INA共模范圍難題探討
在 INA 所有的性能特性中,最令人費解的特性就是共模范圍要求。那么,設計人員該如何計算儀表放大器的共模范圍呢?下面來看一下 INA 的輸入/增益過載條件。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/187271.htm當談及儀表放大器的共模范圍時,輸入/增益過載條件會導致嚴重的問題。要知道當輸入信號超過 INA 的輸入范圍時輸入/增益過載并非是必備的條件。圖 1 中的 INA 有三個基本的節(jié)點,這三個節(jié)點會引起輸入/增益過載問題。需要引起注意的臨界電壓電平位于儀表放大器(VIN+ 和 VIN-) 輸入引腳、A1 和 A2 (VO-A1 與 VO-A2) 輸出電平以及 A3 (VOUT) 輸出擺幅。工作時謹記這三個概念您就會發(fā)現(xiàn)進入 INA 的輸入信號會產(chǎn)生一個錯誤的輸出信號,但不會超出器件正常的輸出范圍。
圖 1 三運放儀表放大器
需要注意的第一個條件是施加到儀表放大器的輸入電壓(VIN+ 與 VIN)(請參見圖 1)。該電壓等于共模輸入電壓加上或減去差動輸入信號。A1 和 A2 的輸入級會限制這兩個輸入電壓的范圍。最大和最小輸入電壓極限值因器件不同而不同,因此需要查詢產(chǎn)品說明書以獲得最準確的信息并注意您的電源電壓。
第二、VIN+ 和 VIN- 輸入電壓和 A1 及 A2 增益的組合會導致內(nèi)部輸出電壓上升或下降。請注意,A1 和 A2 級不具有輸入共模電壓 (VCM)。如果 A1 和/或 A2 的輸出電壓 (VO-A1 和/或 VO-A2) 超出了內(nèi)部輸出擺幅限制,就會出現(xiàn)輸入/增益過載條件。我們可以直接對該條件進行測量,但您需要知道 VO-A1 和 VO-A2 的極限值,然后計算您是否在安全范圍(請參見圖 1 公式)。
INA 輸入端上的范圍內(nèi)電壓可驅(qū)動一個或兩個 A1 和 A2 至其正(或負)輸出擺幅極限就是該輸入/增益過載條件一個例子。在該條件下,A3 將測量到一個錯誤的差動電壓。該錯誤電壓加上參考至 INA 的電壓是不正確的,且很可能位于 A3 的輸出范圍。 就輸入/增益過過載條件而言,第三也是最后一個要注意的地方就是儀表放大器的輸出 (VOUT)。A3 輸出限制與所有放大器相似。例如,在單電源環(huán)境中,輸出擺幅將永遠也無法跨躍至電壓軌。請參見器件的產(chǎn)品說明書了解與這些極限有關的信息。
如果您忽略內(nèi)部 A1 和 A2 輸出級的細微差別,那么三運放 INA 的共模行為可能會讓您大吃一驚。所有放大器的輸出電壓都與整個INA線性共模輸入范圍相關DD輸入和輸出。大部分產(chǎn)品說明書都提供了輸入/增益過載條件影響的圖示。現(xiàn)在您可以使用本文的知識來理解并使用這些圖片來發(fā)揮您的優(yōu)勢了。
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