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[参考译文] INA200：引脚2 (放大器输出)在输出脉冲的所有上升沿上处于高电平、即使在空载时也是如此

admin
Guru**** 2988540 points

Other Parts Discussed in Thread: INA200

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/787293/ina200-pin-no-2-amplifier-out-is-high-at-all-rising-edge-of-output-pulse-even-at-no-load

器件型号：INA200

尊敬的团队：

这是我第二次在论坛上发帖。 提前感谢您之前和即将 提供的强大技术支持。

INA200AIDGKT IC 用于过流检测和保护应用(附加原理图)。 输出电压不是连续电压 、而是脉冲电压。下面介绍了脉冲的详细信息：

导通时间：1.5mS；关断时间：98.5mS；电压幅值：2.5V 至40V；负载电流：100mA (恒定负载)；过流限制：500mA。

因此、INA200 IC 的职责显然是在负载电流超过500mA 时禁用栅极驱动器； 我的意思是、只有当通过感应电阻器的负载电流超过500mA 时、比较器才必须变为高电平。但有趣 的是、在测试期间、我发现放大器的 OUT 引脚在输出脉冲的所有上升沿上都变为高电平、即使输出处于空载状态。 有时这会导致比较器输出变为高电平(错误触发)。 Scopeshotsattached 供您参考。

等待您的回复。

此致、

Devarajan R

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    TI__Guru**** 2988540 points
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    继续上一个

    捕获开启时间1.5mS、关闭时间98.5mS、无负载时电压40V 和输出脉冲的 Scopeshot 1；捕获 Scopeshot 2的脉冲开启时间1us、关闭时间99uS、无负载时电压40V 和输出。

    绿色表示输出脉冲、黄色表示放大器输出。

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    TI__Guru**** 2988540 points
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    绿色表示输出脉冲、黄色表示放大器输出

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    TI__Guru**** 2988540 points
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    您好 Devarajan、

    感谢您使用该论坛。 我们始终乐意为您提供支持并解决您的工程问题。

    在我看来、这似乎是交流 CMRR 的问题。 当您说输出为脉冲时，我假设您是指节点“Pulse out-CH3”，这本质上是 INA200的共模电压(VCM)。 当 VCM 改变时、会将输入失调电压引入内部电流感应放大器。 现在、随着该偏移变化速度更快、CMRR 开始降低。 数据表的图5中显示了这种情况。

    对于该系统、VCM 阶跃很大(40V)、并且正在迅速发生。 在第二幅图中、可以认为 VCM 阶跃的频率为1MHz、图5表示 CMRR 在1MHz 外推-20dB/十倍频程斜率时会下降到50dB。 您可以计算出失调电压变化为40V* 10^(-50/20)= 126mV。 如果这被增益20、则会在输出上变为2.53V。 即使在70dB CMRR (100kHz)下、VOUT 变化也为253mV。

    除此之外、100mA 时的感应电压为10mV、低于我们所用部件的额定20mV。 正如数据表所解释的、当 Vsense < 20mV 时、器件不再线性运行、并且根据电气特性表、输出可在0.4V (当 VCM=0V 和 Vs=5V 时)达到饱和。 这是需要牢记的事情。

    可以通过在比较器之前使用滤波器对输出进行滤波来缓解该问题。

    此致、
    Peter
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    TI__Guru**** 2988540 points
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    您好、Peter、

    感谢您的回复。

    我尝试使用10ms (100Hz)的脉冲周期和40V 的电压。 我可以找到 IC 的工作原理。

    根据您的回复、CMR 仅取决于脉冲总时间(时间= 1/频率)和电压幅度。 但是、在相同频率(100Hz)和电压(40V)下、将脉冲导通时间减少到1uS 时、IC 再次出现错误行为。 我是说在空载时、我在放大器输出中发现了一些脉冲。 为什么它取决于脉冲时间？

    此致、

    Devarajan R

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    TI__Guru**** 2988540 points
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    嗨、Devarajan、

    与由于脉冲实际上升/下降时间而产生的影响相比、脉冲的总导通时间与 CMR 的关系应更小。 实际生成输出失调电压的是 VCM 的快速电压阶跃、而不是导通时间。 如果 VCM 以几毫秒的上升时间更慢地斜升、则内部放大器将有时间校正输入失调电压(Vos)的任何变化、从而不会在输出上产生毛刺脉冲； 但是、在您的初始图中、上升时间分别为~25us 和~200ns。 VCM 的这种快速上升可视为频率远高于实际脉冲频率的连续正弦波的部分放大。

    我可以看到、当您足够缩短导通时间时、输出偏移可能会产生复合效应、因为您有两个彼此非常接近的较大 VCM 阶跃。 在输出有时间从0V 稳定至40V 阶跃之前、输入将快速从40V 驱动至0V。 当您增加导通时间时、您将时间安排在这些上升和下降时间之间、从而在输出与降压 VCM 进行轰炸之前为输出提供稳定时间。

    另一种选择是在 INA200的输入端放置一个滤波器、例如从 IN+和 IN-接地的电容器、该滤波器会抑制 VCM 阶跃、从而减慢上升时间、 虽然这当然会增加负载的电容、但这在您的系统中可能是不可能的。 在输入布线上添加一些限流电阻有助于降低每40V 步长为电容器充电所需的瞬时电流、但这些电阻器会增加误差、数据表的第7.4.1节对此进行了讨论。

    此致、
    Peter Iliya
    电流感应应用
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    TI__Guru**** 2988540 points
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    尊敬的先生：

    根据您的回复和测试观察结果、我可以理解为使 IC 正常运行(根据理论) 、我应该 降低 电压电平。 在10V 下进行测试时、我观察到 CS OUT 引脚的电压为0V；而在较高电压(例如20V、30V 和40V)下、CS OUT 引脚的电压从0V 上升。 我可以理解、这种上升是由于运算放大器无法在特定电压和频率下抑制 CM 噪声。

    最后、我想使用分压器电路来降低 V=& V-引脚上的电压。 我是说、当脉冲输出电压为40V 时、V+和 V-引脚的电压将为10V。 因此 、IC 的最大输入电压限制为10V、我希望 IC 能够在良好的 CMR 下正常工作。 如果在输入引脚上使用分压器时存在其他问题、请提出建议。  

    另请您澄清、V+和 V-引脚上是否存在任何感测电压电平的最大限制。

    此致、

    Devarajan R

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    TI__Guru**** 2988540 points
    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。
    此外、您能否详细说明用于计算共模脉冲引起的偏移的公式。 我^、您已经使用10 μ V (dB/20)根据给定的 CMR 计算 CMRR、然后将该 CMR 值与输入电压相乘(例如、在本例中为40V)。 但我无法理解为什么要将输入电压与 CMRR 相乘。

    我到目前为止学到的是、从运算放大器的 CMRR 和差分增益中、我们可以使用公式 CMRR =AD/ACM 来计算 CM 增益。 然后、通过将该 ACM 与输入 CM 电压相乘、我们会因输入中的 CM 电压而在输出中获得偏移。 在从这方面思考时、您的公式似乎有点混乱。 可以执行 请在这方面帮助我？

    此致
    Devarajan R
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    TI__Guru**** 2988540 points
    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。

    Devarajan、

    在器件的每个输入引脚(VIN+、VIN-)上使用两个电阻分压器不是一个好主意。 这不仅会使源电源负载降低、而且还会在 Vsense 上产生显著误差。 即使电阻器完全匹配、IB+和 IB-电流中的失配也会产生净差分电压偏移、这将严重影响您尝试感应的真正分流电压。 如果您使电阻器的值更大、则会降低总线电压的功率损耗、但会显著增加输入偏移误差。 我们通常建议将其中的许多器件的输入电阻器限制为10Ω Ω。 对于此器件、数据表建议将电阻器限制为100Ω Ω、如第7.4.1节所述。 请注意、对于该器件、在输入引脚与内部放大器的实际输入之间有5kΩ Ω(±30%)的电阻器。


    VIN+和 VIN-上的最大感测(差分)电压为+-18V。 这可以在绝对最大额定值表第6.1节中看到。 这是在可能损坏器件之前可能具有的最大电压。

    我可以详细说明我如何计算 CMR 引起的偏移。 CMRR 可表示为微伏/电压(µV μ V/V)或 dB。 直流 CMRR 与∆Ω 差分/∆Ω 共模所描述的相同。 其特征是扫描 VCM 并测量 Vdiff。 这条线的斜率为 CMRR、表示为 µV μ V/V 因此、如果要计算 VCM 范围内的失调电压、请使用以下公式：Vos_CMRR =失调电压= CMRR*(VCM1–VCM2)= CMRR*(40V-0V)。

    交流 CMRR 是指输入正弦 VCM 并改变频率的情况。 当您改变频率时，您可以测量 Vdiff 并计算该特定频率下的 dB，因为 CMRR = 20*log (-Vdiff /Vcm)。 要^ VCM^的偏移、请使用公式：Vos_CMRR = 10 μ V (-CMRR/20)*(VCM_PEAK -峰值)= 10 μ V (-50dB/20)* 40V (对于1MHz 的 VCM 频率)。

    我计算 Vos_CMRR 的方式与您之前解释过的方式基本没有区别、运算放大器计算 CMRR 引起的失调电压的公式与电流感应放大器相同。

    此致、
    Peter Iliya
    电流感应应用