應(yīng)用VCM的輸出擺幅

工程師們幾十年來一直在努力理解神秘的共模電壓 （VCM） 與輸出電壓 （VOUT） 比較圖。盡管 VCM 與 VOUT 形狀經(jīng)常會(huì)因器件及設(shè)置配置的不同而不同，但最常見的形狀則如圖 1 所示。

隨著 VCM 接近電源電壓，內(nèi)部運(yùn)算放大器的輸入／輸出限制會(huì)限制器件的 VOUT 范圍。因此，所應(yīng)用 VCM 的輸出擺幅通常取決于內(nèi)部運(yùn)算放大器拓?fù)洹㈦娫措妷?、增益以及參考電壓?/p>

圖 1 中產(chǎn)品說明書圖表的測(cè)試條件是 VS = ±15V，VREF = 0V。

很多應(yīng)用都需要不同的工作條件，因此需要定制的 VCM 與 VOUT 比較圖。精確的 *** 模型和 TINA-TITM 測(cè)試電路可生成這些圖表，獲得更進(jìn)一步的了解。

圖 2 是一個(gè) TINA-TI 測(cè)試電路，可生成 INA114 的 VCM 與 VOUT 比較圖。您可在這里下載仿真文件。如果您還沒有安裝 TINA-TI 軟件，可在這里安裝。

“CM”源可生成一個(gè) 1Hz 共模信號(hào)，峰至峰幅度等于兩個(gè)電源的整個(gè)范圍。

“DM”源和兩個(gè)非獨(dú)立源 VCVS1 與 VCVS2 可生成由該器件放大的差分輸入信號(hào)。我將“DM”幅值設(shè)定為 600mVpp，以防止輸入明顯超過電源電壓。

為測(cè)試該器件的輸出極限，我通過將 R1 設(shè)定為 1.02k?，選擇 50V/V 的增益。通過 1 秒瞬態(tài)分析得出了圖 3 中的圖表。

注意，隨著 VCM 接近電源電壓，VOUT 將接近零。為了使瞬態(tài)分析看起來更像產(chǎn)品說明書曲線，我使用后處理器的 XY 繪圖特性繪制出了輸出電壓 （X） 與共模電壓 （Y） 的比較圖。圖 4 中的圖表表明：在這些測(cè)試條件下，仿真圖表與 INA114 產(chǎn)品說明書曲線關(guān)系密切。

產(chǎn)品說明書圖表（右）

通過使用或修改該 TINA-TI 測(cè)試平臺(tái)，不僅可快速評(píng)估 *** 模型 VCM 與 VOUT 特性比較的準(zhǔn)確性，而且還可仿真改變工作條件的效果，如圖 5 所示。

因此，下次您對(duì)儀表放大器感到困惑時(shí)，請(qǐng)務(wù)必考慮一下應(yīng)用的工作條件如何影響器件的VCM 與 VOUT 比較圖。

責(zé)任編輯：haq