Le INA117P (ou INA 117 P) est un circuit intégré analogique de précision monolithique d'exception, conçu par le prestigieux constructeur américain de composants haut de gamme Burr-Brown (reconnaissable à son logo historique associant le double "B" stylisé). Logé dans un boîtier standard traversant DIL-8 / DIP8 (8 broches, pas de 2,54 mm), ce composant d'origine authentique et neuf de stock (NOS) est un amplificateur de différence de gain unitaire (1 V/V) capable de tolérer des tensions de mode commun extrêmement élevées.
Ce circuit de légende est devenu un standard de l'industrie pour résoudre l'un des problèmes les plus complexes en électronique : mesurer un faible signal différentiel flottant en présence d'une tension continue ou alternative très élevée par rapport à la masse. On le retrouve au cœur d'équipements industriels de précision d'époque, de systèmes d'acquisition de données pour les centrales électriques ou les chemins de fer, d'étages de mesure d'intensité de courant sur lignes haute tension, ainsi que dans l'instrumentation médicale.
L'INA117P élimine le besoin de recourir à des systèmes d'isolation optique ou magnétique coûteux et complexes pour les tensions intermédiaires :
Tension de mode commun phénoménale : Capable d'accepter et de rejeter une tension de mode commun continue ou alternative allant jusqu'à +/-200 Volts (et des surcharges transitoires de sécurité allant jusqu'à +/-500 V), tout en étant alimenté par de simples rails d'alimentation classiques de +/-15 V.
Taux de réjection du mode commun (CMRR) exceptionnel : Offre un taux de réjection minimal de 86 dB (typique de 100 dB) à basse fréquence, garantissant que les fluctuations de la tension de ligne n'affectent pas la précision de la mesure différentielle.
Réseau de résistances de précision intégré : Intègre sur la puce de silicium des résistances d'entrée à très haute valeur ohmique, ajustées individuellement au laser (laser-trimmed). Cette symétrie parfaite est la clé de ses performances de mesure et de sa stabilité thermique exemplaire.
Gain de différence unitaire stable (Gain = 1) : Le signal de sortie est rigoureusement égal à la différence entre les deux signaux d'entrée (Vout = VIn+ - VIn-).
Impédance d'entrée élevée : Présente une impédance d'entrée de 380 kOhms sur chaque canal de mesure, évitant ainsi d'influencer la source du signal à mesurer.
Le secret technologique de Burr-Brown (Pourquoi les +/-200V ne détruisent pas le circuit) :
C'est une question fréquente : comment un amplificateur alimenté sous +/-15V peut-il supporter +/-200V sur ses entrées sans griller ?
Burr-Brown a configuré l'INA117 en interne avec un réseau diviseur de tension par 20 à l'aide de ses résistances de précision ajustées au laser. Les tensions d'entrée de 200V sont atténuées en interne à seulement 10V avant d'atteindre les transistors sensibles de l'amplificateur opérationnel interne. L'étage d'amplification de sortie compense ensuite cette atténuation pour restaurer un gain global exact de 1.
Le diagnostic d'une panne de mesure de courant (Offset anormal ou absence de signal) :
Si votre carte industrielle d'époque affiche des valeurs erronées ou si la tension de sortie de l'INA117P reste bloquée à sa tension d'alimentation de butée (+15V ou -15V) :
La vérification de l'alimentation symétrique : Le bon fonctionnement du circuit dépend de la qualité de son alimentation symétrique. Mesurez la tension continue directement entre les broches 7 (V+) et 4 (V-). Si un condensateur de découplage d'époque est en court-circuit ou si un régulateur de tension est HS, l'INA117P perd sa référence de calcul.
La présence indispensable de la broche de masse de référence (Broche 1 - Ref, et Broche 5 - Sense) : C'est un piège de câblage très classique. L'INA117P possède des broches d'équilibrage de gain et de référence. Pour obtenir un gain de 1 par rapport à la masse de votre système, la broche 1 (Ref) et la broche 5 (Sense) doivent impérativement être connectées à la masse analogique propre de votre système. Si l'une de ces liaisons d'époque est coupée ou présente une soudure sèche, le CMRR s'écroule et la tension de sortie va dériver de plusieurs volts de manière chaotique.
Mesure des résistances d'entrée : Hors tension, mesurez à l'aide de votre multimètre de précision la résistance entre la broche 3 (Input+) et la masse, ainsi qu'entre la broche 2 (Input-) et la masse. Vous devez trouver une valeur stable d'environ 380 kOhms. Si l'une des mesures donne une résistance infinie ou très faible, l'un des composants du réseau de résistances internes a été détruit par une décharge électrostatique ou une surtension accidentelle dépassant les limites admissibles de sécurité.
Précautions de montage d'époque (Pas de LaTeX) :
Les circuits d'acquisition analogiques industriels de cette génération ont souvent des exigences d'isolation électrique très strictes. La poussière ou l'humidité accumulées sur le circuit imprimé peuvent créer de légers courants de fuite de surface entre les broches haute tension et basse tension, altérant la réjection de mode commun de la puce.
Nettoyage après réparation : Une fois le remplacement effectué, nettoyez rigoureusement les deux faces du circuit imprimé à l'aide d'alcool isopropylique pur pour supprimer toutes les traces de flux de brasage conducteur ou de résidus organiques.
Pour pérenniser l'installation de ce composant d'origine Burr-Brown (NOS) et éviter d'appliquer la chaleur directe d'un fer à souder sur son boîtier plastique d'époque, installez obligatoirement un support tulipe de précision DIP8 de haute qualité (avec des contacts dorés de préférence).
Soudez le support vide avec un fer réglé à 310 degrés Celsius maximum et utilisez un alliage d'étain-plomb traditionnel. Insérez délicatement l'INA117P à froid dans le support une fois le circuit imprimé totalement refroidi.
