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神秘的共模电压与输出电压 比较图

电子设计 2018-04-03 09:13 次阅读

工程师们几十年来一直在努力理解神秘的共模电压 (VCM) 与输出电压 (VOUT) 比较图。尽管 VCM 与 VOUT 形状经常会因器件及设置配置的不同而不同,但最常见的形状则如图 1 所示。

随着 VCM 接近电源电压,内部运算放大器的输入/输出限制会限制器件的 VOUT 范围。因此,所应用 VCM 的输出摆幅通常取决于内部运算放大器拓扑、电源电压、增益以及参考电压。

图 1. INA114 的共模电压与输出电压范围比较

图 1 中产品说明书图表的测试条件是 VS = ±15V,VREF = 0V。

很多应用都需要不同的工作条件,因此需要定制的 VCM 与 VOUT 比较图。精确的 SPICE 模型和 TINA-TITM 测试电路可生成这些图表,获得更进一步的了解。

图 2 是一个 TINA-TI 测试电路,可生成 INA114 的 VCM 与 VOUT 比较图。您可在这里下载仿真文件。如果您还没有安装 TINA-TI 软件,可在这里安装。

图 2. 用于生成 VCM 与 VOUT 比较图的 TINA-TI 测试电路

“CM”源可生成一个 1Hz 共模信号,峰至峰幅度等于两个电源的整个范围。

“DM”源和两个非独立源 VCVS1 与 VCVS2 可生成由该器件放大的差分输入信号。我将“DM”幅值设定为 600mVpp,以防止输入明显超过电源电压。

为测试该器件的输出极限,我通过将 R1 设定为 1.02kΩ,选择 50V/V 的增益。通过 1 秒瞬态分析得出了图 3 中的图表。

图 3. VCM 与 VOUT 的瞬态分析

注意,随着 VCM 接近电源电压,VOUT 将接近零。为了使瞬态分析看起来更像产品说明书曲线,我使用后处理器的 XY 绘图特性绘制出了输出电压 (X) 与共模电压 (Y) 的比较图。图 4 中的图表表明:在这些测试条件下,仿真图表与 INA114 产品说明书曲线关系密切。

图 4. INA114 的 TINA-TI 仿真图表(左)与产品说明书图表(右)

通过使用或修改该 TINA-TI 测试平台,不仅可快速评估 SPICE 模型 VCM 与 VOUT 特性比较的准确性,而且还可仿真改变工作条件的效果,如图 5 所示。

图 5. VREF = 7.5V 时,VCM 与 VOUT 的仿真比较图

因此,下次您对仪表放大器感到困惑时,请务必考虑一下应用的工作条件如何影响器件的VCM 与 VOUT 比较图。

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INA332 低功耗、单电源、CMOS、低成本仪表放大器

INA122 单电源微功耗仪表放大器

INA122是一款精密仪表放大器,用于精确,低噪声差分信号采集。其双运放设计具有出色的性能和极低的静态电流,是便携式仪表和数据采集系统的理想选择。 INA122可采用2.2V至36V的单电源供电,并且静止不动电流仅为60μA。它也可以使用双电源供电。通过使用输入电平转换网络,输入共模范围扩展到负轨(单电源地)以下0.1V。 单个外部电阻将增益设置为5V /V至10000V /V.激光微调提供极低的失调电压(最大250μV),失调电压漂移(最大3μV/°C)和出色的共模抑制。 封装选项包括8引脚塑料DIP和SO-8表面 - 装包。两者的额定温度范围均为-40°C至+ 85°C扩展工业温度范围。 特性 低电流电流:60μA 宽电源范围 单电源:2.2V至36V 双电源:-0.9 /+ 1.3V至±18V 共模范围至(V - ) - 0.1V 轨到轨输出摆动 低偏置电压:250μV最大 低偏置漂移:3μV/°C最大 低噪声:60nV /sqrt(Hz) 低输入偏置电流:最大25nA 8-PIN DIP和SO-8表面安装 参数 与其它产品相比 仪表放大器   Number of Channels (#) Vs (Min) (V) Vs (Max) (V) CMRR (Min) (dB) Input Offset (+/-) (M...
发表于 11-02 18:04 194次 阅读
INA122 单电源微功耗仪表放大器

INA330 用于温度控制的热敏电阻信号放大器

INA330是一款精密放大器,专为光网络应用中的热电冷却器(TEC)控制而设计。它经过优化,适用于10k 基于热敏电阻的温度控制器。 INA330提供热敏电阻激励,并产生与施加到输入的电阻差成比例的输出电压。它仅使用一个精密电阻加上热敏电阻,从而提供了传统桥接电路的替代方案。这种新型拓扑结构消除了对两个精密电阻的需求,同时保持了温度控制应用的出色精度。 激励电压施加于热敏电阻(R THERM )和精密电阻(R SET ),创建电流I 1 和I 2 。电流输送电路产生输出电流I 0 ,等于I 1 ?? I 2 ,流过外部增益设置电阻。还提供与I 0 成比例的缓冲电压输出。 INA330具有出色的长期稳定性,并且在产品的整个使用寿命期间具有极低的1 /f噪声。低偏移导致从40°C到+ 85°C的0.009°C温度误差。它采用MSOP-10封装,工作电压为+ 2.7V至+ 5.5V。它的工作温度范围为40°C至+ 85°C,工作温度范围为-40°C至+ 125°C。 特性 优化精度10k 热敏电阻应用 低温偏低温度: 0.009°C温度误差,40°C至+ 85°C 优异的长期稳定性 非常低1 /f噪声:(0.01Hz至10Hz)(峰峰值相当于0.0001°C) 宽输出摆动:Rails 10m...
发表于 11-02 18:04 59次 阅读
INA330 用于温度控制的热敏电阻信号放大器

INA2321 微功耗单电源 CMOS 仪表放大器

INA321系列是一系列轨到轨输出,微功率CMOS仪表放大器,提供宽范围,单电源和双极性 - 供应运作。 INA321系列提供差分信号的低成本,低噪声放大,微功耗电流消耗为40μA。关断时,INA321的静态电流小于1μA。在纳秒内恢复正常运行,关断功能使INA321成为低功耗电池或多路复用应用的理想选择。 内部配置5V /V增益,INA321通过用户可编程外部增益电阻提供出色的灵活性。 INA321降低了频率上的共模误差,并且CMRR保持高达3kHz,线路噪声和线路谐波被拒绝。 低功耗设计不会影响带宽或转换速率,使INA321成为可能非常适合驱动模拟 - 数字(A /D)转换器以及通用应用。 INA321具有高精度,低成本和小封装,优于分立设计,同时提供可靠性和性能。 特性 低静态电流:40μA/通道关闭:< 1μA 高增益精度:G = 5,0.02%,2ppm /°C 具有外部电阻的增益设置 低偏置电压:±200μV HIGH CMRR:94dB 低偏置电流:10pA 带宽:500kHz,G = 5V /V 轨到轨输出摆动:(V +) - 0.02V 宽温度范围:-55°C至+ 125°C TSOPOP-14封装中MSOP-8封装和双版本的单一版本 应用 工业传感器放大器:...
发表于 11-02 18:03 50次 阅读
INA2321 微功耗单电源 CMOS 仪表放大器

INA337 宽温度范围精密仪表放大器

INA337和INA338(带关机)是高温,高性能,低成本,精密仪表放大器。它们是真正的单电源仪表放大器,具有极低的DC误差和输入共模范围,超出正极并接近负轨。这些特性使其适用于从通用到高精度的应用。 出色的长期稳定性和极低的1 /f噪声可确保产品在整个使用寿命期间的低失调电压和漂移。 /p> INA337(不关机)采用MSOP-8封装。 INA338(带有关机)在MSOP-10中提供。两者均在-40°C至+ 125°C的温度范围内指定。 特性 精密度低偏差:100uV(最大值)低偏差漂移:0.4uV /°C(最大值)优秀的长期稳定性非常低的1 /f NOISE 小尺寸 micro 包装:MSOP-8,MSOP-10 低成本 应用 用于桥梁,负载电池,热电偶的低电平换能器放大器 广泛的动态范围传感器测量 高分辨率测试系统 WEIGH SCALES 多通道数据采集系统 医疗仪器 汽车应用 一般用途 参数 与其它产品相比 仪表放大器   Number of Channels (#) Vs (Min) (V) Vs (Max) (V) CMRR (Min) (dB) Input Offset (+/-) (Max) (uV) Input Offset Drift (+/-) (Max) (uV/C) Input Bias Current...
发表于 11-02 18:03 61次 阅读
INA337 宽温度范围精密仪表放大器

INA338 具有关断状态的宽温度范围精密仪表放大器

INA337和INA338(带关机)是高温,高性能,低成本,精密仪表放大器。它们是真正的单电源仪表放大器,具有极低的DC误差和输入共模范围,超出正极并接近负轨。这些特性使其适用于从通用到高精度的应用。 出色的长期稳定性和极低的1 /f噪声可确保产品在整个使用寿命期间的低失调电压和漂移。 /p> INA337(不关机)采用MSOP-8封装。 INA338(带有关机)在MSOP-10中提供。两者均在-40°C至+ 125°C的温度范围内指定。 特性 精密度低偏差:100uV(最大值)低偏差漂移:0.4uV /°C(最大值)优秀的长期稳定性非常低的1 /f NOISE 小尺寸 micro 包装:MSOP-8,MSOP-10 低成本 应用 用于桥梁,负载电池,热电偶的低电平换能器放大器 广泛的动态范围传感器测量 高分辨率测试系统 WEIGH SCALES 多通道数据采集系统 医疗仪器 汽车应用 一般用途 参数 与其它产品相比 仪表放大器   Number of Channels (#) Vs (Min) (V) Vs (Max) (V) CMRR (Min) (dB) Input Offset (+/-) (Max) (uV) Input Offset Drift (+/-) (Max) (uV/C) Input Bias Current...
发表于 11-02 18:03 15次 阅读
INA338 具有关断状态的宽温度范围精密仪表放大器

INA2331 低功耗单电源 CMOS 仪表放大器

INA331和INA2331是轨到轨输出,低功耗CMOS仪表放大器,提供宽范围,单电源工作以及双极性 - 供应业务。 INA331系列提供差分信号的低成本,低噪声放大,具有415μA的低静态电流(关断时降至0.01μA)。在微秒内恢复正常工作,该INA可用于电池或多通道应用。 在内部配置增益为5V /V时,INA331通过选择外部电阻提供更高增益的灵活性。 /p> INA331抑制线路噪声及其谐波,因为即使在较高频率下共模误差仍然很低。 高带宽和压摆率使INA331成为直接驱动采样的理想选择Analog-to - 数字(A /D)转换器以及通用应用。 INA331具有高精度,低成本和小封装,优于分立式设计。它们的额定温度范围为-55°C至+ 125°C。 特性 低成本设计 高增益精度:G = 5,0.02%,2ppm /°C 使用EXT进行增益设置。电阻> 5V /V 低偏置电压:±250μV 高CMRR:94dB DC,45kHz时50dB 低偏置电流:0.5pA 带宽,转速:2.0MHz,5V /μs 轨到轨输出摆幅:(V +)?? 0.02V 宽温度范围:?? 55°C至+ 125°C 低静态电流:490μAmax/chan SHUT DOWN:0.01 μA MSOP-8单个和TSSOP-14双封装 应用 工业传感...
发表于 11-02 18:03 61次 阅读
INA2331 低功耗单电源 CMOS 仪表放大器

INA322 微功耗单电源 CMOS 仪表放大器

INA322系列是一系列低成本,轨到轨输出,微功率CMOS仪表放大器,提供宽范围单电源,如以及双极供应业务。 INA322系列提供差分信号的低成本,低噪声放大,微功耗电流消耗为40μA。关断时,INA322的静态电流小于1μA。在纳秒内恢复正常运行,关断功能使INA322成为低功耗电池或多路复用应用的最佳选择。 内部配置5V /V增益,INA322通过用户可编程外部增益电阻提供出色的灵活性。 INA322降低了频率上的共模误差,并且CMRR保持高达3kHz,线路噪声和线路谐波被拒绝。 低功耗设计不会影响带宽或压摆率,使得INA322成为可能非常适合驱动采样模数(A /D)转换器以及通用应用。 INA322具有高精度,低成本和小封装,优于分立式设计,同时提供可靠性和性能。 特性 低成本 低静态电流:40μA/通道关闭:< 1μA 高增益精度:G = 5,0.07%,2ppm /°C 具有外部电阻的增益设置 低偏置电流:10pA 带宽:500kHz,G = 5V /V 轨到轨输出摆幅:(V +) - 0.02V 宽温度范围:-55°C至+ 125°C TSOP-14封装中MSOP-8封装和双版本的单一版本 应用 工业传感器放大器:桥接器,RTD,热敏电阻器,位置 生理功能...
发表于 11-02 18:03 58次 阅读
INA322 微功耗单电源 CMOS 仪表放大器

INA188 36V、零漂移、轨到轨输出仪表放大器

INA188是一款精密的仪表放大器,其采用德州仪器(TI)专有的自动归零技术,可实现低偏移电压,近零偏移和增益漂移,出色的线性度以及向下扩展至直流的超低噪声密度(12nV /√ Hz )。 < p> INA188经优化可提供超过104dB的出色共模抑制比(G≥10)。这种通用型三运放设计可提供轨到轨输出,由4V单电源或高达±18V的双电源供电的低电压运行以及一个高阻抗的宽输入范围。这些规范值使得该器件成为通用信号测量和传感器调节应用(如温度或桥)式应用)的理想选择。 可通过单个外部电阻在1到1000范围内设置增益.INA188设计为采用符合行业标准的增益公式:G = 1 +(50kΩ/R G )。基准引脚可用于单电源运行过程的电平转换或者用于偏移校准。 INA188的额定运行温度范围为-40°C至+ 125℃。 特性 出色的直流性能: 低输入偏移电压:55μV(最大值) 低输入偏移漂移:0.2μV/°C(最大值) 高共模抑制比(CMRR):104dB,增益≥10(最小值) 低输入噪声: 1kHz时为12nV /√ Hz 0.25μV PP (0.1Hz至10Hz) 宽电源范围: 单电源:4V至36V 双电源:±2V至±18V 通过单个外部电阻设置增益: 增益公式:G = 1 +...
发表于 11-02 18:03 122次 阅读
INA188 36V、零漂移、轨到轨输出仪表放大器

INA2128 双路低功耗仪器放大器

INA2128是一款双通道,低功耗,通用仪表放大器,具有出色的精度。其多功能3运放设计和小尺寸使其成为各种应用的理想选择。电流反馈输入电路即使在高增益(G = 100时为200kHz)时也能提供宽带宽。 单个外部电阻可将任何增益设置为1到10,000。内部输入保护可承受高达±40V的损坏。 INA2128经过激光调整,具有极低的失调电压(50μV),漂移(0.5μV/°C)和高共模抑制(120dB at G≥100)。它采用低至±2.25V的电源供电,每个IA的静态电流仅为700μA,非常适合电池供电和多通道系统。 INA2128采用16引脚塑料DIP封装,和SOL-16表面贴装封装,额定温度范围为-40°C至+ 85°C。 特性 低偏置电压:50μV最大 低漂移:0.5μV/°C最大 低输入偏置电流:最大5nA 高CMR:120dB min 输入保护至±40V 宽电源范围:±2.25V至±18V 低静电电流:700μA/IA 16-PIN塑料DIP,SOL-16 应用 传感器放大器热电偶,RTD,桥接< /li> 医疗器械 多通道系统 电池操作设备 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 仪表放大器   Number of Channels (#) Vs (Min) (V) Vs (M...
发表于 11-02 18:03 288次 阅读
INA2128 双路低功耗仪器放大器

INA826S 具有关断功能的 200μA、36V 轨至轨输出仪表放大器

INA826S器件是一款低成本仪表放大器,此放大器提供极低功耗及关断,并可在极宽的单电源或双电源电压范围内工作。可通过单个外部电阻在1到1000范围内设置增益。该器件在过热条件下具有很好的稳定性,即使在G&gt; 1时,也可实现只有35ppm /°C(最大值)的低增益漂移。 INA826S经优化可在频率高达5kHz时提供超过100dB(G = 10)的出色共模抑制比.G = 1时,在从负电源直至1V正电源的整个输入共模范围内共模抑制比将超过84dB.INA826S采用轨到轨输出,非常适合通过3V单电源和高达±18V的双电源供电的低电压运行器件。 提供关断引脚,可将电源电流降至2μA以下。附加电路可通过将输入电流限制在8mA以下来防止输入出现超出电源电压的过压情况(高达±40V)。 INA826S可提供10引脚,3mm× 3mm VSON表面贴装式封装.INA826S的额定工作温度范围为-40°C至+ 125°C。 特性 输入共模范围:包括V - 共模抑制: 104dB(最小值,G = 10) 100dB(5kHz下的最小值,G = 10) 电源抑制:(最小值,G = 1) 低失调电压:150μV,最大值 增益漂移:1ppm /°C(G = 1),35ppm /°C(G> 1) < li>噪声:18nV /√ Hz...
发表于 11-02 18:03 144次 阅读
INA826S 具有关断功能的 200μA、36V 轨至轨输出仪表放大器

INA141 精密低功耗 G = 10,100 仪表放大器

INA141是一款低功耗,通用仪表放大器,具有出色的精度。其多功能3运放设计和小尺寸使其成为各种应用的理想选择。电流反馈输入电路即使在高增益时也能提供宽带宽(G = 100时为200kHz)。 简单的引脚连接可在没有外部电阻的情况下设置10或100V /V的精确增益。内部输入保护可承受高达±40V的损坏。 INA141经过激光调整,具有极低的失调电压(50μV),漂移(0.5μV/°C)和高共模抑制(117dB at G = 100)。它采用低至±2.25V的电源供电,静态电流仅为750μA,非常适合电池供电系统。 INA141采用8引脚塑料DIP和SO-8表面 - 安装封装,规定在-40°C至+ 85°C的温度范围内。 特性 低偏置电压:50μV最大 低漂移:0.5μV/°C最大 精确增益:G = 10 低输入偏置电流时±0.05%:最大5nA 高CMR:117dB min 输入保护到±40V 宽供电范围:±2.25至±18V 低静态电流:750μL 8-PIN塑料DIP,SO-8 参数 与其它产品相比 仪表放大器   Number of Channels (#) Vs (Min) (V) Vs (Max) (V) CMRR (Min) (dB) Input Offset (+/-) (Max) (uV) Input Offset Drift (+/-)...
发表于 11-02 18:03 408次 阅读
INA141 精密低功耗 G = 10,100 仪表放大器

INA2126 微功耗仪表放大器单路和双路版本

INA126和INA2126是精密仪表放大器,用于精确,低噪声差分信号采集。它们的双运放设计具有出色的性能和低静态电流(175μA/通道)。结合±1.35 V至±18 V的宽工作电压范围,INAx126成为便携式仪表和数据采集系统的理想选择。 增益可在5 V /V至10000 V /V范围内设定一个外部电阻器。激光调整输入电路提供低失调电压(最大250μV),低失调电压漂移(最大3μV/°C)和出色的共模抑制性能。 单版封装选项包括8引脚塑封PDIP,SOIC-8和细间距VSSOP-8表面贴装。双版本采用16引脚塑料PDIP,SOIC-8和节省空间的精细间距SSOP-16表面贴装。所有器件均适用于-40°C至+ 85°C工业温度范围。 特性 低静态电流:175μA/通道 宽电源范围:±1.35 V至±18 V 低偏移电压:250-μV最大值 低偏移漂移:3-μV/°C最大值 低噪声:35 nV /√Hz < li>低输入偏置电流:25-nA最大 8引脚PDIP,SOIC,VSSOP表面贴装双通道: 16引脚PDIP,SOIC,SSOP 参数 与其它产品相比 仪表放大器   Number of Channels (#) Vs (Min) (V) Vs (Max) (V) CMRR (Min) (dB) In...
发表于 11-02 18:03 127次 阅读
INA2126 微功耗仪表放大器单路和双路版本

INA317 微功耗 (50µA)、零漂移、轨至轨输出仪表放大器

INA317是一款具备出色精度的低功耗精密仪表放大器.INA317采用3种多功能运算放大器设计,尺寸小巧,功耗较低,适用于各种便携式应用。 单个外部电阻器可根据行业标准增益等式G = 1 +(100kΩ/R G )的定义,设置1至1000范围内的任意增益。 该仪表放大器提供低失调电压(75μV,G≥100),出色的失调电压漂移(0.3μV/°C,G≥100)和高共模抑制(G≥10时为100dB).INA317采用低至1.8V(±0.9V)电压和50μA静态电流的电源供电,因而该器件适用于电池供电系统.INA317器件采用自动校准技术确保广泛工业温度范围内的精度,可提供可扩展到直流的低噪声密度(50nV /√ Hz )。 INA317采用8引脚VSSOP表面贴装式封装,额定温度范围为T A = -40°C至+ 125°C。 特性 低失调电压:75μV(最大值),G≥100 低温漂:0.3μV/°C, G≥100 低噪声:50nV /√ Hz ,G≥100 高共模抑制比( CMRR):100dB(最小值),G≥10 低输入偏置电流:200pA(最大值) 电源范围:1.8V至5.5V < li>输入电压:(V-)0.1V至(V +) - 0.1V 电压范围:(V-)0.05V至(V +) - 0.05V 低静态电流:50μA 工作温度范...
发表于 11-02 18:02 117次 阅读
INA317 微功耗 (50µA)、零漂移、轨至轨输出仪表放大器

血压计中仪表放大器的工作原理及制作

仪表放大器是精密差动电压放大器,其源于运算放大器,但优于运算放大器,具有低噪声、高输入阻抗、低线性误....
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仪表放大器的特点及应用介绍

4.3.2仪表放大器
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利用仪表放大器获得可编程增益的方法是什么?

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如何避免常见 INA 问题?

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常用仪表放大器有哪些_仪表放大器放大倍数公式

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仪表放大器是什么_仪表放大器有什么用

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仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例

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一文详解仪表放大器的钻石图工具

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如何选择仪表放大器_仪表放大器的选择分析

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运放时高输入阻抗的作用是什么?

输入阻抗,更确切地说是输入电阻,很少会成为一个严重问题。(输入电容也即输入阻抗的电抗部分则是另外一回....
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4~20mA电流变送器的工业控制应用(如何利用XTR系列设计4-20mA)

在工业现场,用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输,会产生以下问题:第一,由于传输的信号是电....
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仪表放大器,简称仪放,英文名叫做Instrument Amplifier,通常用于高精密低频信号检测....
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