Other Parts Discussed in Thread: INA200
大家好、
我对 INA200中的放大器有一个问题。
有原理图。VCC 为18V、Vshunt 约为13mV。 有一个47nF 电容器连接到放大器输出。
当 电路工作时、放大器(引脚2)的输出是一个 三角波、频率约为50kHz、Vpp 约为700mV。
频率和 Vpp 随着 CAP (C1)的值而变化。
然后、我取下47nF 电容或将 R1从0Ω 更改为100Ω，此电路运行良好。
一些专家说、放大器负载电容不能超过10nF。
我想知道内部 机制、以及如何计算这个芯片的 相补角。
感谢你的评分
尊敬的工程师：
欢迎光临本论坛。
要计算系统的相位裕度(PM)、需要知道系统的环路增益何时=-1或0、以 dB 为单位。
对于像 INA200这样的闭环放大器、闭环增益函数= Acl = AOL/(1+AolB)、其中 Aol 是内部放大器的开环增益、B 是反馈因数、AolB =环路增益。
您 可以通过观察 Aol (以 db 为单位)和1/B (以 dB 为单位)相交时、以图形方式确定 AolB = 0dB 的位置、当系统 ACL 开始下降时、或者本质上在器件的-3dB 带宽处发生这种情况。
因此、测量闭环器件相位裕度的最简单方法是测量其增益和相位随频率变化的情况、找到其-3dB 带宽、然后记下此频率下的相位并将相位增加180度。
我 在 TINA 中为无负载电容和1nF 负载电容的 INA200进行了此交流仿真、得到的 PM 分别约为128.48度和32.75度、增益曲线与数据表中的图2和图3极为匹配。 对于更高的增益(如图2所示)、相位裕度应该更好 、并且应该接受器件规格表中注释的10nF、但一条良好的保守规则是 PM 应> 45度、以在器件总体情况下保持稳健的统计稳定性。 因此、应考虑使用小型隔离电阻器。
此致、
彼得
嗨、David：
分流电压(13mV)和共模电压(18V)的稳定性如何？ 这可能会对输入产生足够的干扰、进而导致输出端持续振荡。
您可能无法完全仿真您看到的内容。 下面是我在基本阶跃响应闭环稳定性测试中看到的情况：
我确实看到了大约50kHz 的振荡(1/18us = 55.55kHz)、但它会衰减、不是连续的、也不会接近700mV 的峰-峰值。
输出电容器实际上将决定稳定性、更具体地说是振荡的主要频率分量。 这是因为 INA200的闭环输出阻抗(Zout)是电感的、因此在某一点上、电感和电容之间会出现谐振。
这是 INA200 Zout 的曲线图。 请注意、在55kHz 时、Zout 将上升(电感)。
此处是 Zout 与47nF 负载电容器的阻抗。 请注意60kHz 时的阻抗峰值。
该峰值是下降(电容)与 Zout 电感相交的位置、从而在大约50-60kHz 处产生振荡。
底线。 请勿用电容加载输出、除非可以放置一些隔离电阻、在它与 Zout 相交之前使负载阻抗平坦(橙色曲线)。 使用隔离电阻时，橙色曲线将变平，使其等于所选的 Riso 值，频率为1/(2pi*Riso*Cout)
此致、
彼得
