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INA333: 共模抑制比问题

Part Number:INA333

问题一:如果我在输入端加入了1.65V的直流参考电压。是不是就相当于已经对运放加了1.65V的共模电压了?0-3.3V供电,vcc/2做参考。

问题二:在1.65V的直流偏置基础上,再额外加上1V 50Hz的共模信号(相对REF),我该怎么判断共模抑制比的大小才合理?

问题三:如果我对1.65V产生的共模信号进行软件校准清零,再叠加1V 50Hz的共模信号(相对REF)上去,测得的值是否为真实的1V 50Hz 下的共模抑制比?

              如果不正确,那怎样才能测到正确的值?

Amy Luo:

您好,

vien chen 说:问题一:如果我在输入端加入了1.65V的直流参考电压。是不是就相当于已经对运放加了1.65V的共模电压了?0-3.3V供电,vcc/2做参考。

您是在 INA333 两输入端都加入1.65V直流电压吗?如果是的话,那么对上述问题的答复就是:是的;因为运放输入共模电压定义为 (VIN+ + VIN-)/2,即两输入管脚电压的平均值;

vien chen 说:问题二:在1.65V的直流偏置基础上,再额外加上1V 50Hz的共模信号(相对REF),我该怎么判断共模抑制比的大小才合理?

您的意思是说在INA333 的REF管脚上加信号为:1.65V 直流偏置和峰峰值为1Vpp、频率为50HZ的交流信号?

REF管脚的电压是设置的INA333 输出信号的参考电压,也就是说INA333 输出信号以VREF电压为基准进行变化;单电源供电时,一般REF设置为VCC/2,即供电电压的中间值,这样输出电压可以以VREF为基准进行上下摆动,单电源供电如果REF接地,那么INA333 输出只能以地为基准向上摆动;

关于运放的共模抑制比CMRR,它是指的运放差模增益与共模增益的比值,与VREF电压没有关系;

vien chen 说:问题三:如果我对1.65V产生的共模信号进行软件校准清零,再叠加1V 50Hz的共模信号(相对REF)上去,测得的值是否为真实的1V 50Hz 下的共模抑制比?

没明白您这里的意思,您是要测量峰峰值为1Vpp、频率为50HZ的信号吗?

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vien chen:

Amy Luo 说:

您的意思是说在INA333 的REF管脚上加信号为:1.65V 直流偏置和峰峰值为1Vpp、频率为50HZ的交流信号?

REF管脚的电压是设置的INA333 输出信号的参考电压,也就是说INA333 输出信号以VREF电压为基准进行变化;单电源供电时,一般REF设置为VCC/2,即供电电压的中间值,这样输出电压可以以VREF为基准进行上下摆动,单电源供电如果REF接地,那么INA333 输出只能以地为基准向上摆动;

首先,谢谢你的解答。

问题二:我的意思是叠加在每个输入端的共模信号为DC1.65V+AC 1V 50Hz。 REF=DC 1.65V 。

问题三:

我就是想测试1V 50Hz 共模信号的共模抑制比

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Amy Luo:

感谢反馈!

运放的共模抑制比CMRR可以在数据表中查到,不需要用户去测量,如下是 INA333在各种增益下的CMRR随频率变化的曲线;如果共模信号变化频率是50Hz,可以找到对应增益曲线纵坐标值,比如增益为1时,CMRR约为90dB

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vien chen:

在提一个额外的问题4:仪表输入是不是不需要偏置电流?图中R4/R5 提供的实际为虚拟地,不是偏置电流,对不对?

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vien chen:

这个我明白。我的意思是我在测试我设计的电路的实际CMRR。

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Amy Luo:

vien chen 说:在提一个额外的问题4:仪表输入是不是不需要偏置电流?图中R4/R5 提供的实际为虚拟地,不是偏置电流,对不对?

理想运放是没有输入偏置电流的,但是实际运放都存在输入偏置电流的。我想您疑问的可能是它的偏置电流返回路径,INA333的输入阻抗极高,因此需要为输入偏置电流提供一条路径,以便正常操作,否则的话,INA333输入端相当于浮空,输入可能超过其输入范围使运放进入饱和状态。

您的输入信号源是什么?像数据表图34的信号源就需要加电流返回路径,以及在AC耦合输入的时候也需要加电流返回路径;

在您上述电路中,差分输入信号是0,因为两输入端电压一样。另外在交流信号源下方已经有1.65V的共模电压,我认为就不再需要通过R4/R5、REF2再提供一个1.65V的共模电压了。

最后,关于CMRR您还存在疑问吗?

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vien chen:

  

对于CMMR 我提供另一张图片,将电源改为正负电源。对于这两种情况,请问CMRR测试理论值,是否应该一致?采用负电源,是不是意味着共模输入信号减小了?

#1   1.65V+1VAC50Hz      

#2   1VAC50Hz

附加一个问题5:

      采用正负电源供电,如下接法,是不是表示已经加了3.3/5.6M的偏置电流?即偏置电流是以负电压为基准的。(暂时忽略INA333供电范围)

  

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Amy Luo:

vien chen 说:对于CMMR 我提供另一张图片,将电源改为正负电源。对于这两种情况,请问CMRR测试理论值,是否应该一致?采用负电源,是不是意味着共模输入信号减小了?

运放输入共模电压定义为 (VIN+ + VIN-)/2,即两输入管脚电压的平均值,若输入信号不变,那么共模输入电压就不会改变,与供电电源无关;但供电电压会限制运放输入信号范围;

CMRR是运放的性能参数,它不会改变,固定为上面截图figure19曲线;

vien chen 说:采用正负电源供电,如下接法,是不是表示已经加了3.3/5.6M的偏置电流?即偏置电流是以负电压为基准的。(暂时忽略INA333供电范围)

没明白您的意思,您为什么要加偏置电流?您是说下图中红色圈内GND为3.3V电压吗?或者说您要实现什么样的输入?

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vien chen:

需要放大的差分信号处于uV级别。

对于偏置电流,我是否可以理解为不需要输入的的uV级别信号来提供,我只需要提供一条回流路径即可?如果是,R4/R5 的理论值该怎么计算才合理。

比如说,我把R4/R5换成100MΩ,这条回流路径可能就不合理了。

Amy Luo 说:理想运放是没有输入偏置电流的,但是实际运放都存在输入偏置电流的。我想您疑问的可能是它的偏置电流返回路径,INA333的输入阻抗极高,因此需要为输入偏置电流提供一条路径,以便正常操作,否则的话,INA333输入端相当于浮空,输入可能超过其输入范围使运放进入饱和状态。

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Amy Luo:

您要明白“输入偏置电流”和“输入偏置电流返回路径(INPUT BIAS CURRENT RETURN PATH)”它是两个概念,输入偏置电流如上所述,它是不希望有的参数,因为它会带来输出误差,理想运放是没有输入偏置电流的,但实际运放由于工艺问题做不到输入偏置电流为0,因此,运放的输入偏置电流参数这个值是越小越好;

输入偏置电流返回路径,是为输入偏置电流提供一个至地的回路,如上所述,仪表运放的输入阻抗极高,因此需要为输入偏置电流提供一条路径,以便正常操作,否则的话,INA333输入端相当于浮空,输入可能超过其输入范围使运放进入饱和状态。

关于电阻值的选择,需要根据您的系统要求来选择。两大值电阻的不匹配会与输入失调电流导致输出失调误差,选择大值电阻的另一个弊端是会引入热噪声。但如果选择的电阻值太小的话,信号源可能不能正常驱动,因为这会增加对信号源的电流驱动能力的要求。

您需要放大的差分信号的信号源是什么?有的电路是不需要外加电流返回电路的,我想看下在您的应用中是否需要

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