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INA849: 放大100倍,输入5V以上信号时,输出不正常。

Part Number:INA849Other Parts Discussed in Thread: INA848

我用INA849,放大100倍时,如果输入5V以上信号,输出不是过荷,而是接近0V。这是为什么?

Kailyn Chen:

首先INA849的供电电压范围为8~36V,双电源+-18V。

明显5V输入,超过它的最大范围太多,另外,输入信号频率多少?增益带宽积够不够?考虑压摆率的影响,是否压摆率也够?

多大电压供电的,5V输入是否满足其输入共模电压范围,这些都是需要考虑的因素。

因此我们建议在使用芯片时一定要按照datasheet中推荐的电气参数使用,达到其最佳性能,如果违背了它的电气参数,性能肯定是不确定状态。

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GE BAOSHAN:

我用的供电电源是±12V,输入5V应该是在没超出输入允许范围的,而且输出应该在10V以上,但现在是大约0V,这就不正常了,没道理。

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Kailyn Chen:

那您的意思是想达到一个被削波的饱和信号是吗?您这里设置增益G=100.

G=100时,它的GBW=28Mhz,5V信号的频率是多大?

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GE BAOSHAN:

对,应该消波。但实际测试为接近0V,表现异常。这给人的感觉是欠载,本应提示过荷的,会让人误解。 我设置的G=100,输入的是5V直流信号。

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Kailyn Chen:

您好,参考INA849的datasheet中Figure 7-9的Vicm Vs  Vout的曲线,可以看到当+-12V供电时,5V输入,Vout的范围在-8V~9V之间,而这个是芯片能够正常工作的范围,但实际G=100的话,输入是不满足其输入共模电压范围的,也就是说器件是不能正常放大的。

那么关于这类仪表放大,设定好供电电压,以及增益之后,如果使其能正常工作,要满足多大的输入共模电压范围呢? 我们有一个工具非常好用,建议下载下来:

ANALOG-ENGINEER-CALC Calculation tool | TI.com

建议您下载最新版本,我上面发的就是最新版本。我的电脑上装的不是最新版本, 所以没有找到INA849这个器件,但是有INA848,我们以它为例,可以看到,比如+-15V供电,Gain=5,右边会给出其正常工作的输入共模电压范围以及输出电压范围。 

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GE BAOSHAN:

从这个图上看,我输入5V信号,其共模电压为2.5V,是满足输入共模电压要求的,应该能输出10V的,为什么输出为接近0了呢?

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Kailyn Chen:

看到您附的图,和我附上的Figure7-9 Vcm VS Vout的图不一样,原来我看的是INA848的数据手册,抱歉。

您附的Figure 8-2 和8-3是INA849的图, 没错,在这个图看来,5V输入,输出在+-10V范围内。

另外,单电源供电的话需要Vref=1/2Vcc, 如果双电源供电的话,Vref=GND即可。

关于输出为0V的问题,您能附上电路吗,我这边看下。

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Kailyn Chen:

您好,我用5V DC输入,G=100,TINA仿真了一下,仿真的结果稍大于10V一点儿。仿真下来和数据手册的曲线是对应的。

所以您目前输出确实是不正常的,建议您这边查一下电路和焊接方面。

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GE BAOSHAN:

电路其它情况都正常,只有输入5V以上有问题,换成ADI公司的AD8421就正常,不知是器件bug,还是什么原因?请帮忙确认

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GE BAOSHAN:

 ,图中电源A+6V5和A-6V5实际上是+13V和-13V,输入5V直流信号时,我用示波器测量输出接近0V

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Kailyn Chen:

嗯我想问下,您这边有尝试更换IC试试了吗?芯片是在哪儿购买的?

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GE BAOSHAN:

我这次用了400个INA849,试了很多,都这样,不是个别芯片问题,非常可能是芯片本身的bug,想确认一下,是否所有INA849都这样?如果不是,我们如何改进?

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GE BAOSHAN:

最好让TI自己测试一下,看现象是否一样。

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Kailyn Chen:

关于INA849的这个问题,我这边需要再去确认下,如有回复,会立即通知您。

给您带来不便非常抱歉。

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Kailyn Chen:

您好,又看了下您的电路, Rg的值您计算错了,Rg=6K/(G -1),如果G=100.计算下来Rg=60.61ohm。 

但是按照您的公式,计算下来Rg=100ohm。 如果按照您的Rg的值,G应该等于61. 

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GE BAOSHAN:

用INA849时,我用的电阻实际是62和63.4Ω的,都试过,而且都是同样的现象。100Ω是用AD8421时用的值,用它就没有问题。

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GE BAOSHAN:

急切盼望中。。。

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Kailyn Chen:

好的,Rg没问题,供电没问题,已经在确认中。

有收到答复,立即通知您。

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Kailyn Chen:

您好,我这边已经确认,美国工程师建议您搭建下面电路看下是否INA849 工作在线性范围内:

按照您的描述,我和您确认下您这边是不是只是输入5V以上输出为零的?5V以内都是在线性范围内的对吧?

另外,美国工程师想看下其他输入范围是否工作在线性范围内,从而判断INA849是否损坏。器件本身没有这个bug。

还有就是根据INA849的Absolute Maximum Rating中可以看到G>50时,输入范围要求是+-1V范围内。

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GE BAOSHAN:

谢谢!5V以内是线性的,没问题。芯片没有损坏。我看到手册上是有:G>50时,输入范围要求是+-1V范围内。但实际使用过程中难以避免放大100倍时输入超过5V的情况,出现这种情况如何解决呢?别让用户误解呀!按说应该是消波才好,不至于误解。

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Kailyn Chen:

您好,是的,按照INA849的数据手册中的要求,可以看到不同增益下的输入电压范围要求是不同的。

当G>50的时候,最大输入只能在+-1V 范围内,超过这个范围运放有可能不能工作在线性范围内了。

至于削波饱和的状况,也是在线性工作范围内,输出超过供电电压达到饱和,出现削波。

那如果说用户实际用时会出现输入超过5V,并且要求增益大50,要求削波,可能需要换一块其他运放器件,但对于INA849来说,确实有这个要求。 

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GE BAOSHAN:

换什么其它运放合适呢?噪声小点,功耗低点的

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Kailyn Chen:

您好,那您具体要求能简单说一下吗,除了噪声和功耗要求之外,其他比如带宽,供电电压范围,输入什么频率什么幅值的信号,还需要和INA849一样仪表运放吗?

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