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[参考译文] INA126:增益过低

Guru**** 1106120 points
Other Parts Discussed in Thread: INA126
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/796144/ina126-too-low-gain

器件型号:INA126

尊敬的先生或女士

我偶尔会遇到测量误差、在这种情况下、增益似乎太低。 这有助于更改 INA126、但是由于有2个几乎相同的周期、并且总是相同的周期、所以我怀疑 INA126工作区的边缘有什么问题。
两个电路之间的唯一差异是从 IN-(引脚2)到 REF (引脚5)的电阻。 在"正常"电路中、电阻器为5k1Ohm、在第二个电路中、电阻器大约大10倍。
IN +的输入电阻约为52k 欧姆、RG 为1M 欧姆、RL 为24k 欧姆。
这些电路用于在 PT100传感器上进行测量。

我测量的增益约为4.6、应为5.08。

并不总是马上出现故障、因此可能需要几天的时间才能出现、这使得查找起来更加困难。

希望在座的人能为 我的调查指明正确的方向。

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    您好、Soren、

    您能否向我们提供 INA126电路原理图、其中显示了 RTD 如何连接到输入、电源电压以及输出端连接了什么? 这些信息可能会证明对诊断问题很有帮助。

    此致、Thomas
    精密放大器应用工程
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    您好 Thomas

    hier 是原理图的一部分。 U10正常、U12存在测量问题。

    e2e.ti.com/.../schcut.pdf

    希望您能看到原理图。 此处仅指示已连接/插入某个内容。

    此致 Soren

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    尊敬的 Soren:

    47k 保护电阻是否与高达50nA 的 INA126相当高的输入偏置电流相结合? 这会产生巨大的测量误差。

    Kai
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    您好、Soren、

    回顾原理图和信号路径、U10处的 INA126和 U12处的 INA126应该具有5.08V/V 的相同增益、但是会损坏 U12的增益。 当您测量 U10和 U12的增益时、在每种情况下、它相对于输出引脚6是多少? 5V/V 的最小 INA126增益由内部电阻器和这个仪表放大器配置中使用的运算放大器极高开环增益确定。 为了使增益降至5V/V 以下至4.6V/V、这意味着需要更改内部电阻器或增益设置电阻器 RG。

    由于您注意到 U12增益随时间的变化以及两个器件的 IN-(引脚2)至 REF (引脚5)之间的静态直流电阻差异、因此在工作时可能会出现 PC 板焊剂污染问题。 您的 PC 板清洁步骤是什么?

    您是否从 TI 或 TI 授权经销商处购买了 INA126器件?

    此致、Thomas
    精密放大器应用工程
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    您好 Kai

    我自己已经考虑过这一点、并尝试对这些电阻器进行短路、但这对测量结果没有任何影响。

    /抱歉

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    您好 Thomas

    已针对基准进行了输出测量。
    未发现助焊剂污染、部件通过 Arrow 或 Avnet 购买。

    是否可以为 INA 126推荐更好的测试设置?

    此致、Soren
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    尊敬的 Soren:

    嗯、我不知道增益误差的原因是什么。 除了47k 过高的限流电阻外、电路看上去一切正常。

    这可能是组件缺陷吗? 过热而导致的温度变化? 还是 PCB 布线过长? 还是看到 PCB 严重振动?

    另一个问题可能是多路复用序列。 是否为多路复用器提供了足够的时间以便信号能够在 INA126的输出上完全稳定? 信号路径中存在大量低通滤波。 您有没有考虑过这一点?

    我会将电路分为单独的测试部分和测试部分。 您确定这是 INA126的真正增益误差吗? 还是输入偏置电流漂移或失调电压漂移? 对于增益测量、您至少需要两个测量点。 通过这两个测量点、您可以计算出真正的偏移和真正的增益。 您是这样做的、还是仅采用了一个测量点? 您能否详细说明一下您测量增益误差的确切程度?

    Kai
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    您好、Soren、

    我确实认为、在 schcut.pdf 电路板之外评估 U10和 U12确实是一项有益的练习。 数据表 PG 上显示的 INA126图18、基本连接电路。 12应该简单而直接地应用为测试电路。

    使用相同的1兆欧姆 RG 值和24k 或25K RL。确保用于 RG 的电阻器是精密电阻器。 在每个输入端添加5.1k 电阻、并将连接到 INA126 -IN 输入端的另一端接地。 最初、使用精确的电压驱动与+IN 输入相关的5.1k、并检查增益是否为5.08V/V 然后、添加一个与+IN 5.1k 电阻器串联的47k、并重新检查增益。 对 U10和 U12器件运行这些测试、并确认您为每个器件获得相同的结果。

    如果这些检查在所有测试用例中都产生了准确的+5.08V/V 增益、则电路板的其余部分会导致增益误差。

    此致、Thomas
    精密放大器应用工程
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    您好 Kai

    我修复了多路复用器位置、问题仍然存在。

    我有2个测量点、每个刻度的末端一个、但我意识到、两种情况下的增益计算都达到了4.6。
    在 INA126上使用短路输入进行测试、从组件输出-0.473V。 这使我能够恢复我的测量并进行其他测量。 将偏移量考虑在内的所有测量结果得出增益为5.08、除增益约为100mV 的输入外、增益为4.7。

    我获得了一些已针对故障产品进行更改的 INA126、并在输入和基准引脚短接在一起的情况下进行了测试设置、并测量了输出。 故障组件输出的测量范围为-140mV 至-1.35V。 正常组件输出的测量范围为0至-1.9mV。

    您说得对、它是一个"选择"组件。

    Sorry, Soren
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    你(们)好

    正如我在答覆 Kai klaas69时所看到的,我的问题是一个很大的偏移,而不是一个增益误差。

    现在、我希望你们能帮我对电路进行良好的保护、这样我就不会再看到这个问题了。
    一些组件可以从开始、稍后该偏移会导致测量结果损坏。
    我的第一个目标是 ESD、但我尝试重新创建这种现象、但没有成功。

    您是否知道如何"减量" INA126并获得偏移?

    此致、Soren
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    尊敬的 Soren:

    INA126不能承受太大的 ESD。 当您查看数据表时、电压仅为500V。 因此、即使听起来不太可能发生 ESD 也可能损坏 INA126。 如果布局较大且未使用实心接地层、有时会出现这种情况。 然后、在整个 PCB 上运行的 ESD 可能会在电路中产生较大的共模电压并使其受损。 在这种情况下、INA126不会从多路复用器输入端的47k 限流电阻器、甚至 PT100输入端的保护电路中获得太多的利润。

    我会向 PCB 添加一个实心接地层、并通过混合接地将进入 PT100输入的 ESD 直接分流到机箱接地(从信号接地到机箱接地的10...100N 电容器)。 请勿让 ESD 通过您的电路运行。 始终将 ESD 分流至机箱接地。 我注意到您的电路中有 C406。 但是、由于您的电路中有如此多的 PT100输入和如此多的 TVS、您可能需要更多的这些电容器、以最大程度地减小从信号接地到机箱接地的 ESD 电流路径长度。 请记住、就 ESD 而言、每毫米都很重要!! 仅仅一个 C406是不够的!!!

    此外、我还会为 PT100使用屏蔽电缆、并通过360°接合将电缆屏蔽层直接连接到机箱接地。

    Kai
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    尊敬的 Soren:

    您可能还需要查看此主题:

    e2e.ti.com/.../2620445

    Kai
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    您好、Soren、再次

    刚刚注意到、PT100输入端有33V TVS。 为什么会出现如此高的导通电压? 我将采用导通电压低得多的 TVS。

    Kai
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    您好、Soren、

    了解和解决 导致 INA126高偏移的原因 可能是一个难以解决的问题。 首先、我们需要 您保证 INA126器件是直接从 TI 或 TI 授权经销商处获得的。 如果是这种情况、本产品将 按照严格的 ESD 程序和严格的合规性要求进行组装、处理、测试和封装。 如果 ESD 损坏是问题所在、那么我预计 在器件从其封装和发货时所用的 ESD 保护包装中取出之后的某个时候、就会发生 ESD 损坏。

    如果 INA126器件在被安装在 PC 电路板上后仍然未损坏、那么电路内 ESD 或者 电气过载(EOS)事件将是解释随后电气损坏的唯一机制。 通常情况下、5.1千欧或47千欧的极高串联输入电阻将大大限制 ESD 或 EOS 事件期间可能强制流动的输入电流。 与事件相关的电压电平必须非常高、才能导致输入电流电平损坏。  如果发生电路外 ESD 事件、事件持续时间非常有限、 ESD 单元和内部吸收器 件将被激活并消耗与事件相关的功率。 但是、如果 ESD 电压超过+/-500V HBM 额定值、则电池或内部电路可能会损坏。  也可能会出现 CDM ESD 情况、但 INA126未指定该情况、但可能会发生该情况。  在这两种情况下、ESD 损坏 都可能导致 高偏移。

      在器件输入、电源引脚或输出上发生的电路内 EOS 事件会 导致器件 损坏。 如果存在 EOS 电势、那么我们通常建议在 发生 EOS 的电路点包含瞬态电压抑制器(TVS)。 在仪表放大器输入端使用的 TVS 器件、例如 INA126、不同于电源引脚上使用的 TVS 器件。 输入保护需要 表现出低电容和低泄漏电流、从而 对 有源电路性能几乎没有影响。 Littelfuse 等公司生产各种 TVS 保护器件。 以下是此类器件的链接:

    它们还可产生适用于电源引脚保护的 TVS 器件。 TI 与 Littelfuse 没有关系、我提供此参考仅供参考。 请联系他们以获得有关其电视产品的帮助。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    通过在我们的数据中进一步返回时间、我发现 INA126在这里和其他电路中被放电的电路中的两个位置上都发生故障。 已开始进行投资、以确定它是否是 EOS 事件、以及如果是如何避免发生 EOS 事件。 TI 将参与此调查、但不会通过此论坛。
    感谢您的信息和帮助。 它很有帮助、但没有直接导致此问题的根本原因。