请教TI工程师关于INA333单电源应用的问题

这是对于仪表放大器最常见的一个问题。

这跟Vref引脚的电压没有关系，这个电路的问题在于输入信号超过了仪表放大器的正常工作范围。

INA333 是经典的三运放的仪表放大器结构，分为 缓冲增益级 和 差分级 ， 楼主的电路在缓冲级的输出就已经饱和了。

V1 处出现了负值，在 0~ 5V的供电电压是不可能在这一级输出负值的。

你的第二个电路时对的，输出也是正确的   （212 - 200）* 100 = 1.2V；

第一个 和 第三个 是一样的问题，Vout = （Vin+  -  Vin-）* 100 + Vref；  所以 第三个 结果 + 2.5 就是 第一个的结果。

对于仪表放大器的应用，最好从三运放的传递函数理解，仪表放大器的共模输入范围是跟增益有关的，增益越大，第一级允许输入的共模电压范围就越小。实际应用中，可以参考datasheet，figure20 figure21。

很感谢Billy老师的解答。看完老师的解答后，我仍然存在疑问，劳烦老师再次指导一下。在电路一种，老师说问题在于输入信号超过了仪表运放的正常工作范围了，可是输入信号共模信号是200mV,差模信号12mV,这也超过了吗？我在datasheet中找到的参考信息是，datasheet首页说到输入电压范围是V- +0.1V ~ V+ -0.1V，在第三页第十行给出的共模电压范围也是V- +0.1V ~ V+ -0.1V；而在这电路中，V-=0v,V+=5V, 所以范围是0.1V~4.9V,所以为什么说超过了呢？学生不太理解。此为疑问一；

疑问二是，Billy 老师说在缓冲级就已经饱和了,我不太明白是怎么饱和的，输出只有2.918V，未曾达到饱和的电压吧？

疑问三是，我要如何设计电路才能让INA333在单电源+5V条件下正常工作，放大？劳烦老师解答。谢谢O(∩_∩)O~。

你可以根据你输入的信号，计算一下我发的图中V1处电压。

嗯，是饱和了。呵呵谢谢老师

虽然感觉还没有完全看懂figure 20和21，不过先指出一个小问题，V1和V2计算式中的100k应为50k

Hi Bruce,

对于V+和V-的计算是否应该为Vid*GAIN+CMV?

输入共模=(Vin++Vin-)/2=(212mv+200mv)/2=206mv;

输入差模=（VIN+-VIN-)/2=(212mv-200mv)/2=6mv;

所以

VIN-=CMV-vid=206mv-6mv=200mv;

VIN+=CMV+vid=206mv+6mv=212mv;

最终可以得到：

V+=Vid*GAIN+CMV=6mv*100+206mv=806mv;

V- =-Vid*GAIN+CMV=- 6mv*100+206mv=-394mv;

可以看出V-存在了负电压的输出，即第一级输出出现的负向饱和，供电电压在单电源的情况下， 输出肯定是会有问题的。

Hi Jeffrey,

关于你的问题 “V1和V2计算式中的100k应为50k”，我觉得是没有问题的，看下面两个电路图是等效的：

你的理解是错误的，50K / (Rg / 2) 所以是 100K / Rg.

楼主也可以通过仿真软件验证一下这个公式，谢谢！

我仿真了下，数值基本符合我上面给出的数据。

附件是仿真源文件，有什么问题，还望指正：

http://www.deyisupport.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/52/7612.ISNTRUCTION-_5F00_OPA277.TSC

Hi Andy，

我读书少，在网上找了一圈，似乎你们的算法是对的。

但是这个仿真的结果为什么和我的算法更加吻合。。。误差小于0.1mV

HI Jeffrey，不妨把你的算法列出来，看看你的想法。

Hi, Andy

虚短虚断，Rg两端分别为Vin+和Vin-，得Ig，每个50kOhm的电阻上流过的也是Ig，因此V1= Vin- - 50k（Vin+ - Vin-）/Rg = -400

Hi Jeffrey，

 如你分析，RG两端的电压等于VIN+-VIN-，所以流过RG的电流IG等于(VIN+-VIN-)/RG，IG电流从A2的输出经过A1反馈电阻，RG和A2反馈电阻最终流向A1输出:

、

VOUT =(V2-V1)(R2/R1)   //R1=R2

         =(VIN2+IG*R6)-(VIN1-IG*R5)

         =VIN2-VIN1+IG(R5+R6)  //R5=R6

         =VIN2-VIN1+[(VIN2-VIN1) /RG]*2R5

         =(VIN2-VIN1)*(1+2R5/RG)

根据你的理解以及上面的推导，我觉得你这样分析是对的。

而对于另外一种放大结构：

VOUT =(V2-V1)(R2/R1)   //R1=R2

         =(VIN2+IG2*R8)-(VIN1+IG1*R5)

         =VIN2-VIN1+IG2*R8-(IG1*R5)

         =VIN2-VIN1+[VIN2/(RG/2)]*R8-[VIN1/(RG/2)]*R5   //R6=R7=RG/2;  R5=R8

         =(VIN2-VIN1)*(1+2R5/RG)

通过这个推导也可以看出，两个电路图虽然能得到相同的输入输出关系，但是电路的实现原理是有差异的。特别是上面那种方式通过改变RG的值，实现增益的调整，而并不增加共模增益和误差（加在RG两端的共模电压不会产生电流），即差分信号将按增益成比例增加，而共模误差不会，共模抑制比会更高。

你好，我想请问一下，你这个V+和V-算的是什么？我觉得V1和V2应该是按上面图上的那个公式计算的吧

你好，我想请问一下，你这个V+和V-算的是什么？我觉得V1和V2应该是按上面图上的那个公式计算的吧