采用儀表放大器的0V壓降分流器
發布時間：2009-7-31 21:47
發布者：賈延安
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無源分流器用于測量流經一個相對小阻值電阻的電流，一般對較大功率設備其滿量程壓降為60 mV，而對電子儀器為200 mV。與之類似，電流-電壓轉換器用于測量流經檢測電阻的電流，它一般有更高的壓降。但在某些情況下，輸入端與地之間的壓降必須盡可能低，0V為理想值（與被測電流無關）。如果你的應用需要這種特性，可以采用圖1中的電流-電壓轉換器。此電路中，電阻R1用作一個經典的電流檢測電阻，儀表放大器檢測其上的被測電流，從而獲得壓降。該儀表放大器與R1不僅作為反相電流-電壓轉換器，而且也通過Point B處的一個電阻網絡建立了一個電壓。這個電壓幅度等于R1上的壓降，極性與ΔVR1相反。最后的結果就是，輸入端A上的電壓值為理想的0V，無論流入輸入端的電流幅度與極性如何。 設計采用了Analog Devices公司的AD8223儀表放大器，因為它有缺省為5的電壓增益，這個值以高精度接近于理想值。在缺省增益時的典型增益誤差為0.03%，對B 級IC的最差情況誤差為0.1%（參考文獻1）。當增益為5且R1與R2有相同值時，可以得出，對輸入A的0V壓降，R3的值是R2的兩倍（圖2）。圖1 中R1、R2和R3的都應是高精度、低溫度系數型電阻。在R1和R2阻值為20Ω的實驗電路中，存在著一個參照輸入端0.8 ?A的零漂電流，而在1 mA輸入電流時，輸入端A的壓降變化為0.27 mV。對負輸入電流，輸入端A上會出現類似負電壓變化。電路的傳輸常數（或互阻）為：(ΔVOUT)/(ΔIIN)=–5R。 因此，如果輸入電流為1 mA，則在輸出端出現-100 mV電壓。由于AD8223輸出的拉入電流能力大約是供出電流能力的2.5倍，因此對正電流，輸入范圍也為2.5倍。將電源從±5V增加到±12V，就可以進一步增加正、負電流范圍；也可以使用12V和-5V。如果你的設計需要更高的輸入電流，就在儀表放大器輸出和電阻R3之間放一個精密電壓緩沖器，它要有相應的高輸出電流能力。 |
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