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ZHCSYO3A July 2025 – August 2025 INA600

PRODMIX

本节提供了 INA600B 差分放大器在给定设计要求下的基本计算。

首先，48V 电池电压需要衰减并连接到 5V 的 ADC 参考电压。这需要 G = 1/10 或 0.10V/V，因此为应用选择了 INA600B。

方程式 1.

G a i n = \frac{V_{A D C}}{V_{B A T}} = \frac{5}{48} is approximately 0.10

在 5V 电源供电、增益为 1/10 的条件下，INA600 的最大共模输入范围为 (V–) + 55V，具体数值可参考 INA600B 电气特性 表。

这完全符合检测 48V 电池电压的要求，并且根据 INA600B 电气特性 表，以输出为基准的共模抑制比 (CMRR) 最小值为 95dB。这对应于衰减因子 $\frac{1}{56234}$ .这有助于将图 8-2 中所示的 100mV 共模误差衰减至 2μV 以下。

参考 INA600B 输出时，方程式 2 将共模误差、RTO 计算为约 2µV。

方程式 2.

{C M}_{E r r_R T O} = \frac{100 m V}{56231} ≅ 2 μ V

接下来，根据电气特性 表，INA600B 的输入阻抗为 1.2MΩ。假设电池满电压为 48V，流经电阻器的输入电流计算如下：

方程式 3.

I_{R_{I N}} = \frac{V_{B A T}}{R_{I N}} = \frac{48}{1.20 M} = 40 μ A

该流经电阻器的输入电流加上 65μA 的放大器静态电流，导致总电流消耗为 105μA，这符合 125μA 的设计要求。

方程式 4.

{I_{t o t a l} = I}_{R_{I N}} + I_{Q}

下一步是计算应用中的其他误差源。根据电气特性 表，当增益 = 0.2V/V 时，最大增益误差和失调电压误差分别为 0.05% 和 3.0mV。

方程式 5.

T o t a l E r r o r = \sqrt{{(0.0005 \times 48)}^{2} + {0.0030}^{2}} = 24.2 m V

对于 8 位 5V ADC，V_LSB 计算如下：

方程式 6.

V_{L S B} = \frac{5}{2^{8}} = 19.5 m V

计算得到的总误差为 24.2mV，约占 5V ADC 满量程电压的 1.25LSB，因此可实现接近 8 位（约为 7.998 位）的 ENOB，充分满足 7.5 位的要求。

请注意，此处并未计算温度范围内的误差，但可以根据应用的温度要求，按照电气特性 表中提供的漂移规格，轻松地将其包括在误差分析中。这些漂移误差和噪声通常不会严重影响 8 位精度级别的性能。最后，失调电压和增益误差的校准可以将精度提高到 10-12 位以上，因为这些因素是应用中的主要误差源。