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INA188提升模拟量输入模块电路设计灵活性
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在工业自动化系统中尤其是过程自动化系统,模拟量模块是其中最重要的功能单元之一,高速、高性能和多功能模拟量模块的设计是极具挑战性的工作,INA188仪表放大器,是美国TI德州仪器半导体公司于2015年9月新推向市场的一款全新仪表放大器,INA188是世界上第一款零漂移,轨对轨输出36V仪表放大器。INA188的问世,为高速高性能多功能模拟量模块的研制提供了设计的灵活性。

SM331模拟量输入模块

通常模拟量输入模块通常要求兼容±10V,±20mA信号输入,这需要将输入正负信号进行电平平移,变为正信号,给后端电路进行采集处理,同时需要将±20mA电流信号要变为正负电压信号。因此模拟量输入模块的前端模拟电路设计包括将±20mA电流信号转换为电压信号,以及将输入的±10V电压信号和±20mA电流信号转换成的正负电压信号进行电平平移这两部分核心工作。

模拟量输入模块电路图示:

 

模拟量输入模块电路设计

从模拟量输入模块的输入端子(包括电压输入端子和电流输入端子,共地)输入正负电压信号和电流信号,输入的正负电压信号通过R1、R2和R3进行分压后输入至INA188的模拟引脚,通过运算放大和电平平移后输出,这是输出端即为正的单极性信号。

输入的±20mA电流信号经过R3后变压正负的电压信号,在经过R2输入至INA188 仪表放大器的输入引脚,通过INA188 仪表放大器外界电阻RG进行增益设置,信号被放大,通过施加在VREF引脚上的基准电压进行电平平移,将双极性信号变为单极性信号输出。

在用INA188实现的模拟量输入模块前端模拟电路中,输入和输出的数学关系以及注意事项包括

1,在R1、R2和R3的关系中,要求R1>>R2>>R3;

2,电压输入和输出的数学关系

3,电流输入和输出的数学关系

 

使用INA188的模拟量输入模块电路原理图

模拟量输入模块电路设计原理图

以上电路参数均为验证过的参数,实验表明输入值输出的初始线性度达到了0.1%,显然这个数值相当理想。

结论,作为一款具有优良特性的仪表放大器,INA188提升了模拟量输入模块电路设计的灵活性,提升了模拟量输入模块的精度和线性度等关键指标。同样,在模拟量通道隔离产品如信号隔离器的设计中,INA188也具有出色的竞争力。

关键词:INA188  模拟量输入模块 电路 设计

参考阅读:INA188的特性原理和应用http://www.alp-tech.com.cn/html/n_1445739068.html


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