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[参考译文] OPA4209:使用 OPA4209时的测量差异。

Guru**** 2380170 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV4333, OPA205, OPA4205, ADS131M08, OPA4209, LMP7704, OPA4140, OPA4197, OPA4187, OPA2205
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/1447619/opa4209-measurement-variation-with-the-opa4209

器件型号:OPA4209
主题中讨论的其他器件:ADS131M08LMP7704OPA4140、TLV4333、 OPA4197OPA4187OPA2205、OPA4205、OPA205

工具与软件:

嗨、大家好!

我正在收集我正在使用 AD ADS131M08和基于 OPA4209的差分电路进行开发的产品的数据。 我注意到一些变体,我试图确定的原因,但到目前为止,我还不能确定它。 我进行的测试如下:

  1. 我让电路板在待机模式下通电。 我向差分电路的输入施加了1mV 的电压、每个通道的输入阻抗为1MΩ Ω。 在本例中、我在5.98%的连续3分钟测试中观察到了读数变化。
  2. 我让电路板在待机模式下通电。 我向差分电路的输入施加了1mV 的电压、每个通道的输入阻抗为10kΩ。 在本例中、我在连续3分钟0.19%的测试时间内观察到读数变化。
  3. 我把这个电路关掉很长时间、然后在接通电源后立即开始测试。 我向差分电路的输入施加了1mV 的电压、每个通道的输入阻抗为10kΩ。 在本例中、我在连续3分钟的1.22%测试中观察到读数变化。

我想了解影响这些变化的因素、因为我的产品可以承受0.5%的最大变化幅度。 我希望更好地了解高输入阻抗导致如此显著变化的原因以及器件上电时变化更大的原因。 根据 OPA4209数据表、温度不应在这个范围内影响测量。

BR、

Felipe。

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    尊敬的  Felipe:

    [报价 userid="618992" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1447619/opa4209-measurement-variation-with-the-opa4209我想更好地了解高输入阻抗导致如此显著变化的原因以及为什么器件上电时变化更大。 根据 OPA4209数据表、温度在这种程度上不应影响测量。[/QUOT]

    您能否向我们展示测试电路的原理图?  

    我猜大家在监控运算放大器的偏移电压 Vos。 对于 Vos 性能而言、如此小的输入信号会导致误差或变化很大。 如果您正在寻找长期稳定性或低漂移、可以考虑将斩波放大器用于此类应用。  

    OPA4209具有18MHz BW。 例如、μ 10MΩ 可能会增加电路总噪声。 电源纹波电压会影响 Vos 误差。 CMRR 也会影响 Vos。 因此、我需要您的测试原理图和漂移要求(小于量程的0.5%)。 如果您谈论的是小输入信号、Vos / 1mV 会导致较大误差。 如果符合此要求、您可能需要更高精度和更低温漂的运算放大器。  运算放大器的总失调电压和随时间变化的失调电压由以下公式确定。  

    此致!

    Raymond

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    您好、Raymond!

    下面显示了我使用的电路。 在继电器输入处、我施加1mV 电压、继电器输出直接进入 ADS131M08。 我已经从电路中移除了 VCC 和 VCC 的二极管、并为了测试目的更换电阻器。


    我从输入电压为1mV 时的最新数据集合中获得的结果为:

    • 噪声 :使用每通道1MΩ Ω 的输入阻抗和300kΩ 的反馈电阻、我观察到8.6%的变化、测量电压范围为1.987mV 至2.676mV。 在这种情况下、设备是在关闭很长时间后才上电的。

    • 单位增益配置 :使用10kΩ 阻抗,我观察到1.225%的误差,电压范围在1.214mV 到1.274mV 之间。 同样、该设备是在关闭很长时间后才通电的。

    设备上电一段时间后进行的测量显示出更高的稳定性、并保持在我需要的0.5%标准范围内。 不过、长时间满足该标准有些困难、因为在我的计算中、我还考虑到了来自两个通道的读数。 在短时间内(例如5–10秒)、电路表现良好、但当超过此时间时、开始与我所需的时间有很大偏差。

    关于斩波放大器、您可以建议一个模型、最好是一个具有4个通道的模型吗?

    BR、

    Felipe。

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    尊敬的  Felipe:

    OPA4209是双极精密运算放大器、Ib 的单位应为 ±1nA (典型值)、 至8nA 的范围。 在1mV 的低输入差分电压下、Ib 反馈电流对于拓扑而言太低。 最好使用具有 CMOS 结构的运算放大器。 当然、OPA4209是低噪声运算放大器、对于这样的低差分输入电压、您不应该使用1MΩ Ω(电阻的热噪声)甚至是10kΩ 反馈电阻。 对于1mV 差分信号、使用1kΩ 达到几百欧姆的反馈电阻器会更好。 我猜测对于输入信号而言、输入和反馈电阻值太高了。  

    关于斩波放大器、您可以推荐一种型号、最好是一种具有4个通道的型号吗?

    https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/precision/products.html#480=4&3247max=1%3B10&sort=7typ;asc&

    https://www.ti.com/amplifier-circuit/op-amps/precision/products.html#480=4&3247max=0.02%3B1&sort=3247max;asc&

    这是有关斩波放大器的最新文章。  

    https://www.ti.com/lit/wp/sboa586/sboa586.pdf

    如果您能向我提供 BW、电压轨要求、我可以进一步缩小范围。 我现在提议的那样

    OPA4140、OPA4197、LMP7704、TLV4333 (斩波)、可能还有其他一些在我知道您需要 ADC 的输出范围后可以找到的输出范围。  

    此致!

    Raymond

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    早上好、Raymond!

    我知道用来确定输入阻抗大小的分析参数之一是运算放大器的输入偏置电流。 关于输入阻抗的大小、我是否应该考虑任何其他 OPAMP 标准? 我还注意到、您提到了电路中使用的反馈电阻。 为了确定本例中的电阻值、我应该分析什么参数?

    关于放大器、我曾想使用 OPA4187。 你怎么看? 我在电路的输入端使用直流电压、因此我认为 BW 不是问题。 µV 电压电平 I measure 为660 μ A、I Apply 增益为 X200。

    BR、

    Felipe。

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    尊敬的 Felipe:  

    可使用 OPA205、OPA2205或 OPA4205、甚至是初始的 OPA4209部件。 问题在于输入电压过小并且测试电路中没有增益。 如果您最初根据测试配置的增益为200、则 Vos 和漂移可能在您的测试持续时间内保持稳定。 您的测试电路的反馈电流低于 OPA4209中正常运行所需的 Ib 电流。  最好对实际增益设置重复测试场景。  

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2205.pdf?ts = 1733515026830&ref_url=https%253A%252F%252Fsearch.yahoo.com%252F

    OPA4187是斩波放大器、除非能限制增益、否则不建议使用大反馈电阻器。  

    https://www.ti.com/lit/wp/sboa586/sboa586.pdf

    我 µV 的最低电压电平为660 μ V、我采用的增益为 x200。

    这是电流检测应用吗? 请告知我们。  

    此致!

    Raymond

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    您好、Raymond!

    我将使用 OPA4209测量负载与分流电阻两端的电压。 此测量使用4线配置执行、我提供测量端子上施加的电阻值作为输出。 总之、我的应用是欧姆计。

    在电流电路中、测量20kΩ 分流电阻时会遇到问题。 当我的输入阻抗较低时、OPA4209提供的响应不是线性的。 在下面所示的情况下、负载电阻器可能在100Ω 和1kΩ 之间变化。 值得注意的是、当我使用4.7kΩ 输入阻抗时、在 TINA 软件中获得的响应也不是线性的。

    不过、当我增加输入阻抗时、响应会变得更加线性。 在这种情况下、我应用21.27的增益、并被迫增加输入阻抗以实现更线性的响应。 当然、我不会提供1mV 的输入电压、而是介于12mV 到120mV 之间的电压范围。

    在我在之前的帖子中提到的情况中、我施加1mV 的电压、我已经在使用更高的阻抗来尝试减轻 OPA4209的非线性响应。 在实际应用中、我不会应用如此低的值。 我在工作台上测试的实际案例如下:

    • OPAMP1–输入电压:2.99V–x0.3的衰减
    • OPAMP2–输入电压:599.88µV–X209的增益

    在上面演示的情况中、大部分的变化发生在通道中、施加了0.3的衰减、导致我的结果值发生振荡。 在这种情况下、我将施加低于1mV 但增益为 X209的电压。

    BR、

    Felipe。

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    尊敬的 Felipe:  

    非线性是由于 GND 侧附近的分压器电路导致的、其中40kΩ||(反馈电阻)。 一个配置40kΩ 对高反馈电阻网络不太敏感。  

    换句话说、两个差分放大器配置不是一个苹果与一个苹果的比较。  

    OPAx209是高线性、但没有从线性系数中发布任何数据(数据表已于2008年发布)。 如果您比较第三个输入电阻或曲率中间的更多点、您将更清楚地看到差异。  

    e2e.ti.com/.../OPA209-Equivalent--OptionA-12092024.TSC

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致!

    Raymond