[参考译文] INA826：如何读取 INA826 Vin (dif min)

Robbie 您好！

请记住、在使用+5V 单电源的情况下、输入电压范围介于0V 和4V 之间。 还要记住、输出电压范围介于0.1V 和4.85V 之间。 无论您为共模输入电压和基准电压选择什么、输入电压和输出电压的电压都必须处于这些范围内。

此外、请查看数据表的图11：

蓝色曲线是有效的。 该曲线还表明输出电压不能低于0.1V。 如果您需要产生低于0.1V 的输出电压、则需要使用双电源电压。 但是、您也可以将基准电压设置为更高的电压、例如2.5V。 那么您的输出信号可以摆动2.5V。

Kai

Vin (diff)是什么意思？ 当您输入的差分电压小于工具所说的值时会发生什么情况？

Robbie 您好！

VIN (DIFF)是施加在仪表放大器输入之间的差分电压。 您可以施加的最小差分电压基于输出限制、并通过增益相关。 由于输出摆幅不能低于电源轨100mV、因此您不能在输入端施加信号、该信号会试图强制输出低于该值并期望获得线性输出。 输出放大器将在电源轨上饱和、当您减小输入时、您将在输出端看到恒定的100mV 信号。 如果您的运行增益为10、则计算器会告诉您最小差分输入为10mV。

那么、如果我的 Vref=1.65v、那么我可以使用更小的输入差分电压吗？  如果我尝试在 VCM=1.65、Vref=1.65、VCC (power)=3.3V 且增益为1的情况下测量1mV 信号、我可以这样做、因为输出是1.65v 稳态。  那么、当我获得1mV 的电压时、我的输出变为1.651v？  

如果这毫无意义、那么如何在单电源3.3V 系统中使用该放大器测量1mV 信号。  我认为这些部件的目的是测量非常小的信号。

Robbie

这些器件的目的是测量具有高输入阻抗的差分信号。 这意味着您不会加载源、因此它们非常适合小信号、但每个放大器都有输入和输出限制、并且任何放大器都无法真正地摆动到电源轨。 您刚才所说的是正确的、您可以测量较小的信号、因为输出保持在其线性区域内、但是如果您不施加负输入电压、则您实际上已经放弃了一半的可用输出范围、 但这可能适合您的需要。 否则、您可以使用 lm7705之类的器件生成小型负电源(~-230mV)、从而使输出摆动至零。

好的、有道理。 感谢您提供的器件型号、我将在我的设计中考虑使用该器件型号。 在该注释中、如果我只是增加放大器电源引脚的电压、使输出接近3.3、那么输出上的摆幅就会从0到3.3。 与您链接到的器件对负电源轨的作用类似？

此外、如果您同意上述内容、你们是否有能够将3.3V 升压至4或5V 的器件、从而在输出上获得更大的动态范围(更接近3.3)？

我应该如何担心噪声？ 我可以使用开关为 ina826芯片生成非标准3或4伏电源轨来实现这一点吗？

Robbie 您好！

您可以实现所需的一切、添加直流/直流开关、电荷泵等 但这通常会增加成本、布板空间、电源电流、散热和滤波需求。

当使用单电源运算放大器时、处理摆幅至轨限制的常用方法是创建一个介于0V 和电源电压之间的稳定偏置电压、并将所有输入和输出信号参考至该偏置电压。 在由双电源电压供电的应用中、该偏置电压与信号接地几乎发挥相同的作用。 那么、OPAMP 输出何时无法完全降至0V 无关紧要。

那么、您迫切需要0V...3.3V 的信号输出电压？ 您有什么电源电压？ 可能会产生多少电源电流？

Kai

这并不是太紧急。 该器件的大多数输入信号都是来自 MEMS 加速计的亚毫伏信号、小信号看起来工作正常。 我只是想知道哪些选项可以让我的客户拥有更宽的输入范围。 如果这是一个简单的东西、我可能会把它折叠到架构中。 不过、这不是一条关键路径、目前最重要的是小信号传感器的预期功能。

在执行一些性能测试时、我开始讨论这个主题、因为我注意到我正在测试的输入正弦波-在与我们之前讨论的配置类似的特定配置中-无法超过30至100mV、并且一直低于~3.1V。 我不知道它是否可以像更改电源那样简单、然后如果我将反相输入偏置为1.65、我就可以允许非反相输入在整个0-3.3V 范围内摆动。 毫无疑问、这将是非常方便的功能。 因此、如果它只是抓取一个微型线性稳压器、为我提供一些偏移电源轨(以及较低的接地值->-200或300mV)、而不消耗大量功率 (我不会指望 b/c 这些都是驱动高阻抗源的所有放大器...即更多的放大器和 ADC)然后我可能会对此进行原型设计并进行一些测试。

希望这不是一个复杂的解释

基本上、我试图弄清楚是否有共模电压、基准电平和电源配置允许我的同相输入摆动0-3.3V、以及在实施更改时是否需要这么多的工作量。

Robbie 您好！

我不确定我们是否已经解决了您的问题、但我想重申的是、增加动态范围的唯一方法是增加您的电源电压。 如果您具有所需的信号范围、则始终必须确保您的电源范围至少超出所需的信号范围、达到所使用器件的输入/输出限制。 即使我们称之为"轨到轨"的器件也无法真正摆动到轨、它们也可以非常接近。 除非您有其他明确要求3.3V 电源轨的器件、否则我不会使用额外的功率级、而只会切换到更大的电源。

您应该对噪声的关注程度取决于系统的敏感性、电源的噪声成分以及过滤噪声的程度。 在较低频率下、您使用的器件的 PSRR 将抑制电源引脚上的大部分噪声。 为更高频率的组件添加额外滤波也会有所帮助。