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[参考译文] INA333-Q1:Vcm &Vdiff 与 Vout (TI 工具)

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: INA333

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/1316252/ina333-q1-vcm-vdiff-versus-vout-ti-tools

器件型号:INA333-Q1
主题中讨论的其他器件:INA333

您好!  

我有一个设计、使用 INA333作为仪表放大器和主增益级、以实现相对较慢(<10Hz)但高度精确的输入信号。 输入信号具有恒定的2V 负桥臂、差分信号位于其顶部~10mV 至~320mV。

因此、在满量程范围下、输入大约为……

  • Vcm = 2V+320mV/2 = 2.16V
  • Vdiff =(320mV - 10mV)/2 = 155mV

我想将该信号连接到以5V 为基准的 ADC、因此我使用的 INA333的标称增益为(1+100/10)= 11。

我在 TINA TI 中对该电路进行了仿真、结果似乎效果很好...

(注:TINA 仿真的 Vdiff、max = 390mV、较保守的演示)

输入与输出波形:

输入与输出/增益波形:

但为了再次确认、仿真不会误导我、我一直在使用 TI 模拟工程师计算器工具、参数看起来不错...

对于320mV、即使在2V Vmin 设定点相当长的时间内也有足够的裕量(低至1.75V 就足够了、增大该值应该会有所帮助)。 对于10mV 的最小差分、似乎也没有任何问题。

……

但这里是关键。

我的同事安装了较新版本的 TI"模拟工程师计算器"、它显示此设计不会关闭、实际上具有负裕度... 但我不知道为什么。

该工具的 HIS (较新)版本输出:

如果我将负桥臂设定点调整到更大(例如2.5V 而不是2V)、那么我能够得到最大差值以关闭... 但无论我使用何种共模...、最小电压都限制为27mV 似乎映射到硬性限制的 Vout 最小值为0.3V。

Vcm = 2.5V:

我们使用这些 Vs+/Vs-、增益和 Ref 设置扫描了整个可能的 Vcm 范围、显示了静态27mV 最小差分和0.3V 的恒定 Vout 最小值...

所以、我们有些困惑:INA333的数据表显示器件可以在输出的50mV 范围内摆动、所以我不明白是什么驱动这个0.3V 最小电压。。。 此外、我不明白为什么旧版本的模拟工程师计算器支持我们的设计具有合理裕度(TINA TI 仿真也是如此)、而新版本却显示它是一个 dud。

可以得到 TI 的建议吗? 我们是否应该信任该计算器的较新版本并进行相应的重新设计?

这是相当关键的时间(我们在发现开发板之前就要订购开发板、而开发板和交货周期非常昂贵/很长)/

  • 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、Wolfquirt:

    尽管数据表指定了一个高于和低于电源轨50mV 的输出摆幅范围、但是这个技术规格用于输出摆幅满贯测试。  此规格适用于饱和输出电压、在此电压下、运算放大器的输出级不再在线性工作范围内运行、刚好是50mV。

    一个更保守的规格是、为了确保电路线性运行、输出电压应该与电源轨保持至少100mV 的距离。 请参阅数据表中更保守的"增益误差"和"增益非线性"规格、这些规格指定了相对于电源轨的 Vout 至100mV、以实现线性运行:

     然而、即使使用这个更加保守的指导原则、我也预计您的电路仍处于保守线性范围 内、因为所有内部 INA333放大器都在输出摆幅操作范围内、其输出显示比 GND 高100mV 以上、比5V-0.1V 低……  

    下面是使用3个理想运算放大器的快速仿真、施加+10mV 的最小差分电压、其中仪表输入负极端子固定为2V、REF=GND。  请注意、所有运算放大器相对于电源轨的余量均大于100mV、因此应在线性区域内。   

    简言之、我怀疑这是输入/输出范围计算器上的一个错误/错误、而您的电路原封不动地处于允许的线性范围内、但我来向团队核实/获取确认、以防我弄错。

    请允许我24小时。

    路易斯

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    WolfHort 您好!

    我 与团队中的几位工程师进行了讨论。  

    INA333输出级放大器(和内部放大器输出)的输出摆幅限制应限制在距离电源轨~100mV、如上图所示/

    在 INA333通过 V+=5V、V-= GND、RG=10K (增益= 11V/V)、REF=GND 供电的电路中、INA333输出会看到 相对较高的阻抗负载(大于10kΩ)  

    如果您的最大差分信号为正+320mV、负输入端子处于固定2V 直流电压、而 IN+为+2.320V、那么 INA333就完全处于线性区域内、所有3个内部放大器都在线性区域内工作、而 INA333的输出为+3.52V。  

    如果您的最小差分信号是正+10mV、并且负输入端子 IN-处于固定2V DC、而正输入 IN+处于+2.010V、那么 INA333也处于允许的线性区域、并且输出处于110mV。 这符合 GND 之上100mV 的输出余量要求、以保持在线性范围内。

     

    INA333 Vcm 与 Vout 计算器限值将在接下来的几周内进行更新、以反映 INA333内部放大器的输出摆幅被限制在距电源轨100mV 的范围内以保持在线性区域。

    谢谢。此致、

    路易斯

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    您好、Wolfquirt:

    该计算器将在接下来的几周内进行更新。  我将关闭这个帖子。  不过、如果您有进一步的问题、请随时发布。

    谢谢!

    此致、

    路易斯

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    感谢 ! 这是非常有帮助的跟进、让我对我们的解决方案充满信心。

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    谢谢你 Wolfchirl!  很乐意提供帮助。

     模拟工程师计算器上周五刚更新、 反映了 INA333内部放大器的输出摆幅从轨电源限制为100mV、以保持在线性区域。  

    谢谢、此致、

    路易斯