一个六边拼图：仪表放大器的 VCM 与 VOUT 比较图
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2020-08-10
06:12:24
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一个六边拼图：仪表放大器的一个六边拼图：仪表放大器的 VCM 与与 VOUT 比较图比较图
工程师们几十年来一直在努力理解神秘的共模电压 (VCM) 与输出电压 (VOUT) 比较图。尽管 VCM 与 VOUT 形
状经常会因器件及设置配置的不同而不同，
最常见的形状则如图 1 所示。
随着 VCM 接近电源电压，内部运算放大器的输入／输出限制会限制器件的 VOUT 范围。因此，所应用 VCM 的输出摆幅通常
取决于内部运算放大器拓扑、电源电压、增益以及参考电压。
图1.INA114的共模电压与输出电压范围比较
图 1 中产品说明书图表的测试条件是 VS = ±15V，VREF = 0V。
很多应用都需要不同的工作条件，因此需要定制的 VCM 与 VOUT 比较图。精确的 SPICE 模型和TINA-TITM测试电路可生成
这些图表，获得更进一步的了解。
图 2 是一个TINA-TI测试电路，可生成INA114的 VCM 与 VOUT 比较图。您可在这里下载仿真文件。如果您还没有安装TINA-
TI软件，可在这里安装。
图2. 用于生成 VCM 与 VOUT 比较图的TINA-TI测试电路
“CM”源可生成一个 1Hz 共模信号，峰至峰幅度等于两个电源的整个范围。
“DM”源和两个非独立源 VCVS1 与 VCVS2 可生成由该器件放大的差分输入信号。我将“DM”幅值设定为 600mVpp，以防止输
入明显超过电源电压。
为测试该器件的输出极限，我通过将 R1 设定为 1.02kΩ，选择 50V/V 的增益。通过 1 秒瞬态分析得出了图 3 中的图表。
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