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[参考译文] INA333:需要微伏(µV μ V)信号硬件设计指南方面的帮助

Guru**** 2337870 points
Other Parts Discussed in Thread: INA333, TLV3603, OPA2333, OPA333, TINA-TI, PGA112, PGA308, LM111
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/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals

器件型号:INA333
主题中讨论的其他器件: TLV3603OPA2333OPA333TINA-TIPGA112、PGA308LM111

工具与软件:

您好!

以下是供您查看的原理图:  

由于滑轮的运动、线圈将产生 µV 信号、我正在尝试使用 INA333将其放大。  

我是否需要添加失调电压或 INA333是否能够放大此信号。

请查看原理图、并告诉我应该在哪些方面做出更多改进。

谢谢!

Gaurav

  • 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。

    Guarav、您好!

    在 INA333的输入上设置共模是什么? 定义共模电压后、您可以使用模拟工程师计算器检查它是否在可接受的范围内。

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

    请参阅数据表中有关设置偏置电流返回路径的第8.2.2.5节。 您将需要该器件的偏置电流有一条路径、而数据表中提供了多种路径来说明如何提供偏置电流。

    我看到 Rf 和 Rg 未连接。 如果您计划放大该信号、则需要连接一个增益设置电阻器。 器件的传递函数如下。

    此致!
    Jerry

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    Jerry、您好!

    非常感谢您的答复。

    什么是在 INA333的输入端设置共模? 定义共模电压后、[/QUOT]

    请帮助我对此进行定义。 我们需要确定哪些参数?

    我看到 Rf 和 Rg 未连接。 如果您计划放大该信号、则需要连接一个增益设置电阻器。 设备的传递函数如下。

    INA333的输出将是 TLV3603的输入。 您能帮助我计算增益设置电阻器的值吗?

    [报价 userid="406414" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals/5543976 #5543976"]请参见数据表中关于设置偏置电流返回路径的第8.2.2.5节。 您需要为此器件的偏置电流设定某种路径、而数据表中提供了多种选项来说明如何提供该路径。[/QUOT]

    我将添加47k 电阻器。

    谢谢!

    Gaurav

    [/quote]
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    Guarav、您好!

    您可能需要将47k Ω 电阻连接到非 GND 电位、以使输入处于有效的共模范围内。 共模电压是 IN+和 IN-处的直流电压之和除以2。 如果磁传感器不提供直流偏置电压、您需要自行提供该电压、并将其连接到47kOhm 电阻器。

    要确定增益设置电阻器值、您的输入电压值和所需的输出电压值是多少。 这为您提供了仪表放大器所需的传递函数。 然后、输出将通过以下公式进行设置

    VOUT =(Vin *(1+ 100k/Rg))+ Vref

    那么您必须选择一个合适的大小 Rg 来实现适当的增益。 对于增益101、您将选择一个1k 电阻器。

    当您说生成的信号是微伏时、您是说它是个位数微伏、还是几百微伏?

    回答这些问题将有助于您设计系统。

    此致!
    Jerry

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    Jerry、您好!

    感谢您的答复。

    Unknown 说:
    磁传感器[/quot]

    它不是传感器。 它是一个具有磁体的轮子。

    [报价 userid="406414" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals/5546205 #5546205"]Vout =(Vin*(1+ 100k/Rg))+ Vref

    什么是 Vref?

    Unknown 说:
    您是说它是一个数字微伏、

    。 如果磁传感器不提供直流偏置电压、您需要自行提供一个[/报价]

    您能根据您的经验提供给我吗? 这对我来说非常有帮助、也是一个很好的学习。

    谢谢!

    Gaurav

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    Guarav,

    在带有磁体的轮子的情况下产生微伏信号的电感器可被视为传感器。 它感应了带磁体的轮子、并在响应中生成微伏值。

    什么是 Vref

    Vref 是仪表放大器的输入:

    如果您的输入信号是个数微伏、则可能会遇到噪声问题。 如果没有输入电阻器、INA333的低频噪声为1uVpp。 这可能会引入显著的误差。

    根据您的经验、您能给我吗? 它将对我非常有帮助,也是一个伟大的学习。[/报价]

    通常最常见的偏置电压值 是1/2 Vs ((V+)+(V-))/2。 这可以通过缓冲电阻分压器生成。 这可确保您的第一级放大器具有最大摆幅范围。

    此致!
    Jerry

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    Jerry、您好!

    [报价 userid="406414" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals/5546205 #5546205"]您可能需要将47k Ω 电阻连接至非 GND 的电压电位、以便输入处于有效的共模范围内。 共模电压是 IN+和 IN-处的直流电压之和除以2。 如果磁传感器不提供直流偏置电压、则需要自行提供电压、并将其连接至47kOhm 电阻器。

    很抱歉、我仍然无法了解如何实现。  

    但是、在读取 TI 的多个线程后、尝试使用 OPA2333来设计输出和基准引脚逻辑的原理图。

    请查看以下原理图、并告诉我可以在哪些方面改进 UV 信号。

    谢谢!

    Gaurav

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    嘿 Guarav、

    电路将如下所示。 我不能确定为什么您在 INA333的输出上有一个分压器、这似乎是没有必要的。 您可以在第二个放大器中使用较少的增益、并且简单地不衰减输入。 还必须注意不要使 OPA333次级增益级的输出饱和。 这可以通过以 REF 为基准的输出来解决。 请注意、Rg 已更改为100、因为 INA333的最大增益为1000

    查看仪表放大器概述可能会有所帮助: https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-instrumentation-amplifiers.html?videoId=6118886700001

    此常见问题解答中还有许多有关仪表放大器的资源、这些资源可能有助于您开始设计:

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/818894/faq-how-do-instrumentation-amplifiers-inas-fit-into-my-design

    此致!
    Jerry

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    Jerry、您好!

    非常感谢您的建议和支持。

    我将把 OPA333 (VF2)的输出与比较器相连。 请参阅以下内容:

    请分享您对此的反馈。

    电路将类似于下面的内容。 [报价]

    您能否分享仿真波形以便我更好地理解? 它会对我有很大帮助。

    谢谢!

    Gaurav

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    Guarav、您好!

    有关 TINA 仿真文件、请参阅下面的。 OPA2333应该可以正常地驱动比较器输入。 如果 R63为0欧姆、则比较器将永久锁存。 我建议在此填充不同的值。 要获得确切值、我必须将该线程移至比较器团队。

    e2e.ti.com/.../Guarav_5F00_INA333.TSC

    此致!
    Jerry

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    Jerry、您好!

    非常感谢您的支持。

    请参见下文了解 TINA 仿真文件。 [报价]

    仿真文件不起作用。

    您能建议其他方法来查看波形吗?

    谢谢!

    Gaurav

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    f R63为0欧姆、比较器将永久锁存。 我建议在此处填充不同的值

    如何使用比较器的默认迟滞值?  

    谢谢!

    Gaurav

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    Guarav、您好!

    我能够在 TINA-TI 中运行该电路。 您是否已下载此文件? 如果没有、您可以从以下位置下载: https://www.ti.com/tool/TINA-TI

    此致!
    Jerry

  • 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。

    Jerry、您好!

    非常感谢您的支持。

    要获得确切值、我必须将此主题移到比较器团队。

    您能否提供有关 迟滞的反馈 ?

    谢谢!

    Gaurav

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    尊敬的 Gaurav:

    我相信这个问题已经在您的另一篇文章中得到了解答 :TLV3603:需要帮助来计算迟滞的电阻器值–放大器论坛–放大器–TI E2E 支持论坛

    据我所知、原理图中的 R63是0Ω、用作磁滞电阻器焊盘物理布局的占位符。 为了避免混淆、只需在电路板型号中将 R63标记为"请勿填充"。 正如 Jerry 所说、NLE 引脚上连接到 VEE 的0Ω 电阻器将永久启用比较器的锁存功能、并使其始终处于锁存模式。

    OPAx333 (TINA-TI 仿真中的 VF2)的输出端期望的信号摆幅是多少? 您需要选择足够大的迟滞值、以避免比较器输出发生抖动、但不能太大、以便比较器仍然可以从 OPAx333输出信号摆动。

  • 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。

    SIU、您好!

    非常感谢您的答复。

    [报价 userid="56767672" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals/5560104 #5560104"]在 OPAx333的输出电压(TINA-TI 仿真中的 VF2)下、您预期的信号摆幅是多少? [报价]

    为0到3VDC

    [报价 userid="5676767672" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals/5560104 #5560104"]我相信该问题已在您的另一篇文章中得到解决 :TLV3603:需要有关计算迟滞电阻值的帮助-放大器论坛-放大器- TI E2E 支持论坛

    我将遵循这个。

    [报价 userid="56767672" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1445400/ina333-need-help-in-hardware-design-guidelines-for-microvolt-v-signals/5560104 #5560104"]R63作为原理图中的0Ω、可用作具有滞后电阻器焊盘的物理布局的占位符。 [报价]

    正确。

    谢谢!

    Gaurav

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    Jerry、您好!

    评估团队就我的设计提出了一些问题。 请参阅以下内容:

    1.为什么在这个电路里要使用 R6和 R5? 它将消耗电流。

    2.将 INA333替换为可编程增益 INA -->是否可以提供可编程增益 INA 的器件型号?

    他们还提到了这一点  

    "该器件不会产生非常宽的磁场。 线圈设计是该因素的一部分。 更重要的是、该电路将非常小的电流泵入线圈中、因此无法检测到磁导率变化足够远。

    一种解决方案是添加一些支持电路来注入更多电流。 你能帮我吗?我怎么能做到这一点?

    另一种方法是根据真正的 LCR 表的工作原理设计系统–馈入正弦波、并测量电流通过 LR 分压器时的峰值和相移。  "

    谢谢!

    Gaurav

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    嘿 Guarav、

    R6和 R5与输入电容器配合使用来设置共模和差分滤波器截止频率。 您可以切换到可编程增益 INA (PGA)、但是 PGA 仍需要直流电流返回路径。 通常、PGA 也会实现类似的输入差分和共模滤波器。

    我推荐 PGA112或 PGA308。

    如果您需要产生恒流源、则可以实施 v 转 i 转换器: https://www.ti.com/tool/CIRCUIT060046

    此致!
    Jerry

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    Jerry、您好!

    我对 PGA 的输入有一种看法。 如果有问题、请告诉我。

    如果 我创建一个振荡电路、振荡电路的输出将进入 PGA 的输入。  

    您能告诉我 PGA 的输入和输出会发生什么情况吗? 它是否提高 PGA 的输入信号强度?

    谢谢!

    Gaurav

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    Gaurav

    由于节假日、TI E2E 设计支持论坛将推迟到12月25日至1月2日。 感谢您的耐心。

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    尊敬的 Ron:

    感谢您的答复。

    谢谢!

    Gaurav

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    Jerry、您好!

    能否使用 LM111来使用以下基准电路?

    如果我需要修改某些内容、请告知我。

    谢谢!

    Gaurav

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    嘿 Guarav、

    我不知道修改您输入端的电感器电路会如何影响您的功能。 LM111是一种比较器、当输入信号远低于或高于进入另一个输入的比较信号时、上述电路仅触发低电平/高电平。

    我们在此专业领域为您提供帮助、帮助您实现您选择的 INA333或 PGA 器件。 但是、对于电感器前端、这超出了我的专业范围。

    如果输入将是交流信号、请记录您使用的 CMRR。 由于您现在要抑制交流共模而不是直流共模、请注意、您的 CMRR 最高区域低于~40Hz (对于 INA333、其他器件将在频率图中具有其他 CMRR)、如果频率更高、您将看到比预期的直流值更小的 CMRR。

    此致!
    Jerry

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    尊敬的 Gerasimos:

    非常感谢您的支持和建议。

    谢谢!

    Gaurav