向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

用1%电阻就能构建属于自己的差动放大器

时间:2019-08-15 作者:Bruce Trump 资深模拟工程师 阅读:
在一种相对常见的情况下,1% 电阻器和一个较好的运算放大器便可以构建一个完全合格的差动放大器。当我们在负载“低侧”的情况下使用一个分流器进行电流测量时,共模电压常常非常小……

通过上一篇文章,我们知道,集成差动放大器的高精确匹配的电阻器对于获得需共模抑制至关重要。KOFednc

然而,在一种相对常见的情况下,1% 电阻器和一个较好的运算放大器便可以构建一个完全合格的差动放大器。当我们在负载“低侧”的情况下使用一个分流器进行电流测量时,共模电压常常非常小。您可能会忍不住想要使用一个标准的非反相放大器来测量该分流器的电压,因为分流器电压为接地参考。但是,仍然可能会有较小的杂散接地电阻压降。您可能需要一种差动测量方法对该电压进行开尔文检测,从而实现分流器的四线连接。KOFednc

034ednc20190814KOFednc

由于杂散或者寄生电阻的压降都很小,因此使用中等共模抑制比的差动放大器便已完全足够。正如我们在上周的文章中所讨论的那样,如果在这种自制差动放大器的电阻器中,有两个电阻器错配 ±1%,则杂散电阻误差电压衰减 100x,也即 40dB 的共模抑制比。KOFednc

如果这种寄生杂散电阻的唯一电流为已测得的负载电流,则所产生的误差刚好为期望信号的增益误差。它可以为正或者负增益误差,具体取决于电阻器错配的方向。但是,电路板或者系统中常常会存在其他电流,这些电流可能会形成与已测得的负载电流无关的电压。KOFednc

035ednc20190814KOFednc

另外,图 2 描述了一个低侧测量案例。在这种情况下,您可能还会需要高精确电阻器匹配。KOFednc

此时,输出电压为偏移电压,并且基准电压应用于差动放大器的“参考”端。这样做的目的一般是为了把输出电压升高至零以上,从而更加精确地处理接近零负载电流的信号。KOFednc

这种方法与我们上周介绍的方法极为相似。这种偏移电压,同我们上周讨论过的大共模输入电压很像。你需要精确的电阻率(例如:使用 INA133 时的电阻率),以确保 Vout 精确匹配 2.5V VR,从而成为参考电压。KOFednc

简易差动放大器是一种重要的电路工具,每一名模拟设计人员都要了解其共模抑制属性和电阻器匹配的相关问题。但是,需要注意的是,用于测量分流器电流的专用 IC 数量众多。TI 将这些 IC 都统称作分流器电流监控器。它们可以在 -22V 到 +80V 的电压范围,对各种电阻器的电流进行测量。除电流外,它们中的一些还可以测量电压,并计算出功率大小。KOFednc

利用本文介绍的分流器电流监控器选择指南,看这些器件是否能够满足您的需要。KOFednc

补充材料—下列 Excel 公式用于计算最接近的标准 1% 电阻值。复制下面蓝色部分内容,将其粘贴至 Excel 单元格 A2 中。在单元格 A1 中放入某个电阻值,单元格A2 便会显示出最为接近的 1% 值。您可以将 A2 复制到其他单元格,这样便可以在其左侧单元格显示计算出的电阻值。KOFednc

=IF(A1>(INT(0.5+100*POWER(10,IF(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1)))-KOFednc

ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0)<0,ROUND(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1))),0)-1,ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0))/96))*KOFednc

POWER(10,INT(LOG(A1))-2)+INT(0.5+100*POWER(10,(IF(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1)))-ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0)<0,ROUND(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1))),0)-1,ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0))+1)/96))*POWER(KOFednc

10,INT(LOG(A1))-2))/2,INT(0.5+100*POWER(10,(IF(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1)))-ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0)<0,ROUND(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1))),0)-1, ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0))+1)/KOFednc

96))*POWER(10,INT(LOG(A1))-2),INT(0.5+100*POWER(10,IF(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1)))-ROUND(96*(LOG(A1)-INT(LOG(A1))),0)<0,ROUND(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1))),0)-1,ROUND(96*(LOG(A1)-KOFednc

INT(LOG(A1))),0))/96))*POWER(10,INT(LOG(A1))-2))KOFednc

赶紧动手吧,试一试!KOFednc

 KOFednc

本文转载自《看一个TI老工程师如何驯服精密放大器KOFednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 比较器——振荡来自何处? 比较器是一个简单的概念-在输入端对两个电压进行比较。输出为高或者低。因此,在转换的过程中为什么存在振荡?
  • 零偏移有源低通滤波器,第1部分 本系列文章分为4个部分,分别讨论了:使用Sallen-Key有源滤波器时应避免的陷阱、Sallen-Key低通滤波器所建议的补救措施、接近零偏移的Chebyshev低通滤波器,以及采纳网友建议所带来的不利后果。
  • PCB 布局技巧:带条纹的电容 电容一端的条纹代表什么?我发现现在很少有工程师知道电容一端的条纹代表什么,也不知道条纹端和不带条纹端互换带来的不同效果。
  • 电阻噪声的基础知识和一个有趣的小测试 放大电路的噪声性能受到输入电阻和反馈电阻Johnson噪声(热噪声)的影响。大多数人似乎都知道电阻会带来噪声,但对于电阻产生噪声的细节却是一头雾水。
  • 使用高压放大器简化您的BOM 可以选择一个运放来满足您的系统需求,这将有助于优化定价和降低设计总成本。
  • EE工程师也能在家工作躲疫情? 越来越多企业因应疫情拟定营运应变计划,以及调整员工的工作模式,轮流采取在家工作、分区办公或错峰上班。但是,电子工程师可能需要使用EDA工具或测试设备,要如何在家工作?
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告