[参考译文] INA827：INA827上的 RG 时 INA823中的偏移

我现在已经进一步测试了。
当增益约为6时、即 RG=82K、增益约为7时、即 RG=39K 时、偏移尚不存在。 但两个 INA 都会出现噪声、其频率为5-20Hz、在偏移中会将输出从5mV 提高至22mV、即增加440%。

嘿、Leon、  

在 INA823的输入端测量的直流电压是多少。 我看到反相端子有一个来自电源的电阻分压器、但对于非反相端子、我无法判断它将具有什么电势。 我需要知道输入共模电压、以验证它是否在器件的线性工作范围内运行。  

下面、我创建了2个场景、演示了具有两个不同基准值的有效共模范围。  相应地计算允许的输入差分电压。 调整基准电压将调节允许的线性电压输入范围和输出范围。

因此、我需要知道输入共模范围。 增益值还将调整以下所示的这些参数。  模拟工程师计算器可在此处找到：

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

Vref = 0V、Vcm = 1V：

Vref = 1.65V 和 Vcm = 1V：

此致、  

克里斯·费瑟斯通

嘿、Chris、
下面是有关该电路的基本信息：
INA823：
-反相输入通过0欧姆电阻(RD2_E)直接接地。 RD1_E 是 DNP。

-非反相输入通过 TMUX1108多路信号分离器连接到多个电阻传感器。 传感器一侧也通过 TMUX1108 (传感器矩阵)连接到3.3V、另一侧通过肖特基二极管和10k 电阻器接地。 这些传感器在空载状态下约为10M Ω、在最大负载下约为1.8k Ω。 这意味着 IN+输入端的电压范围为3mV 至2.6V。

增益：100千欧，即增益为2。

INA827：
- 470欧姆(RD5_E)和1k 欧姆(RD4_E)的反相输入分压器导致2.24V 的电势

-非反相输入与 INA823相同

-增益:我们尝试了开路82kOhm、39kOhm 和10kOhm。 在开路和39k Ω 之间、INA823的噪声增加、在10k Ω 时会出现失调电压、但这只会改变 INA827的 RG。

我希望这就是您需要的所有信息。 非常感谢您的帮助。

嘿、Leon、  

如果情况如下、其中 ref = 0V、则最小同相电压为1.011V、最大值为1.207V。最小差分电压为21.429mV、最大差分电压为414.285mV。 如果我正确地解释了您的描述、在同相端子上看到的最小和最大电压超出了以下范围。 差分电压似乎还超过了下面计算的最小值和最大值、这意味着器件在非线性区域中运行、并且输入被拉 至比允许的线性工作范围大2.19V (2.6V-414.285mV)。 这可能是一个更适合使用轨到轨运算放大器的应用、因为它是单端测量。  

此致、

克里斯·费瑟斯通

嘿、Chris、
那么、再说一次、根据我对输入电压的理解：
INA823：
-同相输入: 0.003-2.6V
-反相输入:接地,因此0V
-最小差分电压: 0.003V
-最大差分电压: 2.6V

INA827：
-同相输入: 0.003-2.6V
-反向输入:接地,因此2.24V
-最小差分电压:-2.237V
-最大差分电压: 0.36V

但我想您误解了这个问题。 只要 INA827未安装 RG、INA823就可以完美运行、因此其增益为5。 安装 RG 后、噪声会进入 INA823的输出端、并且 INA827上的 RG 为10K、因此 INA823会出现之前不存在的失调电压。

对我来说、这意味着 INA827会影响 INA823的输出、我不知道为什么会发生这种情况。 原则上、我已经对其他电路板使用了相同的电路、但我在每种情况下使用了两个 INA818和两个 INA827s。 但是、在当前项目中、INA818没有5V 的电源、测量范围需要一个1-2之间的增益、这意味着这里不能使用 INA827。 这就是我用 INA823代替其中一个的原因、因为我认为它的行为方式与 INA827相同。

您是否知道 INA827对 INA823的影响可能来自何处、或者我如何防止这种影响？

此致、

利昂

嘿、Leon、  

我将重新阅读此帖子、以便更好地理解问题。 我们可能需要设置 WebEx 呼叫。  

INA823：
-同相输入: 0.003-2.6V
-反相输入:接地,因此0V[/报价]

这些条件超出了器件的线性工作范围、会发生意外的错误和结果。  

INA827的共模范围比 INA823的共模范围更宽。 我将在 Tina TI 仿真中检查您的设置、以便更好地了解该问题。  

此致、  

克里斯·费瑟斯通

嘿、Chris、
我们可以尝试 WebEx 呼叫、但是既然我在德国、我们必须看看我们什么时候进行。 你几点开会啊？

非常感谢
利昂

嘿、Chris、
我已经从 INA827中移除 RG、偏移已经消失。 然后、我对传感器进行校准测量以检查行为。 以下是来自同一传感器的5个测量序列。 测量结果以"数字"表示为 ADC 的原始输出。


容差可能是由于测试设置造成的、该设置在短期内不是最佳设置。
INA823和 INA827的两个输出电压并联记录。 然后、我使用增益(INA823现在 G=1；INA827现在 G=5)和反相输入处的电位(INA823 IN-= 0V；INA827 IN-= 2.115V)来计算和比较两个放大器同相输入处的电压。 结果是计算出的差值为-0.00899 +- 0.00695V。
我认为问题不是由 INA823的非线性范围造成的。

此致
利昂

您好、Leon：  

其中一个问题是、您将我们的36V 高电压 IA 用于接近最低低 IA 的3.3V 操作(并使用单电源轨)。 我们有适合您应用的足够低电压 IA。  

https://www.ti.com/amplifier-circuit/instrumentation/products.html?keyMatch=instrumentation%20amplifier#358max=5.5%3B5.5&sort=773min;asc&

在 INA823中、Vout 具有最低输出要求。 因此、我建议试用 LM7705-0.232V 逆变器、它可以解决您的问题。  

这是我的建议,我没有读你的答复。  

此致！

雷蒙德

您好、Leon：

这是 INA823仿真。 140mV Vos 可能源自线性 Vout 运行范围、即(-Vs)+ 150mV 至(+Vs)-1。 该规格假定为对称双电源。 由于您的电路配置为-Vs = GND、因此 Vout_min = 150mV、Vout_max = 3.3V - 0.15 =~3.15V 范围。 遗憾的是、Spice 模型由于某些未知原因未能证明此行为、而且我们无法看到模拟的行为。 但是、您将观察到在 Vs = 3.3VDC 作为单电源轨的情况下物理 INA823操作的行为。   

如前所述、INA823专为更高的工作电压而设计、但也可以低至3.3VDC (单电源轨的最小工作电压为2.7VDC)。 当应用在单电源轨的低电压范围内工作时、存在某些限制、您可以在配置中观察到这些限制。    

e2e.ti.com/.../INA823-3p3V-Operation-05022024.TSC

如果您有其他问题、请告诉我。  

此致！

雷蒙德

尊敬的 Raymond：
感谢您的努力。 到目前为止、这一切听起来都合乎逻辑。

我使用 INA827 (3.3V 单电源)和 INA818 (5V 单电源)已经很长时间了、从未出现过此类问题。

令我感到恼火的是、这些问题仅在将放大电阻器 RG 安装到第二个 IA (INA827)上时发生、这会放大同一信号。 在此之前、INA823显示了没有偏移的已知行为。 对我来说、这意味着 INA827通过 Vin+或接地对 INA823产生反馈影响、我无法理解。 在其他 PCB 中、一个信号总是有两个 IA (INA818或 INA827)。 我以前从未有过这种现象。

此致

利昂

您好、Leon：  

您能否在标记的橙色、红色和扭矩块中提供配置中使用的实际值？ 您的输入 VCM 和差分输入电压范围是多少？ 我来看一下。  

我假设两个 IA 共享相同的输入、且对输入应用相同的 VCM 模式。 可能输入或输出阻抗或反馈存在可导致奇怪行为的干扰问题。  0.1uF 电容器是否始终短接至 Vref 处的 GND；Vref 电压在 每个 IA 的 Vref 引脚端接至 GND？ IA 的输入差分频率范围是多少？

根据 IA 计算器、两个 IA 的输入和 Vout 范围似乎在相似的范围内运行。  

此致！

雷蒙德

尊敬的 Raymond：  

您可以在下面找到所需的信息：

两个 同相输入：0.003-2.6V

INA827：
- 470欧姆(RD5_E)和1k 欧姆(RD4_E)的反相输入分压器导致2.24V 的电势
-最小差分电压:-2.237V
-最大差分电压: 0.36V

INA823：
-反相输入通过0欧姆电阻(RD2_E)直接接地。 RD1_E 是 DNP。

-最小差分电压: 0.003V
-最大差分电压: 2.6V

CD1和 CD2 0.1 mircoF

遗憾的是、我不知道如何由此计算 VCM。

这些传感器目前的测量频率为12.5kHz。 我已经通过采用两个 INA827和 INA818的 PCB 减少了这一点我已经测量了频率约为90kHz 的传感器。
我希望我没有忘记任何东西,你可以利用这些信息。

感谢您发送编修。
利昂

您好、Leon：  

感谢 IA 的参数。 我正在尝试确定系统硬件配置是什么。 抱歉、某些参数仍然丢失。  

两个 同相输入：0.003-2.6V

根据这些信息、其中一个输入信号(Vin+)的摆幅在3mV 到2.6V @12.5kHz 之间。 交流输入信号的中点为 (3mV+2.6V)/2 =1.3015V。  

因此、交流输入信号在1.3015V 上下摆动、在12.5kHz 时振幅为±1.2985Vpk。  

INA827：
- 470欧姆(RD5_E)和1k 欧姆(RD4_E)的反相输入分压器导致2.24V 的电势
-最小差分电压:-2.237V
-最大差分电压:0.36V[/报价]

上述 INA827中的(Vin-)端子具有2.24 (Vin+= 2.2449Vdc)的固定直流电势。 (Vin+)-(Vin-)差值是差分输入电压。  

最小值 差分输入交流信号@12.5kHz：(VIN+)-(Vin-)= 2.24V -(-2.237V) = 4.84V、这大于3.3V 或不可能。 其他可能的范围为 2.24V - 2.237V =-3mVpk

最大值 差分输入交流 signal@12.5kHz：(VIN+)-(Vin-)=  2.24 - 0.36V = 1.88Vpk

共模电压 VCM 应为[(Vin+)+(Vin-)]/2、应接近固定直流电。交流输入信号通过仪表放大器输入端的 VCM 模式传输。   

由于差分输入信号 在 INA827中(在3.3V 单电源轨中)大幅摆幅从-0.36V 至2.237V、电路参数中可能会缺少一段信息。 随附的是 IA 计算器的链接、供您参考。  

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

。 结果是计算出的差值为-0.00899 +- 0.00695V。

上述声明表示差分输入可能介于-15.94mV 至-2.04mV 之间、这意味着输入信号处于 mV 范围内、而不是介于 mV 至 V 范围内。 IA 的增益配置超过1V/V。  

您能否为我提供您有效的 INA818 IA 配置？ 我可以提供有关它在先前设置中如何工作的信息。  

如果您有其他问题、请告诉我。  

此致！

雷蒙德  

[/quote]

尊敬的 Raymond：
非常感谢您的努力、非常感谢。

此处是对我们的电路的完整解释/说明。

我们使用 FSR400压力传感器矩阵进行测量。 该矩阵分为列和行、并通过两个 TMUX1108多路复用器/多路信号分离器(蓝框)读取。 MUX_V 用作1至8的多路复用器、可确保矩阵的一列每次只与电源相连。 传感器矩阵的列连接到"ColumnX"连接。 MUX_A 用作8线至1线多路信号分离器、可确保每次仅将一行连接到 IA。 这些传感器通过 BAT54C 二极管(黑盒)连接到各行、然后连接到 MUX_A。 各条线路还分别通过10k 电阻器连接到 GND、以便测量传感器电阻的变化。
MUX_A 的输出连接至两个 IA (红框)。 已经描述的电路位于那里、IA 的两个 IN+都连接到 MUX_A 的输出。
通过 PWM 信号与 IA 输出的 ADC 对多路复用器的控制通过 MCU TMS320F28379D 实现。
两个 IA 背后的理念是、我们需要将同一信号分为两个测量范围、以便获得高测量值和低测量值的高分辨率。 然后、IN 输入用于切断一个信号范围并放大其余信号。

前面说明的12.5kHz 和90kHz 是多路复用器在传感器之间切换的频率。 每个传感器发出的信号在测量结果中都是相对静态的、因此没有明显的变化。

同相输入端的测量信号可以介于3mV 和2.6V 之间、因为传感器可以介于几毫欧和大约1.8k Ω 之间。

您可能误解了我关于计算得出的差异的陈述。 Chris 意味着我们可能处于 INA823的非线性范围内。 然后、我执行一系列测量、并比较以并联方式记录的输出电压。 或者、我根据两个 IA 的输出电压计算了 IN+处的电压、并对其进行了比较。 这会导致上述差值-0.00899 +- 0.00695V、这意味着我不假设我们在非线性范围内工作。

这里同样是我们使用的配置：
1. INA823+INA827：
RD1_E = DNP、RD2_E = 0欧姆、RD4_E = 1K Ω、RD5_E = 560 Ω、R_V_1 = DNP R_V_2 = DNP
->没有问题

2. INA823+INA827：
RD1_E = DNP、RD2_E = 0欧姆、RD4_E = 1K Ω、RD5_E = 560 Ω、R_V_1 = DNP R_V_2 = 10k Ω
-> INA823输出的偏移

3. INA827+INA827：
RD1_E = 17.4k Ω、RD2_E = 10k Ω、RD4_E = 34k Ω、RD5_E = 10k Ω、R_V_1 = DNP、R_V_2 = 13.3k Ω
->没有问题

4. INA818+INA818：
RD1_E = 1K Ω、RD2_E = 1.05k Ω、RD4_E = 1K Ω、RD5_E = 1.4k Ω、R_V_1 = 12.5k Ω、R_V_2 = 5k Ω
->没有问题

Vin 和增益值的不同源于我们测量了不同的值。

除了计时直流信号外、我们没有交流信号。 我想现在已经对电路进行了更详细的解释、这样您可能更容易理解/找到问题。

此致、

利昂