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[参考译文] INA849:读取小交流电流噪声

Guru**** 1818760 points
Other Parts Discussed in Thread: INA849, INA848
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/1276887/ina849-reading-small-ac-current-noise

器件型号:INA849
主题中讨论的其他器件: INA848

您好!

我有一个驱动激光二极管的电流源。 我将测量驱动电流的交流分量、以便能够表征源的噪声。

我计划使用 INA849、如下图所示。  我正在寻找任何建议(即使是显而易见的)、因为这是我第一次使用此组件或制作这样的电路。

在图中、源在上方、负载在下方。 该电路类似于我在另一篇文章中看到的电路:(https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1214506/ina849-frequency-response-and-the-connection-of-the-ref/4600177)。 接地 Vref。 我计划使用低 ESR SMT 钽电容器;电容 C 在超过100kHz 时不会明显滚降。 匹配100k Ω 电阻器是否很重要? 我计划使用 G=1000、因为数据表显示 BW 在那里仍然是1.3 MHz、但在这里想一些关于权衡的建议。

此电路的输出(VAC2)将转到 o 范围进行分析(FFT 等)。

直流电流在0...500 mA 范围内。  预计噪声< 1uA。 我希望对至少0.1uV 敏感。 我想以理想的方式测量~几 Hz 到1 MHz 的信号、但在顶层尤其可以灵活一些。  模拟上述电路似乎显示了所需的频率响应。

感谢您的宝贵意见。

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    您好、Adam、

    我正在寻找任何建议(即使是显而易见的),因为这是我第一次使用此组件或制作这样的电路。

    您可以尝试以下电路、请参阅仿真文件。 下面是几个亮点。  

    输入 Vdiff 仅关注 HPFS (差分和共模 HPFS)下大约几 Hz 的交流差分信号

    2. 我将 INA849的增益降低到201V/V,此时应该有足够的信号来测量激光二极管的电流噪声

    3.我将50Ω 放置在输出端以匹配示波器探头的50Ω  阻抗、从而进行低信号测量(使用1X 探头)。 对于噪声测量、将示波器 BW 限制为20MHz 或更低。  

    4.我 保留了1Ω 感应电阻。 您应该使用低电感<5nH Rsense 和低温度系数类型。  0.5Adc 电流下的热耗散约为0.25W。    

    5.使用低噪声线性 ±12Vdc 双电源轨。 将低 ESR (~10mΩ)、2.2uf -10uf MLCC 陶瓷去耦电容放置于每个电源轨附近。

    6.交流耦合22uF 和输入阻抗线路(包括电缆长度)至 INA840输入端子的阻抗应尽可能接近匹配。  

    7. 200kΩ 电阻器不必良好匹配、但应使用1%或更佳的容差。  

    8. 如果必须在 INA849中使用1000V/V,可以尝试 INA848并通过降低1Ω 的 Rsense 来降低图形值。 INA848具有2000V/V 的固定增益 IA (我没有激光调制频率信号的信息)。  

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina848.pdf?ts = 1696352746308 & ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

    9.请考虑高侧 Rsense 与低侧 Rsense、因为激光器作为负载和激光驱动器时会产生电流噪声误差。 您可能需要注意 Rsense 上输入信号的 VCM、因为我不知道激光负载是如何配置的。  

    e2e.ti.com/.../INA849-Isen-Laser-10032023.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    雷蒙德

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    感谢您发送编修。 我现在有一个跟进问题。

    为什么增益降低? 是 为了保持较高的带宽、还是有其他理由保持较低的带宽? 从数据表中可以看出、在较高的增益下、噪声和 CMRR 都表现得更好。

    此致、

    亚当

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    您好、Adam、

    为什么降低增益? 是 为了保持较高的带宽、还是有其他理由保持较低的带宽? [/报价]

    每种配置对设计要求都有优缺点。  

    从下图可以看出、CMRR 和 PSRR 将随着 IA 增益的增加而提高、这是一个好现象。 但是、%GAIN_ERROR 及其他影响可能开始变得非常关键。 例如、在1000V/V 的条件下、输入引脚处的 Rg 增益电阻器(~6Ω)匹配和输入 Rg 寄生效应在布局中变得至关重要、IA 稳定性可能会在各种运行参数范围内影响性能。 因此、出于这个原因、我将增益保持在较低的值。 我建议  为 IA 保持电源轨具有更低纹波和更低噪声、因此更高的 CMRR 和 PSRR DBS 的优势在您的系统配置中不再那么重要。  

       

    BTW、您应该在数据表和图表的每个表下读取细微打印。 这些指标在更宽的温度范围内更好地指示。  

    INA848将更适合更高和固定增益配置、因为 Rg 在 IA 内部并且电阻匹配进行了优化。 这些相关的%errors 仍然存在、但在集成式 IC 设计中将其最小化。 较高的增益会降低 BW、但其 BW 仍可达到2.8MHz。  

    总之、这些是 IA 选择中的设计折衷方案、这取决于应用的设计要求、哪些要求在影响变量列表中更为重要。

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    雷蒙德