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如下這些布局儀表放大器(INA)PCB時(shí)常見(jiàn)的錯(cuò)誤,你中槍了嗎?本文將給其中原因并給出INA正確布局的例子,收好吧!
INA 用于要求放大差分電壓的應(yīng)用,如測(cè)量通過(guò)高側(cè)電流感應(yīng)應(yīng)用中分流電阻的電壓。圖1所示為典型單電源高側(cè)電流感應(yīng)電路的原理圖。
儀表放大器PCB布局三大常見(jiàn)錯(cuò)誤_儀表放大器PCB布局的正確方法
測(cè)量的是通過(guò)RSHUNT的差分電壓,R1、R2、C1、C2和C3用于提供共模和差模濾波,R3和C4提供U1 INA的輸出濾波,U2用于緩沖INA的參考引腳。R4和C5用于形成低通濾波器,將運(yùn)放給INA參考引腳帶來(lái)的噪音降至最低。
雖然圖1中的原理圖布局看起來(lái)很直觀,但卻非常容易在PCB布局中出錯(cuò),造成電路性能下降。圖2顯示了TI工作人員在檢查INA布局時(shí)常見(jiàn)的三種錯(cuò)誤。
儀表放大器PCB布局三大常見(jiàn)錯(cuò)誤_儀表放大器PCB布局的正確方法
錯(cuò)誤1
第一個(gè)錯(cuò)誤是對(duì)通過(guò)電阻器差分電壓Rshunt的測(cè)量方式。可以看到Rshunt到R2的線路較短,因此其電阻要小于Rshunt到R1線路的電阻。這一線路阻抗上的差異可能會(huì)引入INA的輸入偏置電流在U1輸入側(cè)造成差分電壓。由于INA的任務(wù)是放大差分電壓,因此,如果輸入側(cè)的線路不平衡可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此,需確保INA輸入線路的平衡并盡可能短。
錯(cuò)誤2
第二個(gè)錯(cuò)誤則是關(guān)于INA增益設(shè)置電阻Rgain的。U1引腳到Rgain焊墊的線路長(zhǎng)于實(shí)際所需長(zhǎng)度,因此會(huì)造成額外的電阻和電容。由于增益取決于INA增益設(shè)置引腳、引腳1和引腳8之間的電阻,額外的電阻可能帶來(lái)錯(cuò)誤的目標(biāo)增益。而由于INA的增益設(shè)置引腳連接著INA內(nèi)的反饋節(jié),額外的電容可能造成穩(wěn)定性問(wèn)題。因此,需確保連接增益設(shè)置電阻的線路應(yīng)盡可能短。
錯(cuò)誤3
最后,可能需要改進(jìn)緩沖電路參考引腳的位置。參考引腳緩沖電路位于距離參考引腳較遠(yuǎn)的位置,這可能增加連接參考引腳的電阻,導(dǎo)致噪音或其他信號(hào)可能耦合到線路中。參考引腳上額外的電阻可能會(huì)降低大多數(shù)INA提供的高共模抑制比(CMRR)。因此,需將參考引腳緩沖電路安排在盡可能靠近INA參考引腳的位置。
所示為糾正這三類錯(cuò)誤后的布局。
儀表放大器PCB布局三大常見(jiàn)錯(cuò)誤_儀表放大器PCB布局的正確方法
您可以看到R1和R2到分流電阻的線路長(zhǎng)度相同,并采用了一個(gè)開爾文連接。增益設(shè)置電阻到INA引腳的線路做到了盡可能短,基準(zhǔn)緩沖電路也盡可能靠近參考引腳。
2018年是中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)成立三十周年,2018年5月17-18日,在浙江省東陽(yáng)市召開“中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)第八屆第二次會(huì)員代表大會(huì)暨2018中國(guó)電子元件產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”,本次峰會(huì)以紀(jì)念中國(guó)電子元件行業(yè)的發(fā)展成就,答謝廣大會(huì)員單位三十年來(lái)對(duì)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)的支持與幫助。同時(shí),會(huì)議邀請(qǐng)電子元件行業(yè)和周邊行業(yè)的專家以及我國(guó)電子元件行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的高層領(lǐng)導(dǎo)共同討論影響中國(guó)電子元件行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題。
作為中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)(CECA)理事單位、敏感元器件與傳感器分會(huì)常務(wù)理事單位-南京時(shí)恒電子科技有限公司總經(jīng)理汪洋先生和副總馮昌明先生參加本次峰會(huì)。
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