Форум за електроника

[Desert Leo]

Малко увод.
Когато работиш с интегрални схеми и особено с аналогови такива, е изключително важна да се запознаеш с вътрешната им схема.
Подхода към тях като към "черна кутия" и опитите да се използва някакъв симулатор за да се провери неосмислена и набързо скалъпена или взаимствана от някъде схема е пагубен.

Сега накратко по същество.
INA217 съдърга добре известната от схемотехниката на ОУ схема на диферензциален усилвател с повишено входно съпротивление, изграден с три ОУ.
Всяка уважаваща себе си книга по ОУ съдържа тази схема.
Щом захранването е двуполярно, може да се предположи, че ОУ в INA имат структурата на "класическите" ОУ с двуполярно захранване.
Известно е, че линейния режим на усилвателно стъпало се осигуряма через подаване на подходящо преднапрежение. При ОУ с двуполярно захранване това става члез галванична връзка към средната точка на двуполярното захранване. Под "галванична връзка" се разбира връзка през резистор или отпушен преход, която осигурява протичане на базисните токове на входните транзистори на ОУ. Донякъде подобно е и при ОУ с полеви транзистори на входа.

Input bias current е точно базисния ток на входния транзистор, който трябва да протече, т. е. да се осигури път за неговото протичане, за да влезе ОУ в линеен режим. Наричат го входен поляризиращ ток и в случая той е 2 микроампера.
Както обикновено, и тук входа на ОУ е дифиринциален усилвател с два симетрични входа, които не са строго еднакви. Затова има разлика между входните токове и тя се нарича входен ток на несиметрия - Input offset current и той в случая е 0.1 микроампера.

В светлината на казаното превода на този абзац,

"R4 and R5 provide a path for input bias current of the INA217.
Input offset current (typically 100nA) creates a DC differential
input voltage that will produce an output offset voltage. This
is generally the dominant source of output offset voltage in
this application. With a maximum gain of 1000 (60dB), the
output offset voltage can be several volts. This may be
entirely acceptable if the output is AC-coupled into the
subsequent stage."

следва да се разбира така:

R4 и R5 осигуряват пътя на протичане на входните токове на поляризация на INA217.
Вследствие на разликата между двата тока на поляризация (която е Input offset current - typically 100nA) и разликата в съпротивленията на резисторите R4 и R5 се получава DC диференциално входно напрежение, което усилено от схемата води до изместване на нивото на изходното напрежение на схемата при отсъствие на входен сигнал. Това е доминиращият източник на отместване на изходното ниво в това приложение. При максимално усилване от 1000 (60dB), нивото на изходното напрежение при покой може да достигне няколко волта. Това би могло да бъде приемливо, ако изхода и развързан постояннотоково (т.е. през кондензатор).

Въпреки, че тук не е споменато, трябва да се отчита и входното напрежение на несиметрия, а също и температурните зависимости на тези токове и напрежения.

Постоянното напрежение на изхода на схемата, което практически винаги е различно от 0V (поради описаните несиметрии) не е проблем докато сумата на това напрежение и амплитудната стойност на променливата съставка на изхода не превиши максималното изходно напрежение на ОУ при зададеното захранване. Ако го превиши, ще се получи ограничаване на променливата съставка, което означава изкривявания.

Избери R4 и R5 да са с минимален температурен коефициент и толеранс (например 1%) и провери несиметрията в ной-лошия случай - екстремални температури и гранични стойности на токовете и съпротивлнията.
И изчети всичко за ОУ, защото ще се наложи да описваш схемата.
Успех!

[felixthecat]

Проекта вече е готов.
Благодаря на всички , изключителни благодарности на Desert Leo