[FAQ] INA210: VREF 上的外部电阻器对 CMRR/增益误差有什么影响？

我想要一个简单、便宜的解决方案，为我的器件的 VREF 引脚提供基准。  使用分压器设置 VREF 是否存在任何问题？

问题：

每周至少有一次客户会问我，他们是否可以使用分压器来设置我们器件中的基准电压 (VREF)。他们希望通过这样做来缩减尺寸和降低价格。遗憾的是，外部电阻器不仅会影响 REF 值的准确性，还会对器件的增益误差和共模抑制比 (CMRR) 造成不利影响。

Annie Liu：

说明和建议：

注意：为了便于说明，我将使用 INA21x 系列来举例。

与任何差分放大器一样，INA21x 器件共模抑制比会受到 REF 输入端的任何阻抗的影响。当 REF 引脚直接连接至大多数基准电压源或电源时，这个担心是没有必要的。

如果您决定使用电阻分压器或基准电压时，我们有以下建议：

通过运算放大器对 REF 引脚进行缓冲。缓冲器将内部阻抗与分压器的外部阻抗隔离开来 – 换句话说，如果进行缓冲，则外部分压器对增益误差或共模抑制不会造成任何影响。请参阅图 1。

图 1 缓冲 REF 引脚

如果无法使用缓冲器，则应尽量减小电阻式分压器电阻值（几十欧姆），这样可以更大限度地减小额外增益误差和共模误差的影响。较小电阻值的缺点是会产生额外的电流消耗。为分压器选择电阻值时，必须考虑电阻容限（分压器与器件内部的电阻器之间的容差）。

另一种解决方案是将输出作为差分信号处理作为全差分 ADC的输入。在可对 INA21x 输出进行差分感应的系统应用中（例如，通过一个差分输入模数转换器 (ADC) 或者通过使用两个单独的 ADC 输入），可以消除 REF 输入端的外部阻抗影响。换句话说，因为差分 ADC 会减去基准电压的变化，这将尽量减小分压器对系统产生的负面影响。图 2 显示了通过将 REF 引脚用作基准从 INA21x 系列器件获取输出的方法。

图 2 以差分方式感应 INA21x 的输出

 电阻器的值和容差如何影响增益误差和 CMRR？

图 3 显示了计算由于外部电阻器而产生的增益误差和 CMRR 所需的公式。请注意，这些计算基于理想的内部电阻值。您需要考虑内部电阻器的容差。根据仿真（无分布数据或测量值），内部电阻器的温度变化约为 25ppm/C，容差为 +/-15%。遗憾的是，我们无法保证我们器件的内部组件实现最大容差 – 您不能将其视为一个简单的电阻器。我们的流程表明容差通常为 ±15%，但由于我们无法对其进行测试，因此无法对具体数字作出承诺。为了考虑内部电阻器容差，我建议将 R2 和 R4 电阻值替换为 15%。请记住，这些是近似值。由此得出的结果不一定与器件性能匹配。

图 3 估算外部电阻器对增益误差和 CMRR 影响的公式