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器件型号：INA849 主题中讨论的其他器件： TINA-TI
大家好！
我将 INA849用作 IR 传感器的输入电路。
它看起来像一个普通的差分放大器。
不过、它在启动时会变得有点不稳定。
最初、IN-被直接接至 GND、但是考虑到这一点、我们增加了150KΩ Ω。
在仿真中、AMP 能够正常工作、
如果此电路不合适、请告知。
谢谢你。
高田博之
尊敬的 Hiroyuki-San：
我使用 TINA-TI 运行了直流和交流仿真、电路似乎有偏置且运行正常。
向 IN-添加150kΩ 电阻是合适的、因为这会导致输入端子在直流条件下阻抗匹配、从而降低输入偏置电流的有效失调电压。
至于启动问题、我看到您的电源具有-5V 的相同"Vee"电压、用于偏置"pyro"节点上的 NPN 晶体管。 当在启动时斜升 Vee 电压时、"Pyro"处的变化电压将通过交流耦合电容器、并在放大器输入端呈现为差分电压。 在启动过程中、您可以通过监测"Pyro"节点和 IN+节点上的电压来确认这一点。
由于超过了最大线性输入电压、这将使放大器处于非线性状态。 一旦 Vee 电压稳定在-5V 并且输入引脚上的电压稳定到直流值、我希望能够恢复放大器的线性运行。
我认为这 不应导致器件损坏、因为输入信号与电源电压一起斜升。 但是、我建议通过监控输入引脚在启动期间是否存在任何绝对最大值违例来验证这一点。
e2e.ti.com/.../INA849_5F00_IR_5F00_sensor.TSC
此致、
扎赫
您好，Zach
您的建议非常易于理解且有意义。
如果超过绝对最大值、即使不断开、它也会闩锁吗？
此致、
广之
裕之山
当超出绝对最大值时、器件可能会损坏和/或功能运行可能永久改变。 我们通常不会描述违反应力额定值时可能发生的所有故障模式。
请参阅 绝对最大额定值表的脚注(1)、其中规定、
"应力超出绝对最大额定值下列出的值可能会对器件造成永久损坏。 这些仅为在应力额定值下的工作情况、对于额定值下的器件的功能性操作以及在超出推荐的操作条件下的任何其它操作、在此并未说明。 长时间处于最大绝对额定情况下会影响器件的可靠性"
您是否能够在启动期间测量输入电压？ 您能否确认是否超出了绝对最大差分输入电压？
一种解决方案是 通过大幅减小47μF 电容器来提高交流耦合滤波器的极点频率。 选择这些值后、高通截止频率为22mHz、这使得斜升电源电压能够通过输入。 您可以调整截止频率 以确保在超过最小相关频率时阻止电源斜升电压。 所需的最低频率是多少？ 对于 IR 传感器、我不认为通带需要低于10s 的 kHz 范围。
您还应该考虑150kΩ 电阻器产生的热噪声。 INA849的电压噪声 在1nV/sqrt (Hz)下非常出色。 150kΩ 电阻器的电压噪声为~49nV/sqrt (Hz)、这将决定电路的噪声性能。
考虑到 IR 传感器的10kΩ 输出阻抗、选择该高电阻似乎是为了降低电压降、同时为 INA849输入引脚提供直流接地路径。 这是合理的、但是值得考虑的是、确保产生的噪声在您的应用中是可容忍的。
此致、
扎赫
您好，Zach
我测量了放大器的输入和输出波形。
我们可以看到、输出已饱和。
在此之后、放大器不会响应。
这种现象与是否存在传感器无关。
即使我禁用了-5V 偏置电流电路、我也会获得相同的结果。
打开电源时是否会出现此问题？
此致、
广之
您好，Zach
我几乎明白原因。
+5V 启动速度比-5V 慢400ms。
此外、在-5V 启动之前、在+IN 端子上可以观察到大约1V 的电压。
当我改变电源电路常量并同时启动+/-5V 时、放大器工作正常。
我的理解是否有错误？
此致、
广之
尊敬的 Hiroyuki：
此外、在-5V 启动之前、在+IN 端子上可以观察到大约1V 的电压。
如果在电源斜升之前在+IN 引脚上观察到1V、我认为您超出了器件的绝对最大额定值。 请注意、信号输入引脚的绝对最大值比正电源电压高500mV。 如果另一个引脚的电压为0V、您还可能接近超出信号输入差分电压。
我还看到、您的+5V 电源在上升到+5V 之前会变为负值。 这会增加绝对最大值超限的幅度、并会导致各种意外的电路状况、例如您正在看到的情况。
您可能需要在电源引脚处包含齐纳二极管、以确保电源不会反向。 在+IN 引脚上额外的肖特基二极管也会钳制输入引脚电压。
e2e.ti.com/.../INA849_5F00_IR_5F00_sensor_5F00_Diode_5F00_Protected.TSC
本文详细分析了此二极管保护方案： https://www.ednasia.com/provide-robust-input-overvoltage-protection-for-amplifier-analogue-input-modules/
此致、
扎赫
