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[参考译文] OPA2835:请求电压信号使用衰减器的建议

Guru**** 1123240 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA392, LM2904LV, INA351, TLV333, TLV07, INA149, OPA2835, ADS131M03-Q1, OPA835, ADS131M03, LM2904, LM2902, TLV9001, TLV9002, LM2904B, LMV321, INA181, XTR117, XTR115, XTR116, INA146, INA148, INA132, INA213, INA185, TMP61, ADS1120
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/1242513/opa2835-request-for-suggestions-for-using-attenuator-for-voltage-signal

器件型号:OPA2835
主题中讨论的其他器件: ADS131M03-Q1OPA835ADS131M03、OPA392、 LM2904、LM2902TLV9001TLV9002LM2904B、LM2904LV、 LMV321INA181、INA351 、TLV333、TLV07、 XTR117XTR115XTR116INA146、INA149 INA148INA132INA213INA185TMP61ADS1120

尊敬的社区成员:

我最近发现了采用 RUN 封装的 OPA2835、该封装具有集成增益设置电阻器、能够实现各种反相衰减(-0.1429、-0.1875、-0.25、-0.33、-0.75)。 我想知道是否有人可以推荐成本优化的类似运算放大器替代产品、这些运算放大器还包含用于衰减的内置增益设置电阻器。

此外、如果任何人能够提供参考设计来帮助我们完成最终电路设计、我们将不胜感激。

我们的特定要求包括将0-5V 和0-10V 信号衰减至:
1) 1)针对 MCU 上我们的 ADC 的0至3.3V 信号
2) ADS131M03-Q1 ADC 的-1.2到1.2V 信号(或此 ADC 的单端输入)

我们正在开发的解决方案是面向印度微型和小型工业的基于温度和电流传感器的数据采集模块、它 是一种对成本要求极高的应用、要求我们能够承受的最高精度。 我们的 驱动器电路目标误差 为0.25%、更高的精度将进一步帮助提高我们的状态监控见解。

任何指导或建议都将受到高度重视。

谢谢你。

此致。

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    您好 Shreeneet:

    我对问题进行了澄清:

    1.您是在寻找具有集成电阻器的单路放大器还是具有集成电阻器的双路放大器器件?  只有 RUN 封装中的 OPA835包含集成的增益设置电阻器;RUN 和 RMC 封装中的 OPA2835没有任何集成电阻器。  请澄清您的应用需要单路放大器还是双路放大器。

    2.成本经过优化;OPA835 RUN (带集成电阻器)每千片价格~ 1美元。  您是否在寻找目标 BOM 成本或阈值价格?  与较简单的放大器相比、集成元件和整体复杂性通常会导致更高的成本。

    3、是否因为空间要求严格而需要集成元件?  带分立式电阻器的低成本运算放大器是否适合您的设计中的子电路封装?  如果发现内置衰减电阻的需求大于目标 BOM 成本、则 OPA835RUN 可能最合适。  如果间距要求更宽松、则在特定成本范围内推荐器件可能会更容易。

    4.被驱动进入 ADC 的信号的带宽是多少?  如果您关心的是高精度、则带宽较低的精密器件可能更适合。  64ksps 的采样率产生32kHz 的奈奎斯特带宽。  PRAMPS 产品系列可能具有更广泛的高精度集成电阻器产品选择。

    我期待收到关于我的问题的回复。  关于参考设计或支持文档、我将等到我们完成放大器选择的讨论后、再查找特定于放大器的参考设计或应用手册。

    此致!

    亚历克

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    您好 Alec、

    感谢您的答复。 以下是有关我们要求的更多说明:

    1.  具有集成电阻器的单个放大器将适合我们的应用。 感谢您指出 OPA2835缺少集成电阻器。
    2. 我们每个通道的目标价格最高为2美元、其中包括一直到 ADC 的信号链中的所有组件。 就我们每个季度250件的最低订单数量(MOQ)而言、ADC 本身的成本约为1.2美元。
    3. 我们愿意 采用电阻器实现更宽松间距的解决方案。 目前、在我们的 MOQ 范围内、分立式电阻器(精度为0.1%、金属膜、25ppm/'C)的每个阵列2的成本约为0.5美元。 我们正在 考虑 Vishay Beyschlag 电阻器解决方案,但我们很感谢对替代方案的任何指导。
    4. 我们进行电流监测所需的最大带宽为10kHz。 但是、对于温度监测、带宽 应 低得多。

    为了提供更多背景信息、我们正在开发一个目标价格为60美元的状态监控平台。 它目前包括3个温度感应通道和3个电流传感通道。 其中、我们使用 MCU 内置 ADC 进行温度检测、并使用 ADS131M03-Q1进行电流检测。 我们希望确保器件保持可扩展性和灵活性、以在未来添加更多通道、计划在菊花链中添加多个 ADS131M03以额外增加多达6个通道。 我们的目标客户是印度的微型和小型行业、即使是入门级 CBM 应用也对成本非常敏感的 ATM。 STM 为 G474系列 MCU 提供了优惠的价格,为我们提供了所需的处理能力。

    在我们以当前设置开始为客户创造价值后、我们的未来计划包括增加压力感应、电压感应和振动感应(最大值为1024尺寸 FFT)。 我们将使用 I2C/SPI 进行高 BW 和高精度测量、包括振动测量。 并且需要高质量的 ADC 信号链。

    感谢您的帮助。

    此致、
    斯雷内特

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    我们正在 寻找价格更实惠的高精度信号链。 我们在模型开发和结构力学方面具有背景和专业知识、因此我们 对模拟电路可能没有最好的见解、所以 TI 的大量设计资源和阅读材料对我们来说是非常有帮助的。

    1. 输入信号电压:0-5V 和0-10V | ADC 输入范围:+-1.2V 和0-3.3V
    2. 输入信号电流:-20mA | ADC 输入范围+/-1.2V 和0-3.3V
    3. 有关用于提高输入阻抗的成本优化型低误差单位增益缓冲器的建议

    我们目前已选择 TMP6131ELPGMQ1 用于温度测量、并将其直接与 MCU ADC 连接。

    以下是我们计划与 ADS131M03-Q1 ADC 一起使用的电流传感器规格。

    用于监控电流和电压的最大带宽高达10kHz、对于任何其他传感器通道、BW 应最大约为5kHz 范围。 我们计划在需要高 BW 和高精度感应要求时选择基于 I2C/SPI 的传感器。

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    您好 Shreeneet:

    感谢您围绕您的应用和放大器需求提供高水平的详细信息。  基于64ksps 的采样率、我认为我们应该向精密放大器团队核实一下。  我将把他们添加到该主题中、请给他们的团队留出一点时间来阅读并满足您的需求。

    此致!

    亚历克

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    Shreeneet,

    1. 我们之前讨论了一种可能的信号链:  ADS131M03信号链
    2. 这是同一个工程吗?  在上一个问题中、输入范围是 ±12V 至1.2V。  在这种情况下、范围略有不同、但 ADC 是相同的。  我们可以轻松修改拓扑、以适应任何输入信号范围。  如果您需要有关特定范围的帮助、请告诉我。
    3. 下面是一些具有汽车级品质和 ±15V 电源功能的成本优化型放大器:  成本优化型汽车精密器件 
    4. 下面是一些具有 ±15V 电源能力且符合汽车标准的通用放大器。
    5. "通用"与"精度"的区别在于失调电压 规格。  精密 Vos <1mV、通用 Vos > 1mV。  通用解决方案往往具有更低的成本。

    请告诉我如何提供帮助。

    此致、艺术

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    您好、Art:

    感谢您的答复、之前建议的解决方案超出了我们的项目预算、遗憾的是、OPA392目前已缺货。 在搜索运算放大器的替代方案时、我们发现了 OPA835 RUN 封装、该封装具有内置衰减器电阻分压器。 这促使我们 通过这篇帖子与社区联系以获得进一步的指导。

    为了优化成本和尽可能减少库存、我们的目标是将同一个 ADC - ADS131M03-Q1用于多种应用。 我们正在寻求一种成本更低的信号链 参考设计、我们可以在电路中继续使用该设计 、其误差精度约为0.25%。

    如果德州仪器 具有成本优化 版本的 内置衰减电阻器、就像 在 OPA835 RUN 封装中一样、这种情况非常理想。 但是、我们乐于将外部电阻器网络与缓冲运算放大器结合使用、以实现成本优化。

    非常感谢您在以下方面提供指导、帮助我们完成信号链设计:

    1. 输入信号电压:0-5V 和0-10V | ADC 输入范围:±1.2V 和0-3.3V
    2. 输入信号电流:-20mA | ADC 输入范围:±1.2V 和0-3.3V
    3. 建议 在 ADC 输入端采用成本优化型低误差单位增益缓冲器设计来改善输入阻抗。

    我们所有传感器所需的最大带宽均为5kHz 、电流和电压感应所需的最大带宽为10kHz、对于任何需要更高带宽的传感器、我们已决定使用 I2C/SPI 数字解决方案并完全避开 ADC 信号链。

    感谢您的指导。

    此致

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    Shreeneet,

    1. 对于您的高电压输入放大器、我使用了以下标准:
      1. 通过汽车认证
      2. 成本最低的选项
      3. 1MHz GBW
      4. 通用型:Vos >1mV (最低成本放大器子类别)
      5. 对于输入放大器、最大电源额定值>= 36V
      6. 高电压输入放大器选项 Q1 
      7. 我选择了 LM2902、或 LM2904
    2. 对于您的 ADC 放大器选项、我使用了以下标准:
      1. 通过汽车认证
      2. 成本最低的选项
      3. 1MHz GBW
      4. 通用型:Vos >1mV (最低成本放大器子类别)
      5. ADC 驱动器的最小电源额定值<= 2.4V
      6. 适用于 ADC 驱动器的轨到轨
      7. 低电压 ADC 驱动器 
      8. 我选择了: TLV9001 (或双 TLV9002)
    3. 还有许多其他选项。  当然、当您针对低成本时、某些性能可能会受到影响。  如果您有其他重要规格、请告诉我。  我的主要目标是确保输入和输出摆幅不受共模或输出摆幅的限制。  这就是我为 ADC 驱动器选择轨到轨驱动器的原因。  我正在设计电路、这样 ADC 就不会被过驱动、因为放大器电源被限制在安全电平。  我选择了1MHz GBW、因为您提到了10kHz 范围内的信号、因此1MHz 能够提供良好的裕度和总体良好的噪声性能。
    4. 以下是更新后的文档、其中包含了 0-5V 和0-10V | ADC 输入范围:±1.2V 和0-3.3V 选项。  我将原始 电路保持不变、但您可以替换新的放大器选项:  e2e.ti.com/.../adc-drive-translation-options.pdf
    5. 4mA 转20mA 接收器的设计问题。  可通过多种方式完成此转换。  一种简单的方法是将电流信号驱动到电阻器接地。  在其他情况下、电阻器无法接地、而是使用 Dif-AMP 进行检测。  您需要哪个选项?
    6. 以下是 TINA SPICE 文件:  e2e.ti.com/.../single-to-dif-0V-to-10V-to-0-to-3p3.TSC,e2e.ti.com/.../single-to-dif-0V-to-10V-to-m1p2-to-p1p2.TSC

    希望这对您有所帮助。  供参考。  我的团队支持精密 放大器(Vos < 1mV)。  我将通知一名来自通用 团队的工程师、因为他们可能对放大器选项有其他评论。  由于您正在寻找低成本选件、我使用了通用器件。

    此致、

    艺术  

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    您好!

    LM2904B 系列将是成本优化型高电压运行的最佳 GPAMP 选项。 确保对高压输入级放大器使用 LM2904B 而不是 LM2904LV

    考虑到搜索标准、TLV9001/TLV9002是最佳选择、其中 RRIO 是一项要求。 还存在进一步降低成本的解决方案、但将不包括轨到轨输入级等功能、以便降低成本。 此类器件包括 LMV321和 LM2904LV。

    ART 的设计是有利的、因为 TLV9002受到电源限制、因此 ADC 不会被缓冲放大器过驱动。 如果我们追求非 RRIO 放大器、设计将变得稍微复杂一些以实现相同的功能。  

    如果您有任何问题、敬请告知。

    我已经在随附的 TINA 中包含了更新的推荐器件 simulation.e2e.ti.com/.../single-to-diff-0V-to-10V-to-0-to-3p3.TSC

    此致!

    雅各布

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    您好、 Art:

    感谢您的指导、事实证明、您的指导对我和我的团队非常有帮助。 我们赞赏对决策过程的详细解释,因为它改善了我们的理解。 目前、我们正在查看您建议的设计、并有一些初始问题:

    1. 考虑到我们的成本敏感型应用、我们是否能够消除该电路中对±15V Vref 的需求? 1.2V 的 Vref 就足够了、我们可以轻松满足它的要求。

    2. 对于-20mA 环路、我们想 使用  具有差分输入引脚的 ADS131M03-Q1、在这种情况下、增益1、2、4具有330k Ω 输入阻抗、我们是否仍然需要包含缓冲器?

    我们期待着你对这些问题的见解。

    此致

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    感谢您的答复和指导 Jacob、

    您的反馈可进一步增强我们的决策能力。

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    您好、Art:

    我们希望您对以下配置的-20mA 电流环路检测提供反馈:

    目标: 为 电流测量系统设计一种高度集成的解决方案、将以2ksps 采样的-20mA 信号转换为适用于 ADC 测量的0-3.3V 范围。 这 计划通过使用 INA181电流感应放大器和8.2欧姆分流电阻器来实现。

    INA181的增益配置为20V/V。 4 -20mA 电流信号转换为8.2 Ω 分流电阻两端的电压。 此电压随后由 INA181放大。 放大器的输出电压与流经分流电阻器的电流成正比、范围为0至3.3V、对应于-20mA 电流输入。

    选择 INA181是因为它具有合适的增益设置、共模电压范围、低失调电压和与我们的系统兼容的电源要求。

    选择8.2 Ω、容差为0.5%的电阻器作为分流电阻、以确保精确的电流测量并将输出电压保持在适合 ADC 转换的范围内。

    Question:

    1. 在这种配置中、我们缺少什么明显的东西吗?
    2. 假设由24V 和4 -20mA 驱动的电流环路似乎适用、那么是否有任何低成本技术将其用于36V 电流环路?

    感谢您的反馈和指导、谢谢。

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    Shreeneet,

    INA181可能是您应用的理想选择。  以下是需要考虑的一些问题:

    1. 器件的增益误差为+/-1%。  8.2 Ω 感应电阻器的容差为+/-0.5%。  总增益误差可高达1.5%。  这是否可以接受?  INA181的成本得到优化。  您可以以更高的成本获得更高的精度。
    2. 与增益误差类似、偏移最大为0.5mV。  我们可以在更高的成本下找到更好的失调电压。  4mA x 8.2 Ω= 33mV。  0.5mV 表示33mV 信号上1.5%的误差。

    精度是我需要关注的主要问题。 您试图实现的整体精度是多少?

    艺术

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    您好、Art:

    感谢您的反馈。 是的、我们想选择精度更高的解决方案、您能为我们提供哪些建议吗? 我们的目标精度为0.5%。 我们可以选择0.1%的电阻器、并在需要时执行一次单点校准。

    这也使我们思考了在选择器件时应考虑的因素、典型值或规格中给定的最大值、因为考虑到这两个值中的任何一个都会使误差估算变得相当糟糕。

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    Shreeneet,

    1. 单点校准将允许校准失调电压或增益误差。  它无法同时校准。  一点校准的工作原理是什么?  通常、要校准偏移、可以将输入短接或不施加信号。  我假设您只在进行失调电压校准。  这对电阻器容差没有帮助。  此参考资料介绍了增益和失调电压校准:  校准视频 
    2. 以下是一些选项:INA 选项  
    3. INA351的成本低、但增益误差很不错、因此很适合您。  它使用了内部增益设置电阻器、因此您无需购买外部精密电阻器来调节增益。
    4. 不确定您的电源要求是什么。  如果 INA351不满足您的要求、可以使用此选项进一步缩小搜索范围。

    艺术

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    您好、Art:

    您能否提供采用 INA351放大器来检测-20mA 模拟电流信号并将其转换为适用于接受单极输入的 ADC 的0-3.3V 范围的参考设计?

    技术规格:

    • 输入电流信号范围:4 -20mA
    • ADC 输入范围:0-3.3V (单极)
    • 目标精度:0.2至0.5%
    • 所需带宽:最大3kHz
    • 用于测量缓慢移动的物理量、如温度。
    • 一个简单的 LPF 来帮助缓解噪声问题。

    我们分析了 INA351并确定了失调电压误差是导致重要误差的主要原因。 为了缓解这种情况、我们计划在 MCU 中频繁执行零状态平均法以进行校准。 请建议任何其他替代方法来校准并最大限度地减小4 -20mA 测量应用中 INA351的失调电压误差。 我坚信自己的这种设计会被广泛使用、因为它在低成本输入信号用例中利用高度集成的 INA351。

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    Shreeneet,

    这是一个功率点、包含两个选项。  请确认您想要更详细分析的选项。   

    e2e.ti.com/.../4-to-20-mA-reciever.pptx

    艺术

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    您好、Art:

    感谢您提供的建议。作为一种成本敏感型应用、我们希望尽可能减小 BOM 尺寸、并使用 板载3.3V MCU/ADC 单电源  为 -20mA 电路供电、还希望使用可提供的3种 Vref 中的任何一种、即2.9、 2.5V 和2.048V、可提供高达6.5mA 的电压。

    1. -20mA 、由24V/36V 电流信号环路驱动
    2. 0-3.3V ADC 输入范围
    3. 3.3V 电源
    4. ADC 提供的 Vref:2.048V、2.5V 和2.9V、可提供6.5mA
    5. 最大误差预算0.2-0.5%

    几乎每个基于混合信号 MCU 的系统都可以使用这些连接器、有助于更大限度地减小此类应用的 BOM 尺寸。

    此致。

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    Shreeneet,

    感谢您提供额外信息。  看起来单电源选项应该很适合您。  下面是关于操作的一些注释。

    1. 在进一步讨论这一点时、我在最初的建议中漏掉了一个重要的误差源。   此器件的偏移电压较高(最大值为1.3mV)。  该偏移将乘以增益、并出现在输出端。  您可能会 将其校准掉。  如果无法执行此校准、1.3mV 将转换为输出端的13mV、这是4mA 上32%的误差和6% PM A 20mA 信号。
    2. 我认为一个更好的选择是使用一个简单的运算放大器缓冲器。  很抱歉我没早点推荐这个。  本例中的两个错误源是:
      1. 电阻容差。
      2. 放大器的失调电压
    3. 推荐的放大器是 TLV333。  这是一种成本优化型低偏移器件。  偏移是15uV 最大值。
    4. 使用135欧姆的感应电阻器、对于4mA 至20mA 信号、输出范围将是0.54V 至2.7V。  对于一个4mA 信号、偏移将转换为0.003%的误差、而对于一个20mA 信号、偏移将转换为0.0005%的误差。
    5. 主要误差源是电阻器容差。  0.1%的电阻器将在整个4mA 和20mA 范围内产生0.1%的误差。
    6. 这是仿真文件:  e2e.ti.com/.../4-to-20ma-tlv333.TSC

    我希望这对您有所帮助。

    艺术

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    您好、Art:

    感谢您的更新、TLV333在我们的用例中成本高昂。根据您的建议、我们发现 TLV07完全在我们的成本和误差预算范围内。 对于分流电阻器、我们计划使用160Ohm 电阻器、可能帮助我们覆盖 ADC 的最大动态范围、涵盖0至3.2V 的输入、任何误差的余量为0.1V。 任何高达0.2%的误差应足以用于我们的用例。

    您是否会为此用例推荐一些 LPF 滤波器? 还 有关于 ESD 使用的任何建议和良好做法?

    使用 INA351、 执行 零输入条件校准必须帮助我们更大限度地减小该误差、对吧?

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    尊敬的 Shreeneet:

    TLV07不是低电压精密运算放大器。 它具有针对3.3VDC 电源轨的 VCM 限制。

    e2e.ti.com/.../TLV-E2E-07022023.TSC

    如果电阻器低于<= 65Ω 范围、则可能有效。 这是 LPF 滤波器的替代方案、

    e2e.ti.com/.../TLV-AC-response-07222023.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    雷蒙德

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    您好 Raymond、

    感谢您的设计、我们意识到 TLV07缺少 RtoR 输入。 我们发现 TLV9001处于规格范围内。 我们希望 尽可能避免 使用无源组件、如果我们可以通过使用轨到轨运算放大器完全避免使用增益设置电阻器、那么在我们的用例中将会非常有用。

    运算放大器电路之前的电缆长度为4-5m、因此我们是否应该在电路设计中考虑容性负载? 如果您需要任何其他信息、请告知我们、您是否需要推荐一种用于测量4 -20mA 电流环路的可靠解决方案。

    您能否使用 TLV9001来提供具有 LPF 和 ESD 保护的最终参考电路?

    在这个最终电路中、您能否为此配置提供误差估算?

    我们是模拟设计新手、并且非常感谢 TI 对我们的数字数据记录器-20mA 实现方式的支持。

    谢谢。此致、

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    尊敬的 Shreeneet:

    您能否使用 TLV9001提供具有 LPF 和 ESD 保护的最终参考电路?

    TLV9001是一款通用运算放大器、由 GPRAMPS 团队(供参考)提供支持。  

    关于 ESD 保护、TLV9001具有足够的 HBM 和 CDM 保护等级。 在最坏的情况下、如果运算放大器的输入引脚的电流限制在-10mA 范围内、则应防止损坏。  

    运算放大器电路前的电缆长度为4-5米,因此我们应该在电路设计中考虑容性负载吗?

    运算放大器输入端的容性负载应该是可以的。 因此、对于 long 4 -20mA 电流环路、如果您具有来自输入电流源的双绞线、这是可以接受的。 它将最大限度地减少应用中较高频耦合到长引线的情况。 如果这可能是个问题、您还可以考虑使用铁氧体磁珠来衰减高频噪声。  

    此外、如果在非反相输入端发生寄生电容耦合中的-20mA 长引线、TLV9001不应导致运算放大器环路不稳定问题。 如果容性负载连接到运算放大器的输出端、则会存在问题。  

    在本最终电路中,您能提供此配置的误差估计吗?

    如果假定 Vos 在整个温度范围内为2mV,则100*2mV/(4mA * 160Ω)=0.31%。 在20mA 下、%error 大约为0.2%。 但是、这只是运算放大器中的偏移误差。 其他主要误差是 I 到 V 转换、其中160Ω ±1%将生成额外的 I/V 转换误差。 因此、您可能需要并联使用更高精度容差的电阻器或2-4 0.5%的并联电阻器来获得160Ω 负载精度。  

    e2e.ti.com/.../TLV9002-I_2D00_V-07242023.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    雷蒙德

  • 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 Raymond、

    感谢您的反馈! 我们已经记下了您的建议、现在已经有了更好的阐述。 我们计划使用0.1%的电阻器、其成本相对低于电阻器组合。

     我们的最后一个问题是、作为电流环路、您是否可以 为我们的4 -20mA 电流环路信号测量应用建议浮点测量配置? 当测量电路由3.3V 驱动时、电流环路应由24-36V 驱动、而当电阻器以测量电路的接地端为基准时、最终可能会得到高 CMV。 请引导我们了解这些内容。

    此致。

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    尊敬的 Shreeneet:

    您能为 我们的4 -20mA 电流环路信号测量应用推荐一种浮点测量配置吗? [/报价]

    您是指 XTR115/XTR116/XTR117类型的2线4 -20mA 电流环路变送器吗? 下面是 XTR117 IC 中的一个示例。  

    e2e.ti.com/.../XTR117-0_2D00_3.3V-to-4_2D00_TSC-07242023.TSC 20mA

    您还可以在分立式元件中构建电流环路、请参阅下面的链接。  

    https://www.ti.com/lit/an/snoaa73/snoaa73.pdf?ts = 1690202180455&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fsitesearch%252Fen-us%252Fdocs%252Funiversalsearch.tsp%253FlangPref%253Den-US%2526searchTerm%253D4-20%2BmA%2Boutput%2526nr%253D4082

    如果您对-20mA 有其他疑问、请提交新的 E2E 查询。 我很乐意为您提供帮助。  

    此致!

    雷蒙德

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    您好 Raymond、

    不可以、我刚才提到的配置可以帮助我们测量 -20mA 环路中串联电阻器的两个端子之间的压降。 我们希望您 为我们提供一份参考设计指导、在该参考设计中、我们不必通过接地连接电流检测电阻来测量-20mA 信号。

    此致。

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    尊敬的 Shreeneet:

    我明白了。 您需要配置差分放大器或仪表放大器来测量串联电阻两端的压降。 您能否提交新的 E2E 查询、我很乐意为您提供参考设计和仿真。 这个查询时间太长了。

    https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/posts/difference-amplifiers-the-need-for-well-matched-resistors

    https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/posts/making-your-own-difference-amp-sometimes-1-resistors-are-good-enough

    此致!

    雷蒙德  

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    您好 Raymond、

    当然、我已经在 https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1251985/tlv9062-cost-optimized-design-for-4-20ma-current-loop-measurement-ct-measurement 上创建了一篇包含详细信息的新帖子、以帮助阐明设计目标

    寻求您的宝贵 指导。

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    尊敬的 Shreeneet:

    我看到了新主题。 我会让 GPRAMP 团队回复查询、因为团队比我更了解他们的低成本 GP 运算放大器。 如有必要,我会提出意见。  

    您提到该应用对成本非常敏感。 您能否告诉我、每个应用的设计成本范围是多少? 某些设计可能必须与分立式设计搭配使用、因为 XTR115/XTR116/XTR117等可能不符合您的成本结构要求。  

    您似乎知道如何在我们的网站中搜索 TI IC 参数工具。 这是一种根据每1ku 美元数查找合适 IC 器件的方法。 或者,您可以向我们提供每年的使用量。 然后、您可以在您所在的地点与我们的 FAE 签订合同、并根据批量折扣为您提供具体报价。 如果这是低产量应用、每1ku 的美元可能是一种很好的方法。  

    最后、您 将整个项目捆绑在一个线程中。 我建议去耦设计要求、并单独解决设计的每个部分。 每个 TI 支持团队都知道其产品和定价信息、我们有许多此类支持团队、并在自己的"实体"中开展业务。 最好单独处理这项调查。   

      

    我将结束本次调查。 如果您有其他问题、请在 E2E 上的新主题中发布这些问题。  

    此致!

    雷蒙德

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    我认为一个更好的选择是使用简单的运算放大器缓冲器。

    您好、

    我们需要为电流环路和测量电路保持单独的接地。 此外、两个电路上的共模电压也是不同的。 电流环路上为36V、而测量电路上为3.3V。

    对于每通道高达0.65美元的差动输入有何建议?  

    ,您的建议也会有所帮助。

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    Shreeneet,

    要达到36V 共模范围、您需要更高的电源电压、或者需要一个类似于 INA148或 INA149的差动放大器。  我认为您不需要考虑将仪表放大器用于此应用、因为它们的 输出摆幅与共模范围相比通常有限。  增益为1的标准差分放大器将共模电压除以2。  因此、共模范围是电源的两倍。  INA148和 INA149使用独特的反馈电阻器配置来大幅分配共模、并支持数百伏的共模。  因此、如果您使用具有3.3V 电源的标准仪表放大器、共模范围将大约为6.6V。  INA132是这方面的一个很好的示例。  遗憾的是、差分放大器提供的产品可以接受3.3V 电源。  以下是具有3.3V 电源的器件的列表。   最低成本选项超过1.0美元。  从共模角度来看、大多数选项都无法正常工作。  INA146和 INA149是成本最低的选项、并且价格接近2.0美元。  雷蒙德发布的文章是很好的例子,说明为什么你不想尝试和谨慎地构建你的 DIF-Amp。  如果您将最小电源电压调节至5V、则您的选项将增大。  我们没有满足成本、供应和共模要求的选项。

    https://www.ti.com/amplifier-circuit/difference/products.html#358min=1.8%3B2.76&sort=1130;asc&

    此致、艺术

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    设备的增益误差为+/-1%。

    您好、Art:

    (编辑:我不确定、因此我为以下查询创建了一个新帖子、以防 )

    选择电流检测 放大器 系列的全部原因是因为本文重点介绍了 CSA 提供的最佳解决方案  

    因此、我们重点关注 CSA 系列和 IA 系列的成本优化型解决方案。

    ——

    请指导我们 考虑哪些值以及如何解读 INA181数据表中给出的典型值或最大值规格?

    数据表中提到:

    我们的查询:

    1. 在 成本优化型设计中、我们应考虑典型值和最大值中的哪些值? 两个值都与我们的决策制定/中断的频谱相反。 此外、如果我们参考数据表了解最大值(即最坏情况)、则  图中给出了一个输入失调电压高达280µV μ V 至240µV μ V 的运算放大器具有极低的可能性(上面的图1)、 这使人困惑、在 该图上的+- 500µV 位置何处可以看到?
    2. 如果我们计划对整个 AFE 信号链实施单个零基准校准、我们是否能够最大限度地减小器件间的失调电压误差? 我们可以执行此校准以最大限度地减少电压偏移值可能导致的误差、请根据您宝贵的模拟电路经验指导我们如何最大限度地减小误差。
    3. 如果我们选择一个偏移和增益误差更好的器件、 INA213 - C 以下错误计算是否有效?
      (分流电阻:3.3Ohm、电流:4至20mA、电压:36V)
      1. 增益误差:
        1. 0.02%典型值
        2. 最大0.5%
      2. 偏移电压:
        1. 典型值为+- 5µV:  
          1. 4mA x 3.3 Ω= 13.2mV (即0.037%典型值)的失调电压为0.005mV
        2. 100µV 值为+-μ A:
          1. 对于4mA x 3.3 Ω= 13.2mV (即最大0.75%)、失调电压为0.1mV
      3. 单点零基准校准后:
        1. 偏移误差:最小化为~0.05%
        2. 增益误差:总输出中的误差为0.037%至0.75%
        3. 总体误差: ~0.1%至0.75%

    我们计划使用 INA213-C INA185 因为 它们 相对于 INA181的数据相对较好、并且在我们的项目预算范围内。 请根据您的经验建议这些建议的适用性。 期待您的正确指导。

    电流互感器设计:

    • BW:1kHz
    • CMV:<5.5V
    • 电流:0到30mA 双极交流波形
    • 负载电阻器:0.5mΩ 至50Ω
    • 评估:INA351、INA181、INA185

    您是否建议在 CT 的负载电阻器压降测量应用中使用 INA351、前提是我们执行归零(零基准校准)以最大程度地减小潜在的 Voffset 误差?

    在 0.1%(可接受)的较低最大增益误差和较高的最大 Voffset 值的情况下、如果我们可以校准 Voffset、在针对 CT 用例评估 INA351时、是否有任何其他参数可能会遗漏?

    例如、CMV 为-0.2V 至26V、输入电压为2.7至5.5V (正)、可能的 Vsense 应为双极160mV、因此这些参数是否会限制使用 INA181来测量摆幅为+/-160mV 的次级侧交流电压信号?

    4 -20mA 电流环路接收器:

    • BW:1kHz
    • CMV:~24至36V (可接受24V)
    • 电流:正区域内-20mA 单极性
    • 分流电阻器:0.5mΩ 至160Ω

    理想情况下、-20mA 接收器 应是一种简单的电路、但我们觉得 (下面的电路) 过于简单化了 原理图、可能会错过实现强大工业应用所需的其他关键功能。 凭借模拟电路设计方面的经验有限且预算紧张+时间轴、我们寻求您的支持、并就实施 ESD、TVS 二极管对输入的 EOS 保护的影响、实施基于 RC 的 LPF 而不影响放大器的稳定性等问题提供指导。

    此致

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    尊敬的 Shreeneet:

    我将尝试帮助解答您有关 INA181的问题:

    1. 对于接通/断开决策、请使用数据表中的最小值/最大值规格、并忽略典型值。 最小/最大规格包括保护频带、这就是您通常无法看到器件接近的原因。 但它们是器件的测量依据。
    2. 如果您在器件间实施单次零基准校准、则可以最大限度地减小失调误差。 很难判断误差可以减少多少、这取决于校准和测量的质量。
    3. 有关偏移和增益误差的误差计算是有效的。 由于您具有3.3欧姆的大分流器、Ib 变得很重要。 我建议下载我们的 比较和误差计算器工具 、以帮助您完成选择过程

    此致、Guang  

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    我认为一个更好的选择是使用简单的运算放大器缓冲器。  [/报价]

    您好、 

    我遇到了您的参考设计"适用于成本优化型监控器的低侧分流运算放大器电路至单端 ADC "

    我有 一个疑问、假设在上述电路中有两个不同的电路-工作电压为0-36V 的电流环路和工作电压为0-3.3V 的测量电路。

    1. 这些电路是否可以单独接地?
    2.  我们能否将 TLV333和其他无源器件替换为可提供10V/V 增益的单个 INA351?  
    3. 在此用例中、我们是否可以使用 TMP61作为 Rshunt、因为我们会有效地监控传感器上的压降?
    4. 我想说在此配置中、PT100或 PT1000 RTD 是否可以用作分流电阻器。 在沿着这些使用案例思路思考时、我们是否遗漏了任何基本概念? 我理解可能会在此配置中增加的误差、2'C 的误差在我们的用例中是可以接受的。 请提供导游。

    此致。

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    neet、

    1. 不可以。对于该电路、您无法单独接地、对于分流电阻器、TLV333的接地需要是同一个接地。
    2. TLV333确实有增益(G = Rf/Rg)。  这是一种分立式差分放大器配置。  它将具有 等于电源除以分压比的共模范围(5V/(690/(690+1.5)= 5.011V)。
    3. 是的、您可以使用此电路来监测 TMP61。
    4. 您可以将此电路用于 PT100或 PT1000。  通常、对于这种器件、您使用电流激励。  许多 ADC 包含集成电流源、专为 RTD 测量而设计。  ADS1120是一种价格低廉的选择。

    此致、

    艺术