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[参考译文] INA592:正反馈条件? 输出和反馈节点被锁定到电源轨

Guru**** 667810 points
Other Parts Discussed in Thread: INA592, INA105, TINA-TI
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/964306/ina592-positive-feedback-condition-output-and-feedback-nodes-are-locked-to-rail

器件型号:INA592
主题中讨论的其他器件: INA105TINA-TI

您好!

我在使用涉及 INA592的电路时遇到了问题、我想知道您能否提供帮助。

这是相关的原理图。 我正在尝试为接地电流大约+/- 5mA 的电流创建精密电流源。 负载阻抗约为10欧姆。

我根据 本文选择了拓扑。 尽管 INA592数据表中未提供此拓扑作为示例、但数据表中确实引用 了 INA105数据表中的其他示例、图20中显示了该拓扑。 然而、回头看、这可能不是一个很好的选择。 我的应用似乎有其他更好的拓扑。 你有什么一般性建议吗?

这是我的问题。 加电时、我发现 INA592的所有非电源引脚都锁定在+2.5V。 如果我从 DAC 输出100Hz 满量程方波(每个输出为+/- 1.25V)、我可以在 INA592输入端观察到正确的方波。 在本例中、我希望 INA592输出在+/- 1.25V 之间交替。 相反、我发现输出在+2.5V 和+1.25V 之间交替、并且 REF 节点保持为+2.5V 的引脚。 我可以强制 DAC 输出为零并观察 INA592输入端的正确电压、但它对输出没有影响。 输出节点和 REF 节点仍为+2.5V 的引脚。

我尝试用其他两种型号替换 AD8629运算放大器、但结果类似。 其中一种方法提供相同的行为、而另一种方法提供相同的行为、但极性相反、即输出在-2.5V 和-1.25V 之间交替、而 REF 节点保持引脚为-2.5V。

数据表会注意到这一点

反相输入端子上小于负电源的瞬态条件会导致正反馈条件、从而将器件输出锁定到负电源轨。

这不是我所经历的、但它似乎太相关、不能忽略。 这种拓扑似乎在以某种方式创建一个正反馈环路、从而驱动 INA592和运算放大器产生这种奇怪的行为。

您能解释一下发生了什么情况吗? 是否有相对简单的修复? 还是应该更改拓扑?

我想使用 INA105数据表图19中所示的电路。 我可能应该一直使用这种方法。 由于我的电流要求很低、我是否需要电流缓冲器? INA592能否使用+/- 2.5V 电源驱动5mA? 该数据表仅包含+/- 18V 电源的图。

如果它起作用、我的应用是伪直流。 更新速率可能在100Hz 附近、连续样本之间的变化很小。

谢谢、

布拉德利

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    您的网站似乎忽略了我的原理图图片。 我看不到任何编辑我的第一个帖子的方法、因此我将重试。

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    您好、Bradley、

    感谢您的发帖、我可以为您提供帮助。 您可能会遇到输入/输出限制。 首先、您的文本显示 Rshun=10欧姆、但在电路中、R7=100欧姆。 我继续使用理想运算放大器在 TINA Spice 中仿真您的电路、以查看电压节点。 正如您在下图中看到的、INA592的输出希望为3.75V。 这超出了+/-2.5V 电源上 INA592的输出电压范围。  

     

    我建议对您的电路进行以下调整:

    • 将 INA592和缓冲放大器上的电源增加至至少+/-3V
    • 将 R7从100欧姆更改为10欧姆
    • 将缓冲放大器更改为11.5V/V 增益

    我粘贴了原理图和结果的图像。 我还为您附加了我的仿真文件。

    e2e.ti.com/.../Current-Source-INA592-Bradley-REC.TSC

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    您好、Tamara、

    感谢您的观看。 很抱歉、我现在意识到我写的一些内容有点含糊。

    • DAC 输出具有接近零的共模(数据表显示它大约为-0.1V)。 对于+/- 2.5V 差分信号、每端为+/- 1.25V。 您的仿真使用了+1.25V 和0V 输入、共模电压为0.75V。 这与我的电路不同。
    • 我对 TINA 没有太多经验、但我使用您网站上的 SPICE 模型在 LTSPICE 中对其进行了仿真。 我没有看到任何明显的错误。
    • 此电路的实际负载将是一个焊盘线圈。 线圈电阻约为10欧姆。 我没有对电感多加注意、因为这将是伪直流电。 我的原理图中的 NULL+节点转到线圈的一端。 线圈的另一端连接到接地端。 我使用该电路来创建伪静态直流磁场。
    • 但是、请注意、我实际上没有使用线圈测试电路。 到目前为止、我只使用 DMM 探测电压和电流。
    • 我不知道如何调用用于设置电压到电流的转换因子的电阻器。 可能是"跨导"电阻器? 在我的原理图中、该值为100欧姆。 但是、该值实际上更多地是占位符。 我完全希望对其进行更改、以匹配所需的电流。 当前填充的值实际上是100欧姆。 我还没有更改过它。
    • 使用100欧姆跨导电阻器时、我预计会生成+/- 12.5mA 的电流、这超出了+/- 5mA 的要求。 自从我最初设计它以来、我的要求已经降低。

    我修改了您的仿真以反映我的实际参数。 输出节点看起来会达到1.38V、这与我使用 LTSPICE 获得的值相同。 这不超过 INA592的输出范围。 您对此有什么解释吗?

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    您好、Bradley、

    感谢您澄清设置。 该电路看起来不错、您能否向我发送每个放大器输入/输出的一些示波器截图? 我想确保您的物理电路和我们的仿真电路是相同的。  

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    您好、Bradley、

    我认为如果没有额外的缓冲器、电路就像这样提供+/-5mA 的电流:

    e2e.ti.com/.../bradley_5F00_ina592.TSC

    当包含缓冲区时、类似这样:

    e2e.ti.com/.../bradley_5F00_ina592_5F00_1.TSC

    但只有具有缓冲器的电路才能正常工作、因为与外部电阻器相比、INA592的内部反馈电阻器可以显示相当大的制造容差和温漂。 话虽如此,内部电阻器在制造公差和温度漂移方面彼此完全匹配:-)

    Kai

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    只是忘记了:

    对于稳定性分析、您能否提供有关线圈的一些详细信息? 电感是多少? 什么是绕组电容?

    Kai

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    Tamara、

    抱歉、我需要一些正常工作的东西、因此我已经修改了 PCB。 我在上面的 Kai 的第一个电路中使用了拓扑。 它现在起作用了。 遗憾的是、这听起来可能不是实现温度稳定性的最佳选择、这对我来说很重要。 但我需要向前迈进,并将在今后再次进行讨论。

    如果我确实获得了一些示波器捕获、它们将与我在上面描述的内容相匹配。 当提供+/- 2.5V 差分方波输入时、输出/感应节点的摆幅从+2.5V 至大约+1.25V、而 REF 节点保持固定至+2.5V。 如果您将两个输入都设置为0V、则两个输出节点都将保持为+2.5V 的引脚。 这些结果的极性可能会根据反馈运算放大器而变化。

    Kai、

    抱歉、我尚未测量线圈的电感。 我可以估计它、但现在它不是我的优先考虑事项。 到目前为止、我仅使用了电阻负载。

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    您好、Bradley、

    如果您曾经发现线圈的电感和绕组电容,此仿真将帮助您:-)

    e2e.ti.com/.../6355.bradley_5F00_ina592_5F00_2.TSC

    在 INA592的输入端添加"电压控制电压源"(VCVS)是必要的,因为 TINA-TI 在执行交流分析时只允许使用一个信号源:-)

    Kai