TI中文支持网
TI专业的中文技术问题搜集分享网站

请教TI工程师关于INA333单电源应用的问题

您好,最近在用INA333 仪表运放单电源使用问题,甚为不解。

疑问一:按照技术论坛一网友提出过的INA333单电源问题而所得到TI工程师老师们的答复所说的,在单电源(+5V)供电的情况下,参考电压端2.5V,使运放工作于线性放大区,然后输入端只要满足了INA333最少100mV的共模电压即可正常工作,我的理解对吗?

下面是我的仿真实验:TINA仿真

在输入共模电压200mV ,差模电压12mV的情况下,输出是2.9184V, 如果是INA333正常放大工作的话,那么在Rg=1.01k时,放大倍数应该是100倍对吧,那么正常输出应该是0.012*100=1.2V 吧,但是为什么是2.9184V呢,是我理解有误,这样配置单电源不正确吗?

当然,双电源情况下还是很正常的

疑问二是:在参考电压不接2.5V,而是接地的单电源情况下,输出也不正常,那么是因为后级缓冲放大运放工作不在线性区的缘故吗?

仿真如下:

事实上电路最终是将正输入端212mV电压放大了 1+50/(50+1.01) =1.98倍,可是为什么是这么算的呢?第二个运放没有工作吗?然后为什么是1+50/(51.01)而不是按照正常的同相放大来算1+50/1.01(即使是反相输入端的运放二A2没有正常工作),后面的两个150k欧姆电阻为什么没有算进在内呢?(我说的运放一二是指INA333内部结构图)

希望得到您的解答,谢谢

Bruce Wei:

你的第二个电路时对的,输出也是正确的   (212 – 200)* 100 = 1.2V;

第一个 和 第三个 是一样的问题,Vout = (Vin+  –  Vin-)* 100 + Vref;  所以 第三个 结果 + 2.5 就是 第一个的结果。

Bruce Wei:

对于仪表放大器的应用,最好从三运放的传递函数理解,仪表放大器的共模输入范围是跟增益有关的,增益越大,第一级允许输入的共模电压范围就越小。实际应用中,可以参考datasheet,figure20 figure21。

jiquan lin:

很感谢Billy老师的解答。看完老师的解答后,我仍然存在疑问,劳烦老师再次指导一下。在电路一种,老师说问题在于输入信号超过了仪表运放的正常工作范围了,可是输入信号共模信号是200mV,差模信号12mV,这也超过了吗?我在datasheet中找到的参考信息是,datasheet首页说到输入电压范围是V- +0.1V ~ V+ -0.1V,在第三页第十行给出的共模电压范围也是V- +0.1V ~ V+ -0.1V;而在这电路中,V-=0v,V+=5V, 所以范围是0.1V~4.9V,所以为什么说超过了呢?学生不太理解。此为疑问一;

疑问二是,Billy 老师说在缓冲级就已经饱和了,我不太明白是怎么饱和的,输出只有2.918V,未曾达到饱和的电压吧?

疑问三是,我要如何设计电路才能让INA333在单电源+5V条件下正常工作,放大?劳烦老师解答。谢谢O(∩_∩)O~。

Bruce Wei:

你可以根据你输入的信号,计算一下我发的图中V1处电压。

jiquan lin:

嗯,是饱和了。呵呵谢谢老师

Jeffrey Lee:

回复 Bruce Wei:

虽然感觉还没有完全看懂figure 20和21,不过先指出一个小问题,V1和V2计算式中的100k应为50k

Andy Tan:

回复 Bruce Wei:

Hi Bruce,

对于V+和V-的计算是否应该为Vid*GAIN+CMV?

输入共模=(Vin++Vin-)/2=(212mv+200mv)/2=206mv;

输入差模=(VIN+-VIN-)/2=(212mv-200mv)/2=6mv;

所以

VIN-=CMV-vid=206mv-6mv=200mv;

VIN+=CMV+vid=206mv+6mv=212mv;

最终可以得到:

V+=Vid*GAIN+CMV=6mv*100+206mv=806mv;

V- =-Vid*GAIN+CMV=- 6mv*100+206mv=-394mv;

可以看出V-存在了负电压的输出,即第一级输出出现的负向饱和,供电电压在单电源的情况下, 输出肯定是会有问题的。

Andy Tan:

回复 Jeffrey Lee:

Hi Jeffrey,

关于你的问题 “V1和V2计算式中的100k应为50k”,我觉得是没有问题的,看下面两个电路图是等效的:

赞(0)
未经允许不得转载:TI中文支持网 » 请教TI工程师关于INA333单电源应用的问题
分享到: 更多 (0)