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[参考译文] INA196：输出饱和问题

admin
Guru**** 2381040 points
Other Parts Discussed in Thread: INA196, TINA-TI, INA193, INA198, INA194, INA195, INA197
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/772408/ina196-output-saturation-issue

器件型号：INA196
主题中讨论的其他器件： TINA-TI、 INA193、 INA198、 INA194、 INA195、 INA197

您好！

我将使用 INA196来测量流经负载的电流、如所附图片所示。 我具有宽范围的电流、因此我使用 INA196来测量非常低的电流、然后我依赖于测量我电路中的电阻器组上的 Woltage 压降。 我希望当输入电压超过 INA196时能够输出(0.25V)、输出将饱和至大约5V。 遗憾的是、当 INA196的输入电压处于2.6至8.2V 的范围内时、输出变为0V。 高于8.2V 时、它在大约5V 时饱和。 在2.6-8.2V 输入电压区域中，输出电压变为0V 的原因可能是什么？

谢谢、

Jacek。

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    TI__Guru**** 2381040 points
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    尊敬的 Jacek：

    感谢您在 E2E 上发布问题。

    您是否在仿真或实验室/工作台数据中发现了此问题？

    那么我确信、当输入差分电压介于2.6V 和8.2V 之间时、您会看到 INA196轨到地吗？ 这绝对不是预期行为。 虽然我们不能描述此类大输入差分感应电压的差异、但这似乎并不常见。 我们只声明器件将承受如此大的输入电压。

    让我和同事交谈、并亲自测试一下可能发生的情况。

    此致、
    Peter Iliya
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    TI__Guru**** 2381040 points
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    尊敬的 Peter：

    我已经使用 TINA-TI 验证了这个问题、它只会饱和至大约 Vcc 并停留在那里。 我可以看到、当它从饱和状态变为 GND 时 、GND 附近有一小段三角形噪声、然后它进入接地状态。 我已经在两个不同的 PCB 上尝试过这种方法、并且它是一致的。

    此致、

    Jacek Meyerhold。

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    尊敬的 Jacek：

    您能否显示示波器图？

    这种"三角波噪声"在静态运行中还是仅在输出快速稳定至0V 时才可见？

    Kai
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    尊敬的 Kai：

    这种"三角波噪声"实际上看起来像是一个有点格式错误的正弦波。 当您改变电压时、在饱和 NAD 接地之间存在某种边界条件、即发生该噪声时。

    如下图所示。

    此致、

    Jacek。

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    尊敬的 Jacek：

    感谢您的波形。 我能不能再多解释一下发生了什么？ 在示波器屏幕截图中、VOUT 以400mV 为中心、这大约低至 INA196在最坏情况下可以摆动到接地的值。 因此、INA196的输出引脚(OUT)在上面的波形中已经饱和。

    您的波形中 INA196的输入差分电压(Vdiff 或 Vsense)是多少？ 请记住 Vdiff = IN+- IN-。

    另一个有趣的现象是、输出频率为1.67MHz、超出了器件的带宽。 Vdiff 是否也是正弦波形？ IN+、IN-引脚上的共模电压是否在整个时间内稳定为12V？ 或者、该电压轨是否会随着电流的增加而下降？

    我仍在研究这一点、但提供更多信息将是有用的。

    此致、
    Peter Iliya
    电流感应应用
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    TI__Guru**** 2381040 points
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    尊敬的 Peter：

    我拍摄了一系列照片。 示波器显示 INA196输出、电压表显示 IN+/IN-之间的电压。

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    尊敬的 Jacek：

    非常有趣，照片也很漂亮！ 我不知道 INA196的行为是这样的。 全新的 INA196是否表现出相同的行为？

    嗯、INA196的数据表并没有给出当输入电压范围被如此过度驱动时、输出会产生什么影响。 请参阅数据表的图3。 因此、至少数据表没有显示...

    为什么不使用二极管钳制输入电压？ 如果有用的输入电压范围是1V、并且在高于2.5V 的电压下开始出现奇怪的情况、您应该能够通过一些二极管来钳制输入。 您可以为钳位串联两个或三个1N4002。 如果测量电流非常小、您甚至可以串联两个或三个小信号硅二极管、如 BAV99的1N4148。 这会显示更少的泄漏电流、并导致更少的测量误差。

    Kai
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    TI__Guru**** 2381040 points
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    嘿、Jacek、

    您看到的实际上是器件正常工作。 当您过驱动 INA196的输入感应电压时、您将过驱动内部 BJT。 在某个时间点、BJT 会出现相位交叉、这将导致放大器输出驱动至 GND。 最终您可以增大输入电压、然后离开交叉区域、INA196输出将驱动回正电压轨。 我已通过实验室数据和设计指南确认了这种行为。

    由此给您带来的不便、我们深表歉意。 对于具有相同内部 BJT 拓扑的器件、此行为将仅显示为：INA193、INA194、INA195、INA196、INA197、 INA198。

    您可以在输入端使用二极管钳位、但需要确保满量程输入电压(250mV)下的泄漏电流最小。

    希望获得此帮助、如果您需要更多信息、请发帖。

    此致、
    Peter Iliya
    电流感应应用