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如下這些布局儀表放大器(INA)PCB時常見的錯誤,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用,如測量通過高側電流感應應用中分流電阻的電壓。圖1所示為典型單電源高側電流感應電路的原理圖。
儀表放大器PCB布局三大常見錯誤_儀表放大器PCB布局的正確方法
測量的是通過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,將運放給INA參考引腳帶來的噪音降至最低。
雖然圖1中的原理圖布局看起來很直觀,但卻非常容易在PCB布局中出錯,造成電路性能下降。圖2顯示了TI工作人員在檢查INA布局時常見的三種錯誤。
儀表放大器PCB布局三大常見錯誤_儀表放大器PCB布局的正確方法
錯誤1
第一個錯誤是對通過電阻器差分電壓Rshunt的測量方式??梢钥吹絉shunt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引入INA的輸入偏置電流在U1輸入側造成差分電壓。由于INA的任務是放大差分電壓,因此,如果輸入側的線路不平衡可能會導致出現錯誤。因此,需確保INA輸入線路的平衡并盡可能短。
錯誤2
第二個錯誤則是關于INA增益設置電阻Rgain的。U1引腳到Rgain焊墊的線路長于實際所需長度,因此會造成額外的電阻和電容。由于增益取決于INA增益設置引腳、引腳1和引腳8之間的電阻,額外的電阻可能帶來錯誤的目標增益。而由于INA的增益設置引腳連接著INA內的反饋節,額外的電容可能造成穩定性問題。因此,需確保連接增益設置電阻的線路應盡可能短。
錯誤3
最后,可能需要改進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的位置,這可能增加連接參考引腳的電阻,導致噪音或其他信號可能耦合到線路中。參考引腳上額外的電阻可能會降低大多數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誤后的布局。
儀表放大器PCB布局三大常見錯誤_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度相同,并采用了一個開爾文連接。增益設置電阻到INA引腳的線路做到了盡可能短,基準緩沖電路也盡可能靠近參考引腳。
2018年是中國電子元件行業協會成立三十周年,2018年5月17-18日,在浙江省東陽市召開“中國電子元件行業協會第八屆第二次會員代表大會暨2018中國電子元件產業峰會”,本次峰會以紀念中國電子元件行業的發展成就,答謝廣大會員單位三十年來對中國電子元件行業協會的支持與幫助。同時,會議邀請電子元件行業和周邊行業的專家以及我國電子元件行業重點骨干企業的高層領導共同討論影響中國電子元件行業發展的熱點問題。
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作為中國電子元件行業協會(CECA)理事單位、敏感元器件與傳感器分會常務理事單位-南京時恒電子科技有限公司總經理汪洋先生和副總馮昌明先生參加本次峰會。時恒電子:http://www.shiheng.com.cn