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仪表放大器故障检查工具—“钻石图”,不看肯定后悔

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仪表放大器故障检查工具—“钻石图”,不看肯定后悔
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2021-5-8 07:23:27   评论 分享淘帖 邀请回答
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  在一些情况下,信号在仪表放大器的额定输入电压范围内,但输出似乎饱和。 是什么原因导致了这一现象,是器件坏了吗?
  2013年2月18号,一架飞机计划从布鲁塞尔飞往苏黎世,在装载货物期间发生了一起惊天钻石大劫案, 劫匪成功掠走价值约3.5亿美元的钻石,整个过程仅持续5分钟左右, 被称为“史上最大钻石抢劫案之一”。 劫匪们乔装成警察(连臂章都跟真的一样),谋划周密,行动迅速且无比精确,情节恍如现实版的好莱坞电影。 机上的乘客们毫不知情,直到被要求走下飞机才知道有事情发生。 随后为了将劫匪缉拿归案,展开了一场国际大追捕。
  从事电子设计工作的人需要关注不同的钻石图。 使用仪表放大器时,设计师常常观察到一些奇怪的现象。 有时候可以将问题准确地解释为“输出饱和”,但另一些时候,问题描述可能不那么容易明白: “增益误差非常大”或“放大器线性度误差很大”,甚至是“它不能正常工作”。 我们没有解决客户问题的流程图,但如果有的话,在“确保器件上电”之后必然是“检查钻石图”。
  本文所说的钻石图常常是在数据手册中提供,显示仪表放大器的输入共模电压与输出电压范围的关系。 如果工作条件在轮廓以内,器件应能正常工作,否则,输出将因为内部节点饱和而无效。
  对于不熟悉仪表放大器的读者,这些线性器件放大的是其输入端之间的电压差,与输入电压相对于电源电压的大小无关。 输入共模电压(两个输入电压的平均值)会被放大器抑制。
  不用说,操作会被限制在一定的电压范围内,多数人会认为该范围小于电源电压,因此这一般不是问题。 然而,共模电压进入电路之后,不会轻易消失, 而是要在内部将其从目标信号中减除。 这意味着,放大的信号和共模电压必须在电压轨范围内。 轮廓有特定形状,可以是八边形、六边形或平行四边形;减除共模电压的机制取决于具体电路拓扑结构。 钻石图可能有点用词不当,但指定输入电压、所需输出摆幅、基准电压和电源轨之后,这种轮廓图可为电路设计师提供关于适当工作范围的有用信息。
  处理低电源电压和单电源应用时,这个问题变得更困难,因为钻石图变得更小,工作范围变得更为受限。AD8226、AD8227、AD8420和AD8422等现代仪表放大器致力于将钻石图扩展到尽可能大。 为了简化低压设计,AD8237的钻石图超过了电源电压,如图1所示。
  因此,下次利用仪表放大器进行设计时,记住考虑钻石图。 至少,这种钻石图不会招致国际刑警上门追查被盗的钻石!
  输入共模电压 输出电压
  
  图1. 输入共模电压与输出电压的关系
2021-5-8 11:34:59 评论

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