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您好!
我需要一个仪表放大器电路(INA)来对微弱的 EMF 信号进行科学的测量。
我的输入将来自2个线圈、在可能有大量噪声的环境中、这些线圈将拾取弱 EMF 信号。 其中一个线圈将接收所需的信号+噪声、而另一个线圈仅接收噪声。 这就是我要减去信号编号的原因。 2 (参考线圈)、来自信号编号 1 (信号线圈)。
我的直接计划是使用普通的电话接线线圈。 我已经购买了2个阻抗约为1千欧和电阻约为280欧姆的 Monacor 线圈。
INA 的输出将用作声卡的输入(外部、通过 USB 连接到 PC)。 声卡会切断超过24 KHz 的信号。
外部声卡也是混音器、具有可调增益的2个放大器阶跃、但由于声卡中的噪声、我需要使用 INA 来显著放大我的信号。
声卡的可能输入说明如下:
1个麦克风、单声道:0.5mV (带可选的20V 幻象电源)
1 x 线路输入、立体声:2mV、150mV、RCA L/R
1 x 带输入、立体声:420mV、RCA L/R
我还需要为 INA 构建电源。 丹麦的一般电力线为230V、50Hz。
声卡/混音器麦克风输入具有可选的20V 幻象电源。 这有什么用吗?
那么、哪一个 INA 适合我的用途呢?
如何构建一个电源、使其不会给微弱信号增加噪声或其他失真?
我期待收到您的来信。 谢谢你。
此致、
亨里克·R·
您好 Henrik、
声卡/混音器麦克风输入具有可选的20V 幻象供电。 这是否有用?
、以及如何构建一个不会给我的微弱信号增加噪声或其他失真的电源?
幻象电源能够为麦克风应用提供几 mA 的电流、但可能无法为 INA1620供电。 此外、最好使用单独的电源来驱动麦克风和麦克风前置放大器。
如果使用230Vrms 和50Hz、可能需要为此构建单独的电源。 我建议使用开关电源将交流线路电压降至直流电压、并使用 LDO 进一步调节开关 PS 的输出电压、然后生成 INA1620应用所需的电压。
您在应用中提到了声卡、可以将 PC 的 AC/DC 电源线接入为电源、但需要进一步滤除 DC 输出、通过实施额外的 LDO 和/或 LC 滤波器来降低音频应用的开关噪声。 换句话说、它将是使用线性电源来驱动音频应用的最佳选择。 交流/直流开关电源的前端将为您提供高功效、以将交流电压降至工作直流电压范围、 工作直流电压的后端可以通过 LDO 和/或 LC 滤波器进一步调节、以衰减来自开关电源的开关噪声。
仅供参考、下面是我们选择音频运算放大器的链接。
https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/audio/overview.html
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
您好 Henrik、
声卡/混音器麦克风输入具有可选的20V 幻象供电。 这有用吗?
我忘记了输入信号这个词。 如上所述、幻象供电时、我一直在思考麦克风。
您必须检查声卡的输出电流规格。 通常、幻象电源并非为高电流应用而设计。 因此它可能没有用于驱动仪表放大器的功率。 另外、需要注意输入共模电压、否则仪表放大器可能无法线性运行。
图中随附了 INA1620EVM 和 INA1650EVM 的链接。
输入 VCM 电压示例如 INA1620数据表中的图55和图60所示、 但未进行详细说明。 INA165X 数据表的图33和图38中更好地展示了 VCM 输入电压要求。
但是 INA1620RTWT 与 INA1620RTWR 有何区别?
IC 是相同的、但 INA1620RTWT 具有250个单元/封装、而 INA1620RTWR 具有3000个单元/封装。
如果您有其他问题、请告诉我。
此致!
雷蒙德
现在、我已经查看了 INA1620和 INA1651 (以及 INA1620EVM 和 INA1650EVM )的文档。
没有一个看起来是最佳的。 INA1620在每个通道中只有1个运算放大器、而不是"实际"仪表放大器的3个运算放大器。 INA1651 (每个通道有3个运算放大器)具有固定的单位增益、这在很大程度上不符合我的要求。
在我看来、对于我而言、理想的放大器电路将具有3个运算放大器(例如"实际"仪表放大器)、并且可能会出现大增益/放大。
我想象的内容与这里描述的内容类似: https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_5.html -在标题"仪表放大器"下的部分。
TI 是否有这样的产品?频率至少在音频范围内、而且可能更高。
或许可以 串联使用 INA1651和 INA1620来实现这一目的? 但这似乎是笨拙过度杀了我...
我期待收到您的来信。 谢谢你。
您好 Henrik、
如果频率至少在音频范围内-可能也更高,TI 没有类似的东西吗?
下面是仪表放大器的选择。 该列表包括2个和3个运算放大器仪表放大器(IA)。 最新的 IA 似乎采用三类运算放大器设计、但并未针对音频级应用进行优化、请参阅下面的链接。 INA849、INA163、INA103、INA821和许多其他 IA 应能消除音圈前端的噪声。
https://www.ti.com/amplifier-circuit/instrumentation/products.html
或者、您也可以使用差分放大器或根据以下列表自行构建差分放大器。
https://www.ti.com/audio-ic/amplifiers/overview.html
如果您能够为我们提供来自音圈的输入信号摆幅、增益要求和可用的电源轨、我可以根据应用模拟输入条件(看起来您希望 IA 具有可变增益)。 由于您提到此设计将用于音频应用、我在此推荐与音频相关的产品。 音圈中的阻抗是1kohm、是以1kHz 还是其他频率来表征?
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
您为何要提到具有固定单位增益的 INA149。 我需要高增益。
当我尝试将 INA1620与其他一些寄存器进行比较时、例如 INA821、发现 INA1620缺少许多参数。 这是一个误差吗? 请参阅此处:
您好 Henrik、
这是一个拼写错误、我打算在参数搜索中列出的 INA849中写入。
是否有错误? [/报价]INA1620和 INA1651针对 CMRR 和音频应用进行了优化(为音频应用中的人机因素量身定制)、INA821和 INA849针对工业应用进行了优化、其中输入差分信号在高噪声环境中非常弱。 当然、它们在配置中有相似之处。
声卡的可能输入如下所述:
1个麦克风、单声道:0.5mV (带可选的20V 幻象电源)
1 x 线路输入、立体声:2mV、150mV、RCA L/R
1 x 磁带输入、立体声:420mV、RCA L/R我需要满足您的设计要求或差分输入信号振幅范围、以便对模拟前端进行仿真、例如使用 INA849或 INA821。 由于上述输出设置较宽、因此应用可能需要衰减和放大配置来满足上述要求。 我的猜测是可能需要衰减针对麦克风应用的输入信号、而可能需要放大立体声和磁带匣端口的输入信号。 因此、我需要知道 电话拾音线圈的输入信号范围、以便了解应用的需求。 我不确定一个 IA 电路是否能满足上述所有要求。
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
[/quote]
谢谢!
我实际上并不知道我的信号会有多微弱、但高 CMRR 和高增益将是最重要的。
我尚未有机会测量线圈的阻抗。 :-(
我不确定您认为我需要衰减的原因是什么? 对我来说、CMRR 就是"衰减"。 但我必须进行实验以确定最佳增益、从而在不使声卡过载的情况下为其提供足够的信号。
您好 Henrik、
请说明 适合具体应用的电话拾取线圈的特征。 我不知道磁线圈能够从声压产生多大的电流。 这取决于应用的配置方式、包括音圈与声源的距离和振幅。
如果差分输入音频信号较弱、INA849、INA821或其他 IA 可以毫无问题地放大它。
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
我已经购买了2个 Monacor 电话和吉他拾音线圈的目的:
https://www.monacor.com/products/components/cables-and-plug-in-connectors/adapters/ac-71-3-5mm/
"阻抗:约1 kΩ 值"
我测量的电阻是280欧姆。
我已经看到顶尖科学家使用类似的 电话和吉他拾音线圈为同一目的。 据我所见,他们的测量系统更原始,因为他们没有额外的线圈作为"噪声参考"。
感谢您指出 INA849和 INA821。 这些是我目前正在考虑的参数 INA851。
我仍然没有听到 Monacor 的声音、我也没有机会自己测量线圈的阻抗、但根据比较 INA821、INA849和 INA851的所有参数及其他一些参数、INA849看起来是很明显的选择。 但是、没有评估板、它已经焊接在哪里?
我不知道如何焊接此类微型引脚?
您好 Henrik、
但似乎没有评估板,
我们有 INA826EVM、请查看下面的链接。 SOIC-8中的 INA826封装与 INA849引脚 P2P 兼容、您可以在其中使用该 EVM 来评估 INA849的性能。
我不确定如何焊接此类微针脚?
youtube.com 上有许多焊接/脱焊技巧、您应该在每个封装中找到一个。 实际上、您只需要 用热风枪去除封装并焊接在封装上。 SOIC-8封装非常易于使用。 通过一些手动操作、您应该精通焊接/脱焊技能。
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
还可以... 这是一个有点伤心/有点遗憾... :-(它增加额外的工作任务和不确定性的项目。 换言之:拖延和可能产生额外费用。
但 https://www.ti.com/tool/INAEVM-ALT-SO8 和 https://www.ti.com/tool/INA826EVM 之间的区别是什么 ?
(第一个链接在 https://www.ti.com/product/INA849上提及 。)
您好 Henrik、
https://www.ti.com/tool/INAEVM-ALT-SO8 是替代解决方案。 请查看 EVM 的两个原理图。
无论哪一种方法、都必须为应用程序创建模块并更改增益。 INA826EVM 的好处是该套件按照接收时的原样使用。 您可以尝试使用输入信号并更改增益和/或滤波器等。 如果您是 IAS 配置的新手,使用用户指南进行故障排除将会更容易。 熟悉设置后、您可以替换 INA849器件。 INA826不是您想要的、但会根据设计要求为您提供一般功能。
除非您熟悉 IA 的工作原理、否则替代解决方案将需要开展更多工作(因为这是一种通用的 INAEVM)。 当然、我们可以向您发送仿真并帮助您实现设计目标。
如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
好的。 INA849有2个版本: SOIC-8和 VSSOP-8。 是否有 VSSOP-8版本的评估板? 我想不是。 :-)
我刚刚发现了一个具有2000固定增益的型号:INA848。 其 CMRR = 132、而 INA849的 CMRR = 120。 但 INA848的噪声在1KHz 时稍高。 这可能是一个很好的选择。
您好 Henrik、
VSSOP-8版本是否有任何评估板?
我不确定如何焊接此类微针脚?[/QUOT]我不记得了。 SOIC-8是最常见的 IA 封装、通常用于 EVM 用途。 此外、与 VSSOP-8封装相比、焊接/拆焊更容易。
我刚发现一个固定增益为2000的变体:INA848。INA849和 INA848是相同的 IC 设计、不同之处在于 INA848具有通过内部匹配增益电阻器实现的固定增益;INA849具有用于 IA 应用的可变增益。 我认为应用中不需要2000个固定增益。
此致!
雷蒙德
[/quote]
好的。 我将购买 INA826EVM 板和 INA849芯片。
Monacor 已回答:
约 1KHz 时测量到1K 欧姆。
您好 Henrik、
音圈的电感约为159mH。 您是否知道根据您的配置、线圈能够感应出低差分信号和高差分信号?
BTW、PC 音频卡的截止频率高达24kHz。 音圈的工作频率范围要低得多、可能高达4 - 5kHz 范围。
此致!
雷蒙德