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[参考译文] INA129:INA129输入偏置电流返回

Guru**** 2577385 points
Other Parts Discussed in Thread: INA129, ADS124S08, INA128

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/738910/ina129-ina129-input-bias-current-return

器件型号:INA129
主题中讨论的其他器件: ADS124S08INA128

尊敬的先生:

我 对这个问题有疑问。 INA129 d/s 具有图26的第8.2.2.4节说明和三个示例。

1) 1) 该电流返回路径对于直流耦合信号源是否不必要?

2) 2)如何计算热电偶的正确电阻值(例如图26中的10K Ω)?

3) 3)是否需要 RTD 源? INA129放置在 RTD 引线电阻(各为100 Ω)与 ADS124S08输入之间。  

4) 4)如果是、将连接哪一个或两个电阻? 以及如何计算返回路径电阻值?

4)如果有更详细的技术说明、应用手册等、则最好有。   

此致、

Masa

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    你好、Masa、

    我不是很确定你的意思。 您能否展示您的电路原理图?

    Kai
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    尊敬的 Kai:

    我将在下面连接热电偶和 RTD 原理图

    此致、

    Masa

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    你好、Masa、

    选择偏置电阻器(10k)时、热电偶的源极电阻(30...100R)不会削弱 INA129的共模抑制能力。

    RTD 的方案不需要额外的偏置电阻器。 1k3电阻器(Rref)起着此作用。

    Kai
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    尊敬的 Kai:

    非常感谢您的解释。 我知道 RTD 不需要。 我仍然想了解热电偶情况。

    热电偶是否与每个 输入电容器和变压器作为交流耦合的浮动输入源具有相同的原因?

    如果它未绝缘但接地热电偶类型、则无需避免接地环路、对吧?

    以及如何计算/估算返回路径寄存器值?  对于接地连接、它是否可以高于10千欧姆甚至1兆欧姆?

    此致、

    Masa

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    你好、Masa、

    假设您的测量对象受到干扰电压、噪声和瞬变的污染、并且您不希望该噪声注入信号接地。 这时、您需要考虑使用 INA129等仪表放大器。

    测量对象的干扰电压表现为共模噪声、并达到 INA129的两个输入。 为了不削弱 INA129出色的共模抑制能力、您必须注意、连接到热电偶一个桥臂的偏置电阻器不会将共模噪声转换为差分噪声。 根据数据表、当增益为100时、INA129的共模抑制比在200Hz 以下约为125dB、因此您需要偏置电阻器的"共模抑制比"优于125dB。

    以下仿真显示了热电偶感应点与10pF 测量对象之间存在杂散电容和10k 偏置电阻器的应用:

    您可以看到共模噪声在200Hz 以下被抑制超过140dB。 因此、这是一个良好的方案、并且正确选择了偏置电阻器。

    但是、如果热电偶感应点和测量对象之间的杂散电容较高、假设为100pF、您将获得以下仿真:

    共模抑制现在仅为120dB、将降低 INA129的性能。 在这种情况下、也可以在热电偶的另一个桥臂上添加偏置电阻器:

    即使阻抗匹配不是完美的(22k 而不是25k)、共模抑制也会得到相当大的提升!

    热电偶注意事项:我在-导线中测量了8R 的典型电阻、在类型为 k 热电偶的+导线中测量了20R 的典型电阻、每个电阻都在感应点和插头之间。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    非常感谢您的热电偶导线模型和仿真。

    我模拟了、并在 R3 = 1M 而不是10K 时获得几乎相同的 CM 抑制139dB。

    我想知道10K 欧姆的返回路径电阻值是否由另一个通过 C1的偏置电流对 INA129输入充电电压进行放电的原因决定、对吗?

    INA129偏置电流非常低、然后充电速率非常快、这使得常见电压漂移可能很好、如果 R3不足以对 CMV 漂移进行放电、则增益 INA129输出将影响漂移。

    我想知道 INA129数据表中是如何确定10K 的。  

    如果我使用接地热电偶、是否应该不具有 返回路径电阻以避免接地环路?

     

    此致、

    Masa   

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    你好、Masa、

    通常的技术是使偏置电阻器尽可能小、并且尽可能大。 增大偏置电阻器会增加 OPAMP 必须承受的共模噪声的绝对值。 因此、过多地增加偏置电阻器是不明智的:

    在以下仿真中、显示了杂散电容为100pF 的情况:

    e2e.ti.com/.../masa.TSC

    我尚未理解您的最后一个问题。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    感谢您再次进行仿真。 我了解 CM 噪声的折衷。 10K 电阻不是来自特定公式。

    接地环路问题如下所示;

    此致、

    Masa

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    你好、Masa、

    如果热电偶的感测点接地(保护接地)、则取决于该点与 INA128的信号接地(信号共用)之间的电压差、如何继续。 该电压差在 INA128的输入端表现为共模噪声。 如果共模噪声不是太高、INA128可能能够处理它。 但是、在任何情况下都需要偏置电阻器、并且必须连接到 INA128的信号接地端、如上所示。

    但是、如果共模噪声太高、则应遵循一个不同的方法:我将直接连接热电偶感测点的接地端和 INA128的信号接地端。 热电偶接线的电缆屏蔽层可用于这种情况。 这将在热电偶和 INA128之间提供等电位连接、并消除大多数共模噪声。 然后、热电偶的两条信号线应按照上面所示的相同方式连接到 INA128。

    但是:为了防止接地环路、INA128的信号接地(信号共用)现在与热电偶接地(保护接地)具有相同电位、除非它由浮动电源供电、否则不得将其连接到系统其余部分的信号接地。 如果系统其余部分的信号接地也连接到保护接地端、则应在 INA128和系统其余部分之间使用隔离放大器。

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    我非常感谢您提供的周到建议、即使这不是放大器问题、而是系统级问题、包括传感器本身。
    我非常了解噪声问题、INA129也将在偏置电流返回路径上降低噪声方面发挥优势、并支持任何类型的热电偶、包括带有负电源轨的接地热电偶。

    我们正在考虑使用和不使用 INA129的 ADS124S0x 配置。 ADC 非常适合使用 IDAC 和 VBIAS 进行各种感应、包括 RTD 等。

    当然、偏置电流返回路径对于我从您的解释中了解的任一配置都非常有用。

    此致、
    Masa