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[参考译文] INA826:电流测量

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: INA826, TINA-TI, INAEVM-ALT-SO8, INA821
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/1346008/ina826-current-measurement

器件型号:INA826
主题中讨论的其他器件: TINA-TIINAEVM-ALT-SO8INA821

我正在设计在睡眠模式下测量微安 esp32的电路。 我是该领域的初学者。 我考虑使用 INA826放大器。 它将用作低侧感应。 负载电阻连接 在 esp32接地端与电源电压负端子之间。 我的技术是否正确? 针对其他放大器的建议。 提前感谢。

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    您好、Umar:

    配置的电路提供~97.86V/V 的增益。

    INA826的输出将为负值、因为 IN+端子连接到 GND、而 IN-连接到分流电阻器的正极侧。

    该电路在0µA 至~98µA 的输入电流范围内正常工作、生成0V 至-4.9V 的负输出电压。

    如果需要正电压、请考虑将仪表放大器输入连接到分流电阻器反相。

    谢谢。此致、

    路易斯

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    感谢您的讲解。 我正在使用 esp32测量输出电压、它可以测量最大3.3V 电压。  此外、我还需要测量微安和毫安级的电流。 我可以更改负载电阻器、还可以相应地设置增益。 C3和 R2的值将保持不变?

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    我能否放大几微伏的电压、以保持考虑到噪声?

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    您好、Umar:

    输出端的 RC 低通滤波器减少了带宽并过滤了宽带噪声。  噪声和带宽之间存在折衷;因此、RC 输出滤波器必须根据您的应用带宽和噪声要求进行设置。  在选择 RC 低通滤波器元件时、还必须考虑电路稳定性。

    例如、在 TINA-TI 仿真器上、如果设置 R = 10kΩ、C = 10nF 的低通滤波器、则会将 交流电路带宽限制为 f (-3dB)=~1.588kHz。

    使用此 RC 输出滤波器配置 INA826 RG = 510Ω(增益= 97.16V/V)时、TINA-TI 仿真总输出集成噪声为 µVRMS 83.28µVRMS μ V。  

    该  µVRMS 噪声对应于仪表放大器输入的0.85 μ V 超低噪声:

     µVRMS µVRMS 噪声:83.28 μ V/97.16V/V= 0.85 μ V  

    施加100nA 的小信号阶跃信号(或方波)会产生10mVpp 小信号输出瞬态响应。 瞬态响应是干净的、没有过度振铃和极低的过冲;表明电路非常稳定。

    e2e.ti.com/.../INA826_5F00_4_2D00_8_2D00_24_5F00_noise_5F00_bw.TSC

    谢谢、此致、

    路易斯

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    您好、Luis:  

    感谢您的讲解。 由于失调电压造成的低电流(10uA)时、输出电压高于应有的电压。 对于4uA 输出、它应该是4mA 输出、但大约为9mA。 如何解决该问题? 以及如何将同一电路驾驶室的 th 用于高侧电流感应? 我要感谢你的答复。  

    此致

    U·法鲁克

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    您好、Umar:

    假设您 使用的是具有510Ω 分流电阻器的 INA826、如原始接线柱所示、增益为97.86V/V:

    输入 级失调电压为 Vosi = 150µV μ V (最大值)、输出级失调电 压在700µV μ V 时为 Voso = 25ºC μ V (最大值)。   如果我们估算相对于器件输入的最大总失调 电压、则相对于输入的估计最大总失调电压约为~±150µV μ V 最大值。  请记住、按照数据表中的规定、INA826以输入为基准的失调电压通常会更接近~40µV μ V。 请参阅下面最大失调电压规格中的输入参考失调电压计算。

    由于510Ω 分流电阻器上的最坏情况下的最大输入参考失调电压约为~150µV μ V、因此这导致了~μ V 0.294µA 的电流测量误差。  我不 遵循 有关4mA 和9mA 输出的说明、因为 INA826提供电压输出。  RG 电阻器的精度/容差是多少? 您是使用自己的 PCB 布局还是 INAEVM-ALT-SO8 PCB 板来执行测量?  如果使用您的定制 PCB 板、您能否发布您的原理图和 PCB 布局? 您使用什么精密仪表或 ADC 器件来测量 INA821输出?

    校正失调电压误差的常用技术是执行失调电压零测量。  换言之、当~μ A 0µA 电流流经分流电阻器时、测量 INA826的输出。 会存储该偏移零测量值、并且可以在执行后续测量时减去该偏移零测量值、以消除偏移误差。

    关于高侧电流检测问题

    高侧最大共模电压和最大差分电压是多少? 请记住、INA826采用±5V 电源供电时、范围有限。  模拟工程师计算器可帮助确定 INA826线性输入共模范围、该工具可通过以下链接进行下载:

    https://www.ti.com/tool/ANALOG-ENGINEER-CALC

    由于3放大器仪表放大器的复杂性、可能难以了解在各种增益、基准电压、电源电压和输入共模条件下输入和输出的最小和最大工作范围。 因此、我们通常使用 工程计算器工具来确定电路条件的 INA826线性工作范围。 您可在下面看到简化原理图。  

    使用"Vcm 与仪表放大器的 Vout 计算器、用户可以输入 INA826的电源、增益、Vref 电压和输入共模电压(Vcm)条件并确定有效输入范围。 此计算器提供了可在特定电路配置中应用于 INA826的最大和最小输入差分信号范围。

    例如、使用 VS+=+15V 和 VS-=-5V、VREF = 0V、增益= 97.86V/V 为 INA826供电、可以使高侧分流电阻器实现~Ω+11.5V 的输入共模、同时允许+50mV 的最大差分电压:

     请在下方查看有关仪表放大器的 TI 高精度实验室系列视频。  三放大器理论介绍了 INA826的拓扑、但视频系列会提供其他仪表放大器拓扑的摘要并解释可能有用的线性范围和折衷。

    高精度实验室系列: 仪表放大器

    谢谢。此致、  

     路易斯

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    您好

    感谢您抽出宝贵的时间进行讲解。 它帮助了很多。

    此致