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[参考译文] INA851：XINA851RGTR 是否完全正常工作？

admin
Guru**** 2387080 points
Other Parts Discussed in Thread: INA851
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/1170142/ina851-are-xina851rgtr-fully-functional

器件型号：INA851

您好！

我们在2个月前购买了40 XINA851RGTR、因此很难与之合作。 因此，我有几个问题 ：

－数据表中公布的性能是否可达：1000增益下的“输入级噪声：3.2nV/√Hz、0.8pA/√Hz”？

－双电源是否比单电源产生更低的输入噪声？

引脚 FDA_IN+和 FDA_IN-是否内部连接？ 2022年3月的数据表中写道：“在初始样片上引脚在内部未连接，但在最终器件版本中将具有完整功能。”

－XINA851RGTR 是否有精确的焊接程序？ 因为3个芯片中的1个在焊接后似乎无法正常工作。

新版本的 INA851是否可以解决 XINA851RGTR 的问题？

如果你有答案，我将不胜感激

此致、

Maximilien

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    尊敬的 Maximilien：

    请说明您遇到了什么问题。

    Kai

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    尊敬的 Maximilien：

     XINA851RGT 早期原型样片/预量产材料未接合 FDA_IN-和 FDA_IN+引脚。 如前所述、早期预量产预告信息数据表显示这些引脚未在早期原型上键合。

     FDA_IN-和 FDA_IN+的连接是一个附加功能、也是可选功能。  此选项增加了灵活性、允许电路设计人员添加与输出级内部反馈并联的外部反馈电容器、以降低带宽(或噪声滤波灵活性)、就像您在分立式全差分放大器(FDA)上所做的那样。  此功能为某些高分辨率(>16位或更多) SAR ADC 应用增加了灵活性、其中大多数 SAR 都不包含数字滤波器。   

    XINA851原型预发布样品 XINA851RGTR 是经过测试的器件、具有相同的输入参考噪声和预期性能；我们的许多客户在其应用中成功采样了原型。  INA851RGT 器 件于10月底投入生产、现已提供的样片/库存将 FDA_IN-和 FDA_IN+引脚结合在一起。

    尽管如此、预量产器件的封装类型与已发布器件相同、在焊接器件时不会出现任何问题。 预量产器件上预计不会出现任何问题。

     如 Kai 所述、请分享显示器件连接的原理图、并解释您遇到的焊接问题。

    谢谢大家、此致。

    Luis

     

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    TI__Guru**** 2387080 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。

    尊敬的 Maximilien：

    此外，如果这与焊接问题无关，请显示系统中电源连接的原理图：Vs+、Vs-、VCLAMP+、VCLAMP-以及 VOCM 电压。  

    让我知道预期的最大输入信号差分电压范围 VDIF=(IN+)-(IN-)；输入信号共模电压范围：VCM = ｛(IN+)-(IN-)｝/ 2 (其中共模电压是信号中的平均电压)； 和输出电压范围 、以验证仪表放大器是否在其线性范围内工作。

    请详细说明该问题、并描述工作设备和非工作设备之间的性能问题。

    谢谢、此致、

    Luis  

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    TI__Guru**** 2387080 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。

    您好、Kai 和 Luis

    感谢您的快速回答、很抱歉我在上周五的公众假期收到了延迟的回复。 如您所要求，您将找到 INA851连接的原理图。

    感谢您确认 FDA_IN 的引脚已断开连接，我们已经订购了 INA851的发布版本来对其进行测试。

    我们不确定问题的根源。 在我们的 PCB 上、我们使用6个 INA851将4个 CS5381作为 ADC。 这些组件分为两组、每个传感器一组。 传感器基于3个有线线圈、每个线圈具有50欧姆的等效电阻、并连接到一个放大器 X、Y 或 Z。您可以在 simple_Schematic 传感器.pdf 中看到一组组件的外观。 我们从 ADC 收集数据、并使用我们为每个放大器绘制 DSP 的自制软件、1个3的 DSP 与其他放大器不同、具有不平整的本底噪声。 我们的2个传感器具有相同的错误 DSP、但不适用于相同的通道。 对于第一个传感器、它是 Y、对于第二个传感器、它是 X。因此、我们认为我们的问题是由放大器造成的。

    此外，我们不确定我们实施的输入偏置，能否与您分享 INA851条目的原理图。

    对于系统中的电源连接：

    • Vs+= 8、2V
    • Vs-= GND

    我们认为、如果双电源能够提供更好的 SNR 和 CMR、则会采用双电源。

    • VCLAMP+= ADC 支持的最大输入电压为5V
    • VCLAMP-= GND
    • VOCM = 2、5V 由我们的 ADC CS5381固定
    • VDIF = 120mV
    • Vcm = 40mV
    • OUT+和 OUT-正确地位于 VOCM 固定电压2、5V 的中心位置。

    此致、

    Maximilien

    e2e.ti.com/.../INA851_5F00_schematic.pdfe2e.ti.com/.../simplified_5F00_schematic_5F00_sensor.pdf

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    TI__Guru**** 2387080 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。

    尊敬的 Maximilien：

    非常感谢您提供的详细信息。

    INA851与标准仪表放大器类似、主要区别在于它包含全差分放大器输出。  INA 内的每个放大器都有自己的输入和输出摆幅限制。   这些限制组合成总体输入差分和共模电压与输出摆幅范围限制。  这种关系可能很复杂、通常无法通过简单的公式或数据表参数来确定。  我们提供 Excel 计算器来验证器件是否处于输入/输出线性范围内。  有关此工具的更多信息、请参阅此帖子底部的。

    正确的做法是、使用双极电源将在输入共模范围上提供更大的自由度。 原理图显示了传感器交流耦合到 INA851输入端的情况、其中1μF μ F 电容器、然后100k 电阻连接到+5V 的直流偏置电压。  如果您计划使用双极电源、我建议将100k 电阻器连接到 VS+/VS/ 电源的中点附近、但只要 VS+/VS-电源 有电压余量、这里就有一定程度的灵活性。

    输出电压摆幅需要 VS+/Vs-电源的最小1.4V 余量、并且在使用钳位时、钳位引脚必须至少与 VS+/Vs-电源的电压差为1.5V。   

    例如、假设最大值 输入差分信号(来自传感器) 为±120mV、通过查看  CS5381 全差分满量程范围、1.07 * VA = 5.52Vpp、或者本质上是±2.76V 差分电压、您可以设置 RG = 274Ω Ω、前端增益为1+6k/274 = 23V/V

    在这种情况下、设置电路、假设100k 电阻器连接到 GND (将输入共模设置为0V)、电源 V+=+8.2V (或至少 V+++7.5V)、V-=-5V (或大于 V-<-3.5V)、 VCLAMP=+5V、VCLAMP=GND、VOCM=2.5V 提供余量：

    编辑、11-16-22、更正了下图、在 INA851的输入端上使用建议的低通滤波器来滤除外部噪声：

    CS5381是一款 Δ-Σ ADC、它以6.144MHz 的频率对输入进行采样、最好使用 C0G/NPO 级电容器、以便在 INA851输出和 ADC 输入之间的 R-C-R 滤波器以及信号路径中的任何其他低通滤波器上获得低失真结果。  

    ADC 输入端的 R-C-R 滤波器在性能方面发挥着重要作用。  此滤波器的一个用途是一个电荷库来过滤 ADC 的采样输入。 电荷库减少了放大器的瞬时充电需求、保持了低失真和低增益误差、否则会因放大器稳定不完整而降低失真。 在我们一侧、INA851 60.4Ω 了 R-C-R 滤波器和60.4Ω Ω-510pF μ F 的电容、并且在驱动其他 Δ-Σ ADC 的输出端采用了51pF 共模电容器、从而提供了低噪声结果。  上面显示的 FDA_IN+/FDA_IN- 22pF 电容器是可选的。   

    关于 INA851输入电压范围计算器(Excel)工具：

    您可以通过以下链接下载 Excel 工具、并验证放大器是否处于范围内：

    INA851输入输出范围设计计算器

    该工具由两张纸组成：

    在第一个工作表中，“INA851_Vin_Vout_tool”：

     用户使用所需的电压用蓝色填充突出显示的电池：Vs+、Vs-、前端增益、后端增益、输入差分电压、 输入共模电压、VOCM 电压、VCLAMP+和 VCLAMP-(如果钳位启用)。 Excel 可提供生成的 VOUT+、VOUT-和 VOUT 差分电压。  该工具以红色突出显示超出范围的任何电压、如果器件超出线性范围、则以红色显示警告。

    同样、第二个工作表提供  了工作范围图、其中提供了该仪表放大器的有效输入和输出范围。 使用 VICM 滚动条调整输入共模。

    随附 pdf 文档、其中包含详细说明：

    e2e.ti.com/.../INA851-Input-and-Output-Range-Design-Calculator-Instructions.pdf

    谢谢、此致、

    Luis  

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    尊敬的 Maximilien：

    使用+/- VS 双极电源时、请确保将散热焊盘连接到负电源 Vs。

    谢谢、此致、

    Luis

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    尊敬的 Maximilien：

    在 Ω 的 Ω 上、我在仪表放大器的输入端放置了一个低通滤波器、以帮助降低高频外部噪声、使用100 μ F 至1nF 至100 μ F 的差分滤波器和100pF 共模电容器、其中的差分电容器比共模电容器大10倍。 当然、您可以根据应用要求调整此滤波器的转角频率或修改电路。

    谢谢、此致、

    Luis  

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    您好 Luis

    感谢您的反馈和 INA851计算器、我们目前正在研究如何在 PCB 上实现这一点。

    此致、我会随时向您提供最新信息

    Maximilien

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    谢谢 Maximilien、

    如果您需要任何信息、我还将通过直接电子邮件联系我、以提供我的联系信息。

    此致、

    Luis