采样时间与 INA 输出的区别。 REF 中间电源通过相同的 Rs 阻抗匹配具有极小的精度。   

数据表显示、每10kHz 频率增加2欧姆阻抗、20Khz = 4欧姆。 ADC 输入采样保持阻抗(3K5)相对4k7至5k7串联电阻。 ADC 还可以对任何 Rs 阻抗进行采样保持、Rs 阻抗<250 Ω 2MSPS、但信号必须具有串联单位增益放大器、以将阻抗与 ADC Rs 阻抗匹配、从而获得回损精度。 与数据表中的宣称相反、INA 显然不能直接与 SAR 兼容、而无需添加阻抗匹配。 TMCS1100 µs 极低的输出阻抗同样不匹配较高的 Rs 阻抗、但增加了 CMTI @25kV/μ s 来阻止快速瞬变 INA 通过、因此需要4k7-5k7系列 Rs 来应对电流故障跳闸。 否则、如果不添加 Rs 阻抗、INA 输出会在快速电流上升穿越分流 CMV 期间使 MCU 处于运行状态。 即使在高 Rs 阻抗4k7-5k7下、这仍然是一个随机问题。  

对于稳态相电流(1.6安培)、开环增益(A1)不应峰值大于200mV (5安培)。  计算得出的2m Ω 分流器40mV/A 和开环增益错误地峰值、导致差分放大器输出通过(内部反馈环路)的相移。 /-in 信号与相移无关、因为它源自 INA。 无法通过+/-IN 信号看到随机相移是内部反馈环路驱动条件。

串联堆叠2 INA 不会纠正阻抗匹配问题、尽管它会缓冲信号。

您好！

您的理论写作令人印象深刻，但我不理解。 很抱歉，INA240不适用；请查找适合您的其他设备。   

如果您想继续使用 INA240、请参阅我之前的帖子、获取信息的请求仍然有效。

此致、Guang

[引用 user="Guang Zhou ]]很抱歉 ，INA240 不适用；请查找适合您的其他设备。   [/报价]

这种解决方案是怎样的？

您可以尝试回答如何使240与 SAR ADC 配合使用以产生超精密电流测量的问题。

您似乎无法或不愿意测试修复这一严重损坏的 IC 所需的 TI 解决方案。 尤其是分流器瞬变很容易传递到输出俱乐部 MCU、因此需要在电路中添加过多的 Rs 阻抗。 数据表或勘误文档中未列出这些属性。  

注意：该图来自非常分立的放大器 INA 声称可以轻松替换、这是怎么做的？ 您如何拒绝所有这些证据并未提供任何图表来抵消可能发生的相移。 您所做的只是对提交的证据不予信任、因为在所有用例中、输出不符合 SAR。 我们不会仅仅因为 TI 数据表能够传达事实并遗漏必要信息而花费数百美元来设计另一个 PCB。 请花些时间查看数据表、以及据说器件在所有用例下都能按预期工作。  

如果您有信心在任何情况下都不会出现这样的 INA 输出阶段、请提供您的证据、否则请帮助找到解决方法！   

您好！

请提供 INA240的输入输出波形、这将有助于证明 INA240是否正常工作。 如果没有，我们将查看您的设置以查看是否存在问题。 到目前为止、我听到的只是您抱怨您的系统无法正常工作、这可能是由多种原因造成的。

此致、Guang

[引用 user="Guang Zhou "]请提供 INA240的输入输出波形，这将有助于证明 INA240 是否正常工作

INA 能够以最佳方式与内部所需的功能配合工作。 INA 永远不会与 SAR ADC 正常配合工作、因为它是在设计时不知道如何与 ADC 实现适当的阻抗匹配的！

请阅读以下文本、了解 CMOS ADC 如何需要缓冲放大器。 然而、大多数 TI 销售营销技术展示了与 ADC 直接相关的 INA。 甚至旧版的 Wiki INA 连接图片显示了直接耦合、使任何人认为仅 INA 即可实现适当的阻抗匹配。 也许所有的 TI 电流监控器数据表都需要用脚注进行修改、这样其他产品就不会成为受扰对象并直接与 CMOS ADC 进行开环连接。 哦、天哪、我们在到 CMOS ADC 的直接电阻耦合中看到了相位裕度损耗。

TMCS1100似乎在第一个差分放大器之后放置了第二个放大器。 这可能会在第2个放大器轨之上提供一级放大器+/-IN 过载输出瞬态保护、就像在缓冲器之下一样。 INA 输出现在在+/-IN 过载期间钳位到高轨、从而将瞬态传递到输出进入 CMOS ADC。 如果我们尝试在没有缓冲放大器的情况下添加任何 CF、INA 过载瞬态会锁定 ADC 和 MCU。  

您好！

每种情况都不同。 如果您的系统需要如图所示的外部 RC 滤波、您当然可以将其包含在 INA240输出中。

如数据表所示、它可以直接驱动高达1nF 的电容。

此致、Guang

我读出、由于输出不会使电路负载电容超过1nf、因此没有持续振荡。   

[引用用户="Guang Zhou ]]每种情况都不同。 如果您的系统需要如图所示的外部 RC 滤波、您当然可以将其包含在 INA240 输出中。

这不是需要的问题、因为某些 A1的瞬态响应比其他 A1的瞬态响应大得多、因此它们不一致。 这部分是上述捕获中相位裕度差和丢失脉冲的原因。 在我替换这个 INA 之后、初始瞬态增益浪涌和裕度误差消失了。 我之前见过这种瞬态浪涌、并被告知这是由电路中的串联铁氧体引起的。 某些大量 INA 似乎存在问题、或者它们标记为 A1、实际上标记为 A2或 A3器件。

您好！

您似乎对问题的原因有一些理论。 我无法以某种方式表达我的意见，因为我没有您系统的详细信息，但如果需要，我很乐意在可能的情况下提供帮助。

此致、Guang

[引述 user="Guang Zhou ">您似乎对问题的原因有一些理论。 [/报价]

似乎有一个以上的问题需要面对，以便设立一些令人感兴趣的职位。 可能某些相位裕度误差源于其他 INA、因为它会增加较大的 Rs 阻抗以阻止进入 ADC 比较器电路的 PWM 故障瞬态。 一种攻击计划涉及添加缓冲器隔离图3-35、但 SOP5放大器非常小。 数据表要求10k 系列器件具有同相输入、以将电流限制为5mA、从而在轨到轨放大器中停止输入过载。   

将 TSSOP8放大器放置在空焊盘上更容易、以添加缓冲器图3-35所示。 我想证明可以通过这种方式实现阻抗隔离。 第一个串联的 INA 输出5-7k、第二个 INA 缓冲器可获得隔离、从而降低进入 ADC 的 Rs 阻抗<250欧姆。

有什么关于如何使用第二个 INA 监控器实现该缓冲器的想法？

INA 有时会将电机电流反冲传输到 ADC 中、将其锁定。 因此、需要高 Rs 阻抗来降低进入 ADC 的瞬态电流。 TINA 显示、通过2m Ω 分流器的精度损耗只有细微差异、通过3m Ω 分流器的精度损耗更小。 通过1A IG1将 Rs 交流阻抗(181)欧姆值转换为 ADC 的 AIN-0。 您必须移除欧姆表或将其添加到瞬态结果中。

 您是否认为双 INA 可实现双瞬态抑制并充当 ADC 的低阻抗缓冲器？  

您好、Guang、

事实证明、该链接对将 INA 与 ADC 耦合的所有论坛成员都很有用。 查看 TI 推荐的具有低失调电压、轨到轨、6MHz 带宽的 ADC 缓冲器。 我也可以在此链接中检查 Tina 模型。 TSSOP8外形尺寸为定制 PCB 设计添加了一个简单的按钮、这一点很好。  

感谢您在上面的链接上发帖。

http://www.ti.com/document-viewer/TLV2461A-Q1/datasheet/description-sgls0084235#SGLS0084235 

[引用 user="Guang Zhou "]我认为您之前曾发布过类似的原理图，并当时提供了相关反馈[/引用]

不、不要将 Tina 模型作为 INA 或任何其他放大器的缓冲器发布。 实际上布置了双模型、其中第一个 INA 输出馈入第二个 INA 参考引脚。 由于 ADC 仍需要5k7、因此通过第二个 INA 基准引脚的双 INA 未减少瞬态或改善相位裕度误差。  

在放大器论坛报头中放置的出色链接。

http://www.ti.com/tool/DIP-ADAPTER-EVM

此外、测试了 A2缓冲器(多个可用缓冲器)、Tina 的结果比使用 A1缓冲器时更好。 Tina 如何表现出如此出色的结果、但两个 INA 无法使缓冲器瞬态加倍？ 我认为通过放大器缓冲器仍然会出现瞬态问题、但此时我不知道。

如果 TI 能够确认减少进入 ADC 的分流瞬变的有效性、双缓冲器将非常适合销售 INA 器件。 第二个 INA 似乎应该在更高的输入频率下改进总体电路相位裕度并增加双倍+/-in 瞬态抑制。