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[参考译文] TINA/Spice/INA333:CMRR 图

Guru**** 1108040 points
Other Parts Discussed in Thread: TINA-TI, INA333
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/743227/tina-spice-ina333-cmrr-plot

器件型号:INA333
主题中讨论的其他器件:TINA-TI

工具/软件:TINA-TI 或 Spice 模型

如何像参考设计中所示那样绘制 INA333的 CMRR?

谢谢

脉冲

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    您好、Pulin、

    要测试仪表放大器的 CMRR、您需要对其两个输入应用公共的交流测试信号并测量输出。 要重新参考输入、必须将输出除以 INA 增益。 例如、如果 INA 设置为 G=1000、则必须将输出除以1000、以此类推。 我已经连接了一个测试电路、您可以将其用作参考。

    e2e.ti.com/.../CMRR_5F00_INA333.TSC

    此致、

    Ian Williams
    应用工程师/SPICE 模型开发人员
    精密放大器

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    尊敬的 Ian:

    感谢您的解释。

    为了尝试从器件数据表第10页复制 CMRR 曲线、我将 Vs+设置为5V、将 Vref 设置为中间电源(2.5V)、并将 Vs-设置为接地。

    在增益为1000的条件下对您的基准电路进行仿真、CMRR 曲线在大约10Hz 时提供150dB、而数据表预测这种情况大约为110dB。 我在这里做了些什么问题吗?

    与增益设置电阻器串联开关的用途是什么?

    此致

    脉冲

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    您好、Pulin、

    数据表中给出的共模抑制是针对共模电压而指定的、该电压比仿真中假设的电压更接近电源轨。 这会降低共模抑制性能。

    Kai
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    您好、Pulin、

    目前、我们的 INA SPICE 模型架构存在与 CMRR 相关的限制。 虽然 INA 的输入参考 CMRR 最终会在高增益时达到一定的最大值、如 INA333数据表中的图19所示、但随着增益的增加、该模型将变得越来越好。 这是差异的根源。

    该开关与增益设置电阻器串联、因此您可以在 G=1时断开电路。 您还可以通过保持开关关闭并将 RG 设置为1T 等非常高的值来实现 G=1。

    如 Kai 所述、电路的 VCM 也是一个问题。 在双电源配置 I attached 中、VCM = 0V、这是1/2 Vs。 如果您更改为 Vs=+5V 的单电源配置、请确保将 VCM 和 Vref 调整到+2.5V。

    此致、

    Ian Williams

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    尊敬的 Ian:

    感谢您的解释。 我已将 Vin (共模电压)更改为 +2.5V。  交流 CMRR 响应保持不变。     

    在我的实际应用中、我有 单电源配置、Vref 设置为+210mV、Vs =+2.5V、Rg 设置为430欧姆、表示增益233.55 (V/V)。

     输入端的直流共模电压约为1.314V。

    如果如您所述、INA333的 TINA 模型存在限制、以下 CMRR 响应的表示 是否有效?  

    此致

    脉冲

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    您好、Pulin、

    感谢您澄清应用细节。 您的电源、VCM 或 Vref 值没有问题。

    关于 CMRR 结果、根据数据表的图19、INA333的最大 CMRR 为115dB、这种情况发生在100V/V 或更高的增益下。 由于运行增益为233.55V/V、因此 CMRR 将为115dB。

    顺便说一下、当在 G=233.55的仿真中测试 CMRR 时、您应该设置 VCVS1 = 1 / 233.55 = 4.28m 以将结果返回到输入。 通过我们的模型、我们得到的结果为137.26dB、这比实际情况更好。

    我们正在对我们的 INA SPICE 模型架构进行多项主要修复、这些修复将解决这一问题和其他限制、因此给您带来的不便、我深表歉意。 请告知我们您对 INA333设计可能有的任何其他问题或疑虑、我们很乐意为您提供帮助。

    此致、

    Ian Williams

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    尊敬的 Ian:

    感谢您对 VCVS1的建议。 有道理。  

    我想知道是否可以使用函数发生器和示波器对 CMRR 进行基准测量。 我在哪里可以找到这样做的指南?

    我还有 INAEVM-MSOP8评估板、因此在必要时也可以使用。

    此致

    脉冲

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    您好、Pulin、

    这样的测量很简单。 执行该操作的方法与仿真中所示的方法相同。

    Kai
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    Kai

    此类测量可能是"采样"、但"采样"不是我要寻找的答案。 我希望能够在特定的 TI 应用手册中指出这一点。 我们浪费了足够的时间来使 INA333 SPICE 模型产生合理的结果。

    另一方面、模拟器件发布了更好的器件指南。 我建议 TI 也提供或至少提供优于"标准"的指导。

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    您好、Pulin、

    我不是 TI 员工。 如果您认为我的贡献"简单"、而不是如此、我深表歉意。

    Kai

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    您好、Pulin、

    很抱歉耽误你的答复。 我们没有任何现有的应用手册或其他文档、我知道这些文档中有更具体的 INA CMRR 测量指南。 但是、我已经联系了我们的评定团队、了解他们使用的设置、当我有更多信息时、我将回复。

    此致、

    Ian Williams

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    您好、Pulin、

    我从我们的表征团队那里获得了一些技巧。 为了测量 CMRR 与频率间的关系、Kai 的建议是正确的、因为您可以按照仿真中所示的方法进行测量: 将两个输入连接在一起、在频率范围内扫描一个小输入信号、测量输出传递函数、并除以 INA 增益以将结果返回到输入。

    要在中高频范围内获得良好的结果、请确保执行以下操作:

    • 尽可能使 INA 输入引脚上的 PCB 布线保持匹配、以便其阻抗相同。 注意 PCB 布局引起的任何寄生电容或电感。
    • 将 INA 的两个输入引脚焊接在一起、以确保它们之间没有寄生效应。
    • 保持 INA RG 引脚上的 PCB 布线良好匹配、并通过移除相邻层上和同一层附近的 PCB 铜区域来防止寄生电容。 任一 RG 引脚上的电容都会在输出级传输函数中产生差分极点、从而降低 CMRR。

    测量直流 CMRR 涉及的内容要多得多。 它需要专用的高精度测试设置、测量技术和数据处理、以获得准确的结果。

    此致、

    Ian Williams

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    测量直流 CMRR 需要对输入失调电压的变化与输入共模电压的变化进行两点测量:

    CMRR =Δ_VCM /Δ_Vos

    下面请参阅用于测量 G = 1时的直流 CMRR 和计算直流 CMRR 的电路配置。

    由于 Vos=Vout,对于 Vin _diff = 0和 G=1,CMRR = 20*log (delta_vcm/delta_Vos)= 20*log[5.3V/168uV]= 90dB

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    脉冲

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    谢谢
    Dennis