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[参考译文] INA849:实际 PCB 上的直流伺服不像仿真中那样工作、INA846或 THP210在 Tina 中有缺陷?

Guru**** 1093020 points
Other Parts Discussed in Thread: THP210, INA849, TLV2186, OPA333, OPA1637, TINA-TI
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1164145/ina849-dc-servo-on-real-pcb-is-not-working-as-like-in-simulation-bug-with-ina846-or-thp210-in-tina

器件型号:INA849
主题中讨论的其他器件:THP210TLV2186OPA333OPA1637TINA-TI

您好!

我的直流伺服有问题、在 Tina 仿真中、一切都正常运转在实际情况下、我在 INA RG 引脚上具有完全直流至电源轨的电压、在 INA 输出端具有一半的负直流电压!! 这种情况发生在从 wrom 直流零伏开始并在10-20 seccons 完全连接到电源轨之后! 您能告诉我、在  仿真模型中、INA 上的 RG 引脚可能存在某种错误的+和-吗?  或者、THP210 在仿真模型中存在错误的+和-? 这是我的仿真。 感谢您提供有关 we2e.ti.com/.../FullyDIFF-I_2D00_V-INA849-DCservo.TSCith直流伺服系统的任何信息!

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    在实际模型中、我的实际 PCB 与上面附加的仿真原理图完全相同、 RG 引脚上的电压为+-15V、电阻器 R6上的 INA849输出上的电压为-8.5V、这表明直流伺服不工作! 但是、在上面附加的 Tina 仿真上、一切都是正确的。 感谢您的帮助!

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    你好、Jimbo、

    为什么这么复杂? 为什么不将直流伺服插入 INA849的 REF 引脚?

    此外、RG 引脚对 EMI 非常敏感、与任何杂散电容不一样。 我只会将增益设置电阻器连接到 RG 引脚、而不会再连接其他引脚。

    Kai

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    你好、Jimbo、

    我同意凯的建议。  

    请简化应用的 Rg 增益设置。 下面是一个示例。  

    e2e.ti.com/.../INA849-Input-mod-12242022.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    非常感谢!

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    此 电路是否正常? 非常感谢!

    e2e.ti.com/.../dc_5F00_servo.TSC

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    你好、Jimbo、

    我看到您喜欢使用我们的全差动运算放大器、我们非常感激。  

    Vref 输入要求是一个低阻抗源、这意味着它可能是一个能够拉/灌(Vref 带隙)或精密运算放大器输出的电压源。  

    我们的带隙基准选项包括 :REF02REF3425Q1REF31XXREF4132REF50XXREF60XX 等。   

    由于您需要-2.7856Vref 进行电平位移、下面是一个示例。 Vref 运算放大器是 OPAx186、TLV2186或 OPA333零漂移运算放大器。  

    e2e.ti.com/.../INA849-with-Ref-_2D00_2p7856V.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    谢谢! 但这比主线程的电路复杂得多、对吧?  FULLYDIFF I-V INA849 DC伺 服中的 RG 引脚。TSC 具有 GND 基准、THP210驱动 RG 引脚、它在仿真上非常好、但在现实世界中、INA849 RG 引脚上的极性似乎错误、或者 THP210 OUT 引脚上的极性错误? 由于它在 vicewersa 中将直流电泵入大约十个部分以获得全轨电压、因此我在 RG 电阻器上具有+-15V、在 RG 引脚上具有-8.5V、那么 THP 或 INA 的仿真模型中是否存在缺陷?

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    在这种情况下、GND 是整个前置放大器电路的主 Gnd。

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    抱歉、INA 的 Mean REF 引脚是主器件 GND

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    你好、Jimbo、

    我现在有点困惑。 您需要直流伺服的目的是什么?

    Kai

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    我想从 INA 中移除任何直流、以在带轴上实现无直流。 我知道我可以将双极冷凝器放在 INA 之外、但 我很乐意没有冷凝器! 您能不能看一下图片、这是真实模型上的真实测量! 如您所见、当 R14和 R15被移除时、直流伺服没有功能、INA 基准引脚被参考接地、在 INA OUT 上测量零电压! 但现在看一下仿真、注意2.79直流输出、这表明在仿真中某种情况是不可行的、因为在实际 PCB 上测量的电压为零、而在仿真+2.79V!

    e2e.ti.com/.../INA849_5F00_2.79.DC.at.OUT.TSC

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    当我将 r14和 R15 DC 放回这些电阻器时、这些电阻器从零伏开始并线性地升至电源轨电压时、会在~10个安全开关后发生 CCA、 而 INA OUT 会产生-8.5V 电压、 这就是我在这里发表文章的原因。 在仿真模型 上、东西完全不是很肥大、根本没有问题。 INA 或 THP 模型中有错误? 我认为 THP OUT 引脚的极性错误、还是 INA 上的 RG 引脚的极性错误? 当我在展台上恢复极性时、仿真表明没有任何变化。

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    你好、Jimbo、

    使用49k9虚拟电阻器、我得到61µV Ω:

    Kai

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     可能与 TINA 版本相关? 请参见图片、再次测量、SE 时为+1.85V、R6时为+2.79V。 从第一篇帖子中可以看到什么是整个电路? 如何解释 RG 引脚上的超高电压、INA 上的 THP OUT 或 RG 可能有误或存在其他问题? 我真的不知道,它实际上有两个电介质测量结果是真实的 PCB 仿真,现在您的仿真甚至可以产生电介质结果:(前置放大器的声音很好,但是在 R6和其他组件之间,直流伺服被移除和安装了冷凝器, 我真的很感兴趣的是使伺服从第一个帖子开始工作、或者至少想知道那里有什么错误、 我怀疑 INA 或 THP 上的极性错误、但似乎无法弄清楚或仿真? 非常感谢!

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    你好、Jimbo、

    我看不到 Tina 工具有任何问题。 我们将使用与您相同的 Tina 修订版。  

    INA849的传递函数为: VP =增益* Vin + Vref + Voffset。 电路是正确的仿真。 Kai 也演示了同样的东西。   

    例如、在 Vin_pk = 99.73mV 时、Vp = 1.4V/V * 99.73mVpk + 0 = 139.622mVpk。 该模型的仿真值约为139.67mV、其中包括较小的失调电压。  

    e2e.ti.com/.../INA849-Input-Sim-10272022.TSC

    在1kHz 时具有4mA 的恒定电流源的情况下、我不能确定您要做的是什么。 这不是典型的 FDA 差分输入电路、请参阅 OPA1637周围的4mA 电流环路。 在4mA、1kHz 输入下、输出 Vdiff 摆幅为0至3.98Vpk。 2 * 4mA* 249Ω= 1.992Vdc;这是 INA849输入上的差分输入电压(这不是 INA849输入上的共模电压)。  

    e2e.ti.com/.../OPA1637-Analogue-input-10272022.TSC

    当差分输入 Vin = 1.99V 时、Vp = 1.4 * 1.99 + 0 = 2.786Vdc、仿真结果如图所示。  

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    大家好、谢谢! 详细介绍整个 DIY 器件。 输入端的4mA 来自 DIY DSD 电流模式32步移动平均分立式 DAC、这是 DAC 的原理图:

    e2e.ti.com/.../DSC252.pdf

    如果您查看 DAC 原理图、您应该注意到输出端的差动电流、电流明显大于10mA、因此我们添加了两个电阻器470欧姆、将每个电压轨的电流从 mA 更改为~8mA、 接下来、我们要用基于运算放大器的电路替换音频互感器、我们选择 INA849作为目前最适合 DIFF 的电路。 第一级是 I/v、我们使用了二级 Opa1637、接下来我们将 diff 转换为 se、使用 Ina、而不是电路的其余部分、多 fb 低通滤波器、带性和最终 se 转换为输出端的 diff。 整个电路是 Hypex UCD180HxR D 类功率放大器的前端。 它在这个电路中工作得很好:

    e2e.ti.com/.../FullyDIFF-I_2D00_V-INA849.TSC

    但这与 THP210作为直流伺服的第一个概念不同、因为现在我们在 Ina 输出后有冷凝器。 我们设计的第一个电路在仿真方面非常有效、它是:

    e2e.ti.com/.../7450.FullyDIFF-I_2D00_V-INA849-DCservo.TSC

    但它不适用于真正的 BCB! 在所有 PCB 上、RG pind 上都有+-15V 电压、这种电压比仿真中的电压大得多! 我们想要弄清楚 的是、我们为什么在仿真和实际 PCB 之间存在较大的偏差!? 在仿真中、INA 输出为567uV、但在实际仿真中、我们有-8.25V!! 在 RG 引脚上的仿真中、我们有~Ω+-990mV、在实际 PCB 上、我们有+-15V!! 这是一个大的地方。 同样、如果我们移除 r14和 R15并在 INA OUT 和电路其余部分之间添加冷凝器位、整个电路仍正常工作、但这不是一个目标、目标是使用直流伺服来移除 Ina 输出端的任何直流。 那么、问题是、 我们为什么在仿真和实际 PCB 之间存在较大偏差? 非常感谢!

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    你好、Jimbo、

    我有 TINA-TI 版本9.3.150.4。

    TINA-TI 在某些运行后会有自损坏其仿真文件的令人厌恶的趋势。 我给大家一个示例:我经常从正确的仿真文件开始、在运行第一个仿真时、一切都很顺利。 但是、当我在优化过程中更改电压或电流发生器的组件值和参数时、会发生一些奇怪的情况: 当我稍后因任何原因收到错误消息并将所有组件值和参数改回初始值时(仿真仍然正常运行)、仿真不再正常运行、但现在我收到错误消息。 与此同时、TINA-TI 出于任何原因确实更改了仿真文件。 因此、任何进一步的仿真都将变得毫无意义、因为 TINA-TI 从此时起的行为会变得怪异。

    唯一的补救办法是通过进口新的组件和芯片来再次绘制新的和新的换色。 请勿将损坏的仿真文件中的任何内容复制并粘贴到新原理图中。

    我可以为您提供的另一个 tipp 是不要在一个仿真中放置过多的组件和芯片。 运行时间和仿真问题呈指数级增长。

    Kai

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    但它似乎 是 FulllyDIFF I-V INA849 DCServo.TSC 尚未损坏、如果您绘制新的、您将获得相同的结果。 问题是、在 RG 引脚上的实际 PCB 上、我们的直流电大约为零、在十个小数点后、我们的+-15V 线性地从零伏开始、这可能是 INA849的 RG 引脚上的极性错误或 THP210 OUT 引脚的极性错误? 此行为是否可以在 Tina 上模拟? 或者、您是否知道实际 PCB 上存在什么问题? 它看起来像 vicewersa、而不是移除直流、它将直流泵直流到轨电压、这可能是其中一个引脚通过内联方式连接、例如反相/同相引脚需要是 vicewersa。 这就是为什么我打开这条线程希望有人知道这个问题的原因。

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    Tina 是否可以从第一个接线柱运行电路约10-20段? 这样、我们就可以 通过直流伺服的替代方法来模仿真实的 PCB 行为。

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    你好、Jimbo、

    好的、然后进行分治和征服! 在您的"现实世界"电路中进行以下修改:

    1.从电路上拆下 U4、U5和 U6。 (在 R27的左侧进行切割、并移除所有这些运算放大器的电源电压、以便您的电路中不再存在这三个运算放大器。) 您还看到跑偏吗?

    2.将 U2的 Vocm 输入连接到信号接地、而不是 R1、R2和 R4。 您还看到跑偏吗?

    3.将 R14和 R15增加10倍。 您还看到跑偏吗?

    4.然后从电路的 INA849的两个输入上拆下 U3和所有其他组件。 相反、将+1.0V 连接到 INA849的+INPUT、将-1.0V 连接到 INA849的-INPUT。 您还看到跑偏吗?

    Kai

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    大家好、一个实际问题、 这里的极性连接是否正常?  

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    你好、Jimbo、  

    我希望 Kai 的计划能够比其他方法更快地找到问题。  

    在输入前端中、我运行了整个交流滤波器响应(共模滤波~(R23 + R41 + R3)||C1)= 75.4kHz、差模~2*(R3 + R41)||C5 = 48.5kHz 滤波); 并且电路的共模滤波被放置在太靠近差模滤波的位置。 通常、您希望将共模滤波置于差模滤波之后至少十倍频的位置。 这将防止共模噪声 转换为 差模信号、因为电容器可能存在高达+/-20%的容差问题。   

    下面是仪表放大器的输入滤波器配置。  

    https://www.ti.com/lit/ug/sbou115c/sbou115c.pdf?ts=1666973123425&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Ftool%252FINA826EVM

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    e2e.ti.com/.../jimbo_5F00_ina849.TSC

    拆下 C7后:

    我是否曾告诉过您不要在一个仿真中放置过多的器件?

    Kai

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    对于理想的差分放大器:

    e2e.ti.com/.../jimbo_5F00_ina849_5F00_2.TSC

    Kai

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    使用标准直流伺服:

    e2e.ti.com/.../jimbo_5F00_ina849_5F00_4.TSC

    Kai

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    嗯、非常感谢您、Kal gaved 良好的仿真、这证实了 thp210制造的直流伺服的稳定性、 但我在这里只看到一个奇怪的东西、C7 iz 就像90pF 的寄生电容、你现在在 Ina OUT 处有 Vicewersa 极性的可能性是怎样的?

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    还有一件事、似乎 INA 确实具有错误的极性、请参阅理想差动运算放大器上的行为!!

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    您好!

    Kai 原理图、其中他证明了 POS  和 NEG 中直流输出偏移的误差(当您 针对高频率下的峰值对 C7输出滤波进行降级时、 DS 中也有简单尝试/描述的误差)

    在同一个原理图中,我刚刚打开了 R14和 R15 (INA849的交叉 Rg 引脚),并且...看起来,它正常工作!! )

    @具有1V 和-1V 直流失调电压的差分电压(由 Δ V Kai 发布)
     
    在启动过程中(请参阅图)、INA849上的直流失调电压上升/建立(取决于输入+IN 和-IN 处的极化)、并在  diff 的 RC 常数大约2.5...之后跳过2.5V。 2.6秒、可以在启动图中看到 (我们选择了一个慢速积分器、以便对音频区域没有影响、这完全正常)、输入端的 DCoffset 开始校正、斜率很慢、因为我们已经有这样一个 RC 常数...  最后、它会成功并完全纠正、  更重要的是保持它处于 INA849的输出并被取消!

    P.S RC 积分器常数约为3秒或0.3Hz、scheme...it 中有错误标记、请马上行动吧!

    嗯、也许 您应该修改 INA849宏模型吗?

    非常感谢!

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    e2e.ti.com/.../jimbo_5F00_ina849-popravljeno-RG-pins.TSC

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    尊敬的 Jack、Kai:

    电路很棒、这对于高增益交流电路非常有用、否则、由于偏移误差、共模范围会受到限制。

    但是、我不认为 RG 引脚连接的极性是错误的;RG 引脚位于内部反馈电阻连接到的相应放大器上、类似于我们的 INAS:

    上面的方框图显示了同相端子上方的反相端子、而 TINA 模型则显示了反相端子。

    由于极性的定义、同相端子上的正电压将导致该放大器的输出端产生正电压。  这意味着电流将从与正输入相关的 RG 引脚流出。  出于理智的考虑、我检查了这一点、但似乎确实是这样:

    就电路的连接方式而言、我也采用了相同的方法; 我假设为了消除 RG 上的电压、反馈伺服放大器必须从相对于 RG 引脚的输出反相。  但是、当它发生时、情况并非如此、因为我们有效地尝试做的是使内部差动的输入。 而不是 RG 上的电压。  实际上、RG 上的电压需要与输入电压匹配、FDA 需要提供足够的电流来反转(输入)放大器的输出。  因此、为了对差分进行输入。 放大器。 必须有电流流入正放大器的 RG 引脚。  我相信下面非常繁忙的仿真证明了这一点:

    请注意、电流在正极侧流入 RG、并且必须在负极侧流出 RG。

    同意?

    此致、
    Mike

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    您好!

    是的、我已经在 Jimbo_ina849 popravljeno RG pins.tSC 等实际 PCB 上进行了测试 、我可以确认现在一切正常! 非常感谢!

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    您好、Michael、

    是的、同意。 另一种方法是打开反馈环路并添加激励以查看阶跃响应:要提供稳定的负反馈"VG2"和"VM1"必须显示不同极性的信号、以下电路就是这种情况:

    e2e.ti.com/.../jimbo_5F00_ina849_5F00_5.TSC

    使用同样的方法、我们可以确定直流伺服的相位裕度:

    因此直流伺服是稳定的。

    Kai