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[参考译文] INA333:INA333输出不被放大、在 EOG 电路的示波器上是奇数的

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: INA333, OPA2333, INA826, OPA392

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/1246323/ina333-ina333-output-is-not-amplified-and-is-odd-on-an-oscilloscope-for-an-eog-circuit

器件型号:INA333
主题中讨论的其他器件: OPA2333INA826OPA392

该电路如上图所示

应用:我正在使用 INA333放大器作为我的第一个增益级,它从放置在靠近圣殿的眼睛侧面的水平 EOG 电极获得两个输入。 我在 两个匹配增益电阻的中间采用共模、对其进行反相并对照稳定的1.65V 基准进行偏置、以通过基准电极将其馈入人体。 我希望看到一个因数为20的放大输出。 但没有发生这种情况。 如果我将输出连接到示波器、它很奇怪、只有一吨的噪声和很小的振幅。 当我使用电压表时、输入大约为.7-.8mv、输出介于.7-.8mV 之间。 而不改变输出。 而共模电压大约为0.175mV。 我还认为基准电压大约为1.65、因为它偏置到该电压、但正如输入一样、它是~ 0.8mV。  

电路通过手工焊接在性能板上。 此外、焊接板中不包含的电路还有一个0.1uF 的去耦电容器、位于3.3V 的正电源轨和所有运算放大器的接地之间。

这是示波器输出、顶部是信号、白色图表是 FFT。 该表包含峰的标记物、在本例中、只有一个峰值、且频率为某个 KHz?!

一般而言、根据我对 INA333和运算放大器数据表的理解、我觉得我已经涵盖了所有基础知识。 我不太明白为什么我的输出没有放大。 我能想到的唯一一件事就是订购一个布置好的 PCB。

任何人都可以通过任何可能的实验解决方案来解决这个问题。  

  • 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 Roshan:

    关于电路有一些注释/建议:

    -请在一个低频角的 INA333输入上添加低通滤波器来过滤所有的外部高频噪声。  所需的 EOG 信号频率相对较低。  低通滤波器的差分电容器还有助于最大限度地降低斩波仪表放大器输入偏置(Ib)电流尖峰的高源阻抗影响。  

    EOG 信号是交流+/-差分信号、因此 INA333 REF 引脚需要在 Vs/2=+1.65V 处偏置才能正确放大信号。 连接 VREF=GND 将不起作用。

    反馈 REF 电路的积分器需要参考设置为中间电源或+1.65V。  请参阅下面的类似积分器示例。 您可能需要根据您的探头阻抗和要求调整电路。

      

    下面是在差分放大器+ ADC 电路中使用 OPA2333的 ECG 应用的参考设计链接。  我意识到、您的电路用于 EOG 应用、而该参考设计用于不同的 ECG 应用。  不过、 由于其中的许多概念非常相似、因此请详细查看本文档。  

    https://www.ti.com/lit/ug/slau516/slau516.pdf

    https://www.ti.com/tool/TIPD116

    如果您有任何需要、请告知我们、

    谢谢。此致、

    路易斯·基奥耶

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    您好、Luis:

    感谢您的详细回答、根据您的解释提出了几个问题:

    -我的理解始终是 EOG 是一个直流信号,但它是交流消除直流偏移,您是否介意澄清? 或者您的意思是、由于我已经在对电路进行交流耦合、我们会将 EOG 视为交流信号。 那么、如果我将其视为直流信号、另一种方法是否会在第一个增益级和高精度 ADC 后不需要任何高通滤波器?

    -我理解输入端需要一个低通滤波器来处理固有噪声,在这种情况下,我认为在第一个增益级之后不需要一个低通滤波器。 但是、我的理解是、将任何 元件放置在 INA333前面 可能会导致失调电压增加。 其中、来自前端开关闭合/断开的 IB 电流尖峰会通过不匹配的输入阻抗转换为电压、从而导致失调电压升高。 因此、在 INA333的输出端添加 EMI (LPF)滤波器似乎并不是更好的方法。 但这让我回到了我所处的阶段、使用这种奇怪的输出、只是为了尝试不同的东西才有意义。

    -"反馈 REF 电路的积分器需要参考设置为中间电源或+1.65V 的参考"-我实际上是 在我的附加电路中这样做的,除非您共享的一个根本不同。 您是否介意就如何根据 电极阻抗 测量结果进行更改给我一些建议?

    - INA333 REF 引脚需要在 Vs/2 =+1.65V 处偏置才能正确放大信号->为什么在放大后不能偏置?

    此致、
    Roshan

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    尊敬的 Roshan:

    我一直知道 EOG 是一个直流信号,但它是交流的以消除直流偏移,您是否介意澄清? 或者您的意思是、由于我已经在对电路进行交流耦合、我们会将 EOG 视为交流信号。 那么、如果我要将其视为直流信号、那么在第一个增益级之后不需要任何高通滤波器、而只需要一个高精度 ADC、那么另一种方法是吗

    EOG 信号是低频信号。 大多数文献对 EOG 电极信号进行了描述、低频范围为直流0Hz 至50Hz、或其他文章对该信号进行了定义、范围为~0.1Hz 至~20Hz。 信号的振幅相对较小、在几百微伏到几毫伏范围内。 目标信号是一个小振幅、低频信号、因此用户需要从环境中消除任何外部 EMI 和高频噪声干扰。  在 INA333等仪表放大器中使用低通滤波器是标准做法、如应用手册中列出的经过验证的设计所示。   

    [报价 userid="569017" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1246323/ina333-ina333-output-is-not-amplified-and-is-odd-on-an-oscilloscope-for-an-eog-circuit/4714185 #4714185"]-我明白需要在输入端使用低通滤波器来处理固有噪声、在这种情况下、我假设在第一个增益级后就不需要低通了吗? 但是、我的理解是、将任何 元件放置在 INA333前面 可能会导致失调电压增加。 其中、来自前端开关闭合/断开的 IB 电流尖峰会通过不匹配的输入阻抗转换为电压、从而导致失调电压升高。 因此、在 INA333的输出端添加 EMI (LPF)滤波器似乎并不是更好的方法。 但这让我回到了我所处的位置,这个奇怪的输出,只是为了尝试不同的东西才有意义[/报价]

    仪表放大器输入端的低通滤波器用于消除 外部或外部 而非电路的固有噪声。  

    原始 POST 电路仅使用不带电容器的电阻器、无法正常工作。 高阻抗电阻器将放大斩波放大器的 IB 电流尖峰并增加噪声。  相比之下、本参考设计提供的示例使用具有差分和共模电容器的高阻抗电阻器来创建低通滤波器。  

    该滤波器在仪表放大器输入和100pF 共模电容器之间使用差分1nF 电容器。   INA333输入端的这些电容器在仪表放大器输入端提供低等效阻抗、或在斩波频率下提供相对低阻抗路径、因此、这些电容器有助于减轻斩波 Ib 电流尖峰的影响。  此外、低通滤波器有助于降低仪表放大器输入端的 EMI 噪声、这是绝对需要的噪声、尤其是在尝试放大较小的低频信号时。

    "REF"电路的积分器需要参考设置为中间电源或+1.65V"-我 在随附电路中实际上就是这么做了、除非您共享的参考电压有根本上的不同。 您是否介意根据 电极阻抗 测量结果给我一些关于更改内容的建议[/引述]

    是的、我看到 您将积分器参考了+1.65V。  电极的阻抗取决于电极/探头类型。 如果您提供电极阻抗模型、那么我们可以检查积分器的稳定性。   

    - INA333 REF 引脚需要偏置在 Vs/2 =+1.65V 以正确放大信号->为什么放大后不能偏置?

     请牢记、放大器输出只能在电源轨内摆动、并且需要比电源轨高或低至少~50毫伏的余量、在这些情况下 INA333由+3.3V 和 GND 的单极电源供电。 在此电路中、INA333的最小输出约为+50mV。  因此、当在 INA333上使用 REF = GND 时、这个设置将输出摆幅限制为只有正输入信号、并且限制 INA333的输出范围。  这就成为了小差分信号的问题。  此外、需要使用 INA 来放大电极上的电压差、在大多数应用中、电极上的电压差可以是正电压或负电压。

    谢谢。此致、

    路易斯

    [/quote]
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    在此链接 https://www.ti.com/video/6269751746001?context=1148465-1148591中、 他们更倾向于在输入端推荐一个缓冲器、这是否是 INA333和 INA826的差异所致?

    我正在使用干电极、所以这就是 等效阻抗模型、您能告诉我稳定性:

    此致!

    Roshan

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    尊敬的 Roshan:

    干电极可能需要更高的输入阻抗、在某些情况下、某些干电极 可能无法驱动斩波放大器。  非斩波、CMOS 或 JFET 输入放大器、例如 OPA392、可用作这些应用的缓冲器。 这些 CMOS 放大器的典型输入偏置电流远低于~10pA。  尽管 INA333是一款斩波器、但它仍然提供总计~70pA (典型值)(最大值200pA)的相对较低的平均输入偏置电流。 不过、如果您的特定电极需要非常高的输入阻抗、您当然可以使用 CMOS 输入放大器(如 OPA392)对其进行缓冲。  

    稳定性分析需要上述电极模型上的实际阻抗(R、C)值。 该模型上的阻抗是特定于应用中的电极的、需要在您身边定义。

    谢谢。此致、

    路易斯  

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    将缓冲器放置在输入滤波器之前或之后会产生影响吗?

    我根据要处理的材料和压力对一系列电极阻抗进行建模、得到这些阻抗后会给出解答。

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    尊敬的 Roshan:

    请将缓冲器置于低通滤波器之后、INA333的输入端。

    谢谢、此致、

    路易斯