Нужна помощь с поведением инструментального усилителя

Мне было интересно, может ли кто-нибудь помочь мне понять, почему этот инструментальный усилитель не работает так, как я думаю. Усилитель - INA155.

Мое намерение состоит в том, что при подаче напряжения (положительного или отрицательного) на входные контакты я должен увидеть то же значение, умноженное на 10 (поскольку этот усилитель имеет коэффициент усиления 10) на выходном контакте относительно опорного контакта. . У меня есть виртуальная земля, использующая опорное напряжение 2,5 В на опорном выводе. У меня есть несколько RC-фильтров низких частот на входе. В конце концов я хочу прочитать выходное напряжение с помощью АЦП.

У меня есть схема на этой картинке:

введите описание изображения здесь

У меня есть опорный и выходной контакт, подключенный к мультиметру. Я питаю его от настольного источника питания. Я еще не подавал напряжение на входные контакты, потому что решил сначала проверить напряжение смещения, измерив выходное напряжение, когда входные контакты закорочены друг на друга. Он должен показывать напряжение, близкое к 0, с небольшим смещением, верно???

Что я вижу, так это то, что выходное напряжение начинается близко к шине (поэтому я измеряю точно 2,5 В на измерителе, так как эталонный контакт привязан к 2,5 В), затем оно начинает медленно дрейфовать в течение нескольких минут, пока напряжение на измерителе колеблется где-то в районе 200-300 мВ между выходом и выводом ref. Стабильность увеличилась, так как я добавил фильтр нижних частот, но вывод не имеет смысла (по крайней мере, для меня).

Кто-нибудь может объяснить, почему я это вижу? Очевидно, что в моем понимании этих усилителей есть пробел. До сих пор все, с чем я работал, — это буфер единичного усиления. Я просто пытаюсь разработать простой буфер для измерения сигнала, в основном постоянного тока, который может быть биполярным.

Ищете какие-либо советы или помощь в этом, или даже другой подход для достижения того же самого. Я вынужден работать с одним источником питания 5 В, следовательно, с виртуальной землей 2,5 В, но мне нужно измерить как положительное, так и отрицательное напряжение. Я пробовал это с добавлением резисторов от входа до 2,5 В для обратного пути, но выход не изменился.

Спасибо!!

Еще одно замечание: у меня есть сомнения по поводу вашей схемы, которая управляет выводом REF. Смотрите здесь и здесь .

Ответы (2)

Проблема в том, что вы не подаете напряжение на входы, из-за чего они «плавают». Инструментальные усилители обычно имеют очень низкий входной ток смещения в диапазоне пиковольт (это означает, что для измерения им требуется пиковольт). Часто это похоже на токи, протекающие по воздуху.

Скорее всего, сопротивление через колпачки невелико, и вы видите утечку через них.

Подайте некоторое напряжение на входы (или, в вашем случае, на резисторы перед входами), и проблема должна исчезнуть.

Редактировать: Да, INA155 имеет очень низкий входной ток смещения:

НИЗКИЙ ВХОДНОЙ ТОК СМЕЩЕНИЯ: 0,2 пА

Если бы у вас не было фильтра, вы могли бы взмахнуть рукой над входами, и значение усилителя изменилось бы от заряда вашей руки.

Свяжите входы с чем-то, что не плавает, например, с землей или реверансом напряжения. (Батарейка на 1,5 В иногда бывает забавной в качестве источника напряжения). Я забыл, что у вас коэффициент усиления равен десяти, вам придется разделить вашу батарею на 1,5 В с аттенюатором резистора 10: 1.

Поэтому я попытался сделать так, как вы сказали, и подключить свои входы (до фильтра) к опорному напряжению 2,5 В с резисторами 47 кОм. Но я все равно заметил тот же эффект. Я также попытался подключить их после фильтра, и результат был таким же. Я просто имею дело со слишком низким током смещения практически для макета?
Если вы подключите оба входа к 2,5, то результат будет близок к нулю. INA155 не может выводить ноль из-за диапазона синфазного сигнала (от ~ 0,2 до 0,3 В). Таким образом, вы можете либо переместить заземленную шину на отрицательную (даже -1 В будет работать), либо найти источник напряжения с напряжением менее 0,45 В и более 0,03 В.
Когда я подключаю оба входа напрямую к 2,5, я измеряю около 150 мВ, хотя он сильно колеблется. У меня нет отрицательной шины. Когда вы говорите об источнике напряжения <0,45 и >0,03, вы говорите об эталонном напряжении? Можете ли вы уточнить это или указать на страницу в таблице данных? Извините за мое полное невежество в этом вопросе!!
Да, посмотрите на график входного синфазного сигнала в зависимости от опорного напряжения, в уравнении указано, что вы получите от 0,25 до 4,75 (путем замены 0 на V-, 5 на V+ и 2,5 на Ref.) Это также с коэффициентом усиления 10. Диапазон синфазного сигнала для выхода усилителя, если вы хотите найти диапазон на входе, разделите на 10
На самом деле, когда оба входа привязаны к 2,5, ваше выходное напряжение должно быть 2,5 вольта. Вы находитесь в середине вашего синфазного диапазона, а выходное напряжение составляет 0 вольт (дифференциальное) x 10, но ссылается на 2,5 вольта. Я бы проверил на отсутствие контакта.
Я не знаю, почему он не работал, но когда я заменил операционный усилитель на AD620, он заработал отлично.
Что ж, если вы просмотрите таблицы данных, INA155 имеет диапазон синфазных сигналов, а диапазон синфазных сигналов AD620 составляет ±V или подходит для всего диапазона, поэтому у него нет проблем с синфазными сигналами.

Входной синфазный диапазон при питании 5,5 В и коэффициенте усиления 10, согласно техническому описанию , следующий :

введите описание изображения здесь

Это будет немного плотнее на верхнем конце с питанием 5,0 В.

Таким образом, при опорном напряжении 2,5 В ваши входы должны быть в пределах от 0,5 В до 4,5 В. Вы должны поддерживать оба входа в пределах этого диапазона, независимо от подаваемого дифференциального напряжения. На самом деле это довольно широкий диапазон, и вы обнаружите, что некоторые входные усилители не такие гибкие.

Прямо сейчас вы показываете его как плавающее, поэтому нет гарантии, что он будет в этом диапазоне, а если он ведет себя неправильно, то, вероятно, это не так.

Я этого не показывал, но мои входы подключены к другому источнику напряжения для целей тестирования. Сейчас он установлен на 0 мВ. Когда я проверяю синфазные напряжения входов, я измеряю 1,57 вольта на каждом измерителем.
Итак, у вас есть два источника напряжения? Один для дифференциального и один для общего режима?
У меня есть опорное напряжение (2,5 В) в цепи и прецизионный калибратор напряжения в качестве дифференциального входа.
Так ты подключил одну сторону калибратора к эталону??
не совсем, все на картинке
Что ж, вам нужно сделать что-то в этом роде, чтобы поддерживать синфазное напряжение в пределах допустимого диапазона.
Нужна помощь с поведением инструментального усилителя
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v